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第1章 概述1

1.1材料力学的研究对象及任务1

1.2材料力学的基本假设3

1.3构件的变形与应变5

1.3.1杆件的变形形式5

1.3.2位移与变形6

1.3.3应变6

1.4构件的内力与应力8

1.4.1截面法8

1.4.2内力与应力9

1.5应力应变的基本关系10

1.5.1胡克定律10

1.5.2圣文南原理10

1.6材料力学的特点11

习题112

第2章 杆件的拉伸与压缩14

2.1拉压杆件的工程实例14

2.2杆件的轴向变形与应变15

2.3杆件的轴向内力与应力16

2.3.1轴向内力16

2.3.2轴力图17

2.3.3横截面应力18

2.3.4斜截面上的应力21

2.4材料拉伸和压缩的力学性能23

2.4.1低碳钢的拉伸力学性能23

2.4.2其他塑性材料的拉伸力学性能27

2.4.3铸铁的拉伸力学性能27

2.4.4低碳钢的压缩力学性能28

2.4.5铸铁的压缩力学性能28

2.4.6几种常用材料的力学性能参数29

2.4.7复合材料的力学性能30

2.5轴向拉压杆的应变能31

2.5.1外力做功31

2.5.2应变能31

2.6轴向拉压杆的强度计算35

2.6.1容许应力和安全因数35

2.6.2强度条件与刚度条件36

2.6.3强度分析37

2.6.4等强度柱的形状设计38

2.6.5桁架结构的内力计算40

2.7拉压超静定问题42

2.7.1约束超静定问题43

2.7.2装配超静定问题44

2.7.3温度超静定问题45

2.7.4桁架结构超静定问题46

习题250

第3章 连接件的剪切与挤压57

3.1剪切与挤压的工程实例及概念57

3.2剪切应力的实用计算59

3.2.1冲压剪切59

3.2.2单个铆钉铆接结构60

3.2.3多个铆钉铆接结构62

3.3挤压应力的实用计算63

3.3.1单连接件结构63

3.3.2多连接件结构65

3.4应力集中的实用计算68

3.5焊缝强度的实用计算70

3.5.1对接平焊的强度计算70

3.5.2搭接角焊缝的强度计算71

习题372

第4章 圆轴扭转76

4.1扭转的工程实例76

4.2扭矩和扭矩图77

4.2.1轴的外力偶矩77

4.2.2轴的内扭矩及扭矩图77

4.3薄壁圆筒的扭转79

4.3.1截面切应变79

4.3.2截面切应力79

4.3.3切应力互等定理80

4.3.4剪切胡克定律81

4.3.5薄壁圆筒的扭转变形82

4.3.6外扭矩功与剪切应变能82

4.3.7任意方向截面上的应力83

4.4实心圆轴扭转85

4.4.1圆轴变形的几何关系85

4.4.2切应力与切应变的物理关系87

4.4.3切应力的计算公式87

4.4.4圆轴扭转变形90

4.4.5直径平面切应力91

4.5扭转的强度与刚度条件93

4.5.1强度校核93

4.5.2刚度校核95

4.6扭转超静定问题98

4.7密圈螺旋弹簧的应力和变形99

4.7.1内力的计算100

4.7.2截面应力的计算100

4.7.3弹簧变形量计算101

习题4103

第5章 梁弯曲内力与应力109

5.1工程梁实例及弯曲概念109

5.2梁的截面内力和内力图111

5.2.1截面内力求法111

5.2.2截面内力符号112

5.2.3截面内力方程和内力图114

5.2.4截面内力之间的关系118

5.3用叠加法绘制梁的内力图122

5.3.1载荷叠加法求截面内力122

5.3.2分段叠加法作弯矩图125

5.4纯弯曲梁的截面正应力129

5.4.1变形几何关系130

5.4.2应力应变物理关系132

5.4.3静力学平衡关系132

5.4.4截面正应力133

5.5横力弯曲梁的截面正应力137

5.6横力弯曲梁的截面切应力141

5.6.1矩形截面梁的切应力141

5.6.2组合矩形截面梁的切应力145

5.6.3圆形截面梁的切应力148

习题5149

第6章 梁弯曲变形及强度和刚度156

6.1梁弯曲变形的概念156

6.2梁轴线挠度和转角的近似微分方程157

6.3挠曲线微分方程积分158

6.4载荷叠加法计算梁的变形164

6.5梁的强度与刚度校核171

6.5.1强度校核171

6.5.2刚度校核174

6.6提高梁承载能力的措施179

6.6.1提高强度措施179

6.6.2提高刚度措施185

6.7简单超静定梁185

习题6190

第7章 应力状态与强度理论198

7.1应力状态概念198

7.2平面应力状态分析199

7.2.1单向拉伸杆件应力状态199

7.2.2圆轴扭转应力状态200

7.2.3横力弯曲梁的应力状态200

7.2.4一般的平面应力状态解析201

7.2.5主应力状态203

7.3平面应力状态图解203

7.3.1应力圆作法204

7.3.2主平面和主应力作图206

7.3.3横力弯曲梁的主应力迹线210

7.4三向应力状态介绍212

7.5复杂应力与应变状态的关系214

7.5.1广义胡克定律214

7.5.2体积应变218

7.5.3应变能密度219

7.6强度理论基础220

7.6.1脆性断裂的强度理论221

7.6.2塑性屈服的强度理论222

7.6.3莫尔强度理论223

习题7228

第8章 组合变形与强度设计236

8.1组合变形概念与工程实例236

8.2拉伸（压缩）与横力弯曲组合238

8.3偏心拉压241

8.4梁斜弯曲248

8.4.1正应力计算249

8.4.2中性轴的位置、最大正应力250

8.4.3斜弯曲变形特点251

8.4.4切应力计算252

8.5弯曲与扭转组合255

8.6组合变形的强度设计258

习题8265

第9章 压杆稳定274

9.1压杆稳定概念与工程实例274

9.2压杆的临界压力276

9.2.1两端球铰支的压杆276

9.2.2压杆端约束对临界力的影响278

9.3压杆失稳条件修正281

9.3.1压杆的临界应力与柔度281

9.3.2欧拉公式的适用范围282

9.3.3非弹性失稳压杆的临界力282

9.3.4临界应力总图283

9.4压杆的稳定校核方法286

9.5提高压杆稳定性的措施288

9.6杆的纵横弯曲概念291

习题9293

第10章 动载荷应力与交变应力299

10.1工程实例与基本概念299

10.2构件受动载荷的应力300

10.2.1构件做匀加速直线运动300

10.2.2构件做匀速转动302

10.3构件受冲击时的变形和应力305

10.3.1垂直冲击问题306

10.3.2水平冲击问题308

10.3.3提高构件抗冲能力的措施311

10.4交变应力312

10.4.1交变应力与疲劳破坏概念312

10.4.2交变应力的特性314

10.5疲劳持久极限316

10.5.1对称循环下的疲劳曲线317

10.5.2非对称循环下的疲劳曲线318

10.5.3影响疲劳持久极限的因素319

10.6工程疲劳强度的校核方法324

10.6.1单向交变应力324

10.6.2弯扭组合交变应力327

10.6.3变幅交变应力329

10.6.4焊接结构交变应力329

10.6.5提高构件抗疲劳的措施331

习题10331

第11章能量分析法与超静定系统336

11.1概述336

11.2构件的外力功与应变能337

11.2.1拉（压）杆轴力功与应变能337

11.2.2扭转杆扭矩功与应变能338

11.2.3弯曲梁力矩功与应变能339

11.3功与应变能的普遍表达式341

11.3.1外力功的普遍表达式341

11.3.2杆件组合变形应变能342

11.4功的互等定理345

11.5卡氏定理346

11.6虚功原理349

11.7莫尔积分法351

11.7.1单位载荷法351

11.7.2积分图乘法354

11.8超静定结构求解357

习题11363

附录A平面图形的几何性质372

附录B型钢规格参数380

习题参考答案388

参考文献398