材料力学 第2版

绪论 1

0.1 材料力学的基本任务 1

0.1.1 强度要求 2

0.1.2 刚度要求 2

0.1.3 稳定性要求 2

0.2 变形固体的基本假设 3

0.2.1 连续性假设 3

0.2.2 均匀性假设 3

0.2.3 各向同性假设 3

0.3 研究对象（杆件）的几何特征 4

0.4 内力、截面法和应力的概念 4

0.4.1 内力（附加内力） 4

0.4.2 截面法 5

0.4.3 应力 5

0.5 杆件变形的基本形式 6

0.5.1 轴向拉伸（或压缩） 6

0.5.2 剪切 6

0.5.3 扭转 7

0.5.4 弯曲 7

第1章 轴向拉伸与压缩 8

1.1 轴向拉伸与压缩的概念 8

1.2 拉（压）杆的内力计算 9

1.2.1 轴力 9

1.2.2 轴力图 9

1.3 拉（压）杆横截面及斜截面上的应力 10

1.3.1 横截面上的应力 10

1.3.2 斜截面上的应力 12

1.4 拉（压）杆的变形 13

1.5 拉（压）超静定问题 17

1.6 材料在拉伸压缩时的力学性能 22

1.6.1 低碳钢拉伸时的力学性能 22

1.6.2 铸铁拉伸时的力学性能 25

1.6.3 其他塑性材料拉伸时的力学性能 25

1.6.4 材料在压缩时的力学性能 26

1.7 轴向拉（压）杆的强度计算 27

1.8 应力集中的概念 30

习题1 31

第2章 剪切 35

2.1 剪切变形的概念 35

2.2 剪切的实用计算 36

2.3 挤压的实用计算 37

习题2 39

第3章 扭转 43

3.1 扭转问题的基本概念 43

3.2 圆轴扭转的内力 44

3.2.1 外力偶矩计算 44

3.2.2 横截面上的内力——扭矩 44

3.2.3 扭矩图 45

3.3 圆轴扭转横截面上的切应力 46

3.3.1 切应力互等定理 46

3.3.2 剪切胡克定律 47

3.3.3 圆轴扭转时横截面上的应力 47

3.3.4 极惯性矩和抗扭截面系数的计算 50

3.4 圆轴扭转的强度条件和强度计算 50

3.5 圆轴扭转的刚度条件和刚度计算 51

3.6 非圆截面杆扭转简述 53

习题3 56

第4章 弯曲内力 60

4.1 弯曲的概念 60

4.2 受弯杆件的简化 61

4.3 剪力和弯矩 61

4.4 剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图 64

4.5 载荷集度、剪力和弯矩间的关系 67

4.6 按叠加原理作弯矩图 71

习题4 72

第5章 弯曲应力 77

5.1 纯弯曲和横力弯曲 77

5.1.1 纯弯曲和横力弯曲的概念 77

5.1.2 纯弯曲试验 77

5.2 弯曲正应力 78

5.2.1 纯弯曲梁横截面上的正应力 78

5.2.2 横力弯曲正应力 81

5.2.3 弯曲梁的正应力强度校核 81

5.3 弯曲切应力 83

5.3.1 梁横截面上的切应力 83

5.3.2 弯曲切应力的强度校核 88

5.4 梁的合理设计 89

5.4.1 合理布置载荷和支座来降低Mmax 90

5.4.2 合理选取截面形状来增大W2 90

5.4.3 采用等强度梁 91

习题5 92

第6章 弯曲变形 97

6.1 概述 97

6.2 梁的挠曲线近似微分方程 97

6.3 积分法求梁的弯曲变形 99

6.4 叠加法求梁的弯曲变形 102

6.5 简单超静定梁 106

6.6 梁的刚度条件和提高梁刚度的措施 109

6.6.1 梁的刚度条件 109

6.6.2 提高梁刚度的措施 110

习题6 111

第7章 应力状态分析和强度理论 115

7.1 应力状态概述 115

7.2 平面应力状态分析 117

7.2.1 解析法 117

7.2.2 图解法 121

7.3 空间应力状态简介 124

7.4 广义胡克定律 126

7.4.1 广义胡克定律 126

7.4.2 体积应变 127

7.4.3 复杂应力状态下的应变能密度 128

7.5 四种常用的强度理论 131

7.5.1 强度理论概述 131

7.5.2 四种常用的强度理论 132

7.6 莫尔强度理论 136

习题7 140

第8章 组合变形 144

8.1 组合变形的概念 144

8.2 斜弯曲 146

8.3 轴向拉伸（压缩）与弯曲 150

8.4 偏心压缩（拉伸） 153

8.5 扭转与弯曲 156

习题8 159

第9章 压杆稳定 164

9.1 压杆稳定的概念 164

9.2 两端铰支细长中心受压直杆的临界压力 166

9.3 不同杆端约束下细长压杆临界力的欧拉公式 167

9.4 欧拉公式的适用范围和临界应力总图 169

9.4.1 临界应力与柔度 169

9.4.2 欧拉公式的适用范围 170

9.4.3 临界应力的经验公式和临界应力总图 170

9.5 压杆的稳定校核 173

9.5.1 稳定安全因数法 173

9.5.2 折减系数法 174

9.6 提高压杆稳定性的措施 178

9.6.1 选择合理的截面形状 178

9.6.2 改变压杆的约束条件 178

9.6.3 减小压杆的长度 178

9.6.4 合理选择材料 179

习题9 179

第10章 能量法 184

10.1 概述 184

10.2 外载荷做的功 184

10.2.1 单个力作用下的外力功 184

10.2.2 多个力作用下的外力功 185

10.3 弹性体的应变能 185

10.3.1 拉（压）变形的应变能 185

10.3.2 扭转变形的应变能 186

10.3.3 弯曲变形的应变能 186

10.4 卡式定理 188

10.5 单位载荷法 190

10.6 图形相乘法 193

习题10 196

第11章 动载荷及交变应力 200

11.1 概述 200

11.2 构件做等加速运动时的应力计算 200

11.3 构件受冲击载荷作用时的应力与变形 203

11.4 交变应力下材料的疲劳破坏和疲劳极限 207

11.4.1 交变应力和金属材料的疲劳破坏 207

11.4.2 交变应力的基本参量 209

11.4.3 疲劳的强度指标——疲劳极限 210

11.4.4 对称循环下的疲劳强度计算 213

习题11 214

附录Ⅰ 平面图形的几何性质 217

I.1 静矩和形心 217

I.2 惯性矩、惯性积和惯性半径 219

I.3 平行移轴公式 221

I.4 转轴公式、主惯性轴和主惯性矩 223

习题 226

附录Ⅱ 型钢表 230

习题答案 246

参考文献 254