材料力学

基础篇

第1章 基本概念

1.1 什么是“材料力学

1.2 材料力学发展俺史

1.3 变形体及其理想化

1.4 各向同性与各向异性弹性体

1.5 弹性体受力与变形特征

1.6 应力，应变及其相互关系

1.6.1 应力——分布内力集度

1.6.2 应力与内力分量之间的关系

1.6.3 应变——点变形程度的度量

1.6.4 应力与应变之间的物性关系

1.7 工程结构与构件

1.7.1 弹性体的几何分类

1.7.2 T程结构与构件

1.8 杆件受力与变形的几种形式

1.8.1 轴向拉伸(或压缩)

1.8.2 剪切

1.8.3 扭转

1.8.4 弯曲

1.8.5 组合受力与变形

1.9 结论与讨论

1.9.1 关于刚体与变形体模型

1.9.2 刚体静力学概念与原理在材料力学中的可用性与

限制性

习题

第2章 杆件的内力与内力图

2.1 内力与内力分量

2.1.1 内力主矢与主矩

2.1.2 内力分量

2.1.3 内力分量的正负号规则

2.2 外力与内力之间的相依关系

2.2.1 弹性体的平衡原理

2.2.2 截面法

2.2.3 杆件内力变化的一般规律

2.2.4 控制面

2.2.5 平衡微分方程

2.3 杆件的内力图

2.3.1 轴力图

2.3.2 扭矩图

2.3.3 剪力图与弯矩图

2.4 刚架的内力图

2.5 结论与讨论

2.5.1 关于杆件内力分析的几点结论

2.5.2 力系简化在确定控制面上内力时的应用

2.5.3 重视对平衡微分方程的理解和应用

2.5.4 叠加原理的应用限制

习题山

第3章 最简单的材料力学问题

3.1 轴向载荷作用下杆件横截面上的应力

3.2 最简单的强度问题

3.2.1 强度设计准则、安全因数与许用应力

3.2.2 三类强度问题

3.2.3 强度计算举例

3.3 轴向载荷作用下的变形分析与计算

3.3.1 绝对变形弹性模量

3.3.2 相对变形正应变

3.3.3 横向变形与泊松比

93.4 轴向载荷作用下材料的力学性能

3.4.1 轴向拉伸时的应力一应变曲线

3.4.2 弹性力学性能

3.4.3 极限应力值强度指标

3.4.4 韧性指标

3.4.5 轴向压缩时材料的力学性能

3.5 结论与讨论

3.5.1 轴向拉伸及压缩应力和变形公式的应用条件

3.5.2 加力点附近区域的应力分布

3.5.3 应力集中的概念

3.5.4 卸载、再加载时材料的力学行为

习题

第4章 弹性杆件横截面上的正应力分析

4.1 与应力分析相关的截面图形几何性质

4.1.1 静矩、形心及其相互关系

4.1.2 惯性矩、极惯性矩、惯性半径

4.1.3 主轴与形心主轴、主惯性矩与形心主惯性矩的概念

4.2 平面弯曲时梁横截面上的正应力

4.2.1 粱弯曲的若干定义与概念

4.2.2 纯弯曲时梁横截面上正应力分析

4.2.3 弯曲正应力公式的应用与推广

4.3 斜弯曲时梁横截面上的正应力

4.3.1 产生斜弯曲的加载条件

4.3.2 叠加法确定斜弯曲时横截面上的正应力

4.3.3 最大正应力

4.4 弯矩与轴力同时作用时杆件横截面上的正应力

4.5 基于最大正应力的强度计算

4.5.1 基于最大正应力的强度条件

4.5.2 强度计算步骤

4.5.3 强度计算举例

4.6 结论与讨论

4.6.1 弯曲正应力公式应用中的几个问题

4.6.2 对称性验证平面假定的正确性

4.6.3 关于截面的惯性矩：

4.6.4 关于形心和形心主轴

4．6.5 关于中性轴的讨论

4.6.6 提高梁强度的措施

习题

第5章 弹性杆件横截面上的切应力分析

5.1 切应力互等定理剪切胡克定律

5.1.1 切应力互等定理

5.1.2 剪切胡克定律

5.2 圆轴扭转时横截面上的切应力分析

5.2.1 平面假定与切应变分布规律

5.2.2 横截面上的切应力分布

5.2.3 圆轴扭转时扭转角变化率以及横截面上的切应力表达式

5.2.4 最大切应力与扭转截面系数

5.3 薄壁截面梁弯曲时横截面上的切应力流与弯曲中心

5.3.1 切应力流

5.3.2 弯曲中心

5.4 薄壁截面梁的弯曲切应力公式推广应用到实心截面梁

5.4.1 宽度和高度分别为和入的矩形截面

5.4.2 直径为d的圆截面

5.4.3 内、外直径分别为d、D的圆环截面

5.4.4 工字形截面

5.5 基于最大切应力的强度计算

5.6 结论与讨论

5.6.1 矩形截面杆扭转时横截面上的切应力

5.6.2 横向载荷作用下开口薄壁杆件扭转变形

5.6.3 实心截面梁弯曲切应力的误差分析

5.6.4 实心截面细长梁弯曲正应力与弯曲切应力的量级比较

5.6.5 薄壁截面梁与实心截面梁上外力简化时简化中心的

不同选择

习题

第6章 应力状态分析

6.1 一点处应力状态的描述及其分类

6.2 平面应力状态的应力分析

6.2.1 正负号规则

6.2.2 微元的局部平衡

6.2.3 不同坐标系中应力状态的表达形式

6.3 主应力、主方向与面内最大切应力

6.3.1 主平面、主应力与主方向

6.3.2 平面应力状态的三个主应力

6.3.3 用主应力表示的应力状态

6.3.4 面内最大切应力

6.4 类比法的应用平面应力状态的应力圆

6.4.1 应力圆方程

6.4.2 应力圆的画法

6.4.3 应力圆的应用

6.5 三向应力状态的特例分析

6.5.1 三组特殊的方向面

6.5.2 三向应力状态的应力圆

6.5.3 一点处的最大切应力+

6.6 一般应力状态下各向同性材料的应力－应变关系

6.6.1 广义胡克定律

6.6.2 各向同性材料各弹性常数之间的关系

6.7 一般应力状态下的应变能密度

6.7.1 总应变能密度

6.7.2 体积改变能密度与畸变能密度

6.8 结论与讨论

6.8.1 关于应力状态的几点重要结论

6.8.2 平衡方法是分析应力状态最重要、最基本的方法

6.8.3 怎样将应力圆作为思考和分析问题的重要工具，求解复杂的应力状态问题

6.8.4 关于应力状态的不同的表示方法

6.8.5 正确应用广义胡克定律

习题

第7章 一般应力状态下的强度失效分析与设计准则

7.1 构件失效概念与失效分类

7.2 强度失效判据与设计准则概述

7.3 屆服准则：

7.3.1 最大切应力准则

7.3.2 畸变能密度准则

7.4 断襄准则

7.4.1 断裂失效的三种类型

7.4.2 最大拉应力准则

7.5 强度失效判据与设计准赠的应用

7.6 结论与讨论

7.6.1 关于强度失效的几点结论

7.6.2 关于设计准则的应用

7.6.3 关于安全因数的确定

习题

第8章 复杂情形下的强度设计

8.1 强度设计原则与设计过程

8.1.1 强度设计准则

8.1.2 强度设计过程

8.1.3 强度设计内容

8.2 复杂情形下弯曲构件的强度设计

8.2.1 弯曲时的可能危险面

8.2.2 弯曲时的可能危险点

8.2.3 三类危险点的应力状态与设计准则的应用

……

第9章 强性杆件的移分析与则度设计

第10章 压杆的弹性稳定性分析与移定性设计

专题篇

第11章 材料力学中的能量法

第12章 动载荷与疲劳强度概述

第13章 复合材料的力学性能简介

第14章 聚合物的粘弹性行为与伪弹性设计方法

附录A 型钢规格表

附录B 习题答案

附录C 索引

主要参考文献

《材料力学》是“高等教育百门精品课程教材建设计划”中的一个立项项目，在面向21世纪课程教材——范钦珊主编的《材料力学》的基础上，为了适应新的培养计划要求而修订的。《材料力学》分为基础篇和专题篇，共14章。基础篇包括基本概念、杆件的内力与内力图、最简单的材料力学问题、弹性杆杆件横截面上的正应力分析、弹性杆件横截面上的切应力分析、应力状态分析、一般应力状态下的强度失效分析与设计准则、复杂情形成的强度设计、弹性杆件的位移分析与则度设计、压杆的弹性稳定性分析与稳定性设计，共10章；专题篇包括材料力学中的能量法、动载荷与疲劳强度概述、复合材料的力学性能简介，取合物的粘弹性行为与伪弹性设计方法，共4章。本书更加注重了基本概念，加强了工程概念，并引入了大量的工程实例及与工程有关的例题和习题。
　　另外，与《材料力学》配套的还有：多媒体课堂教学软件、电子书、网络课程、供学生用的学习指导与解题指南，以及供老师用的习题详细解答。
　　《材料力学》适合于机械、土木水利、航空航天、交通、动力工程等专业的材料力学课程教学，基础篇所需教学时数为48-56学时；专题篇所需教学时数学约为16学时。