材料力學
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【作 者】主編 胡慶泉 蔣彤
【I S B N 】978-7-5170-2148-3
【責任編輯】李炎
【適用讀者群】本專通用
【出版時間】2014-07-01
【開 本】16開
【裝幀信息】壓紋 亞膜
【版 次】第1版第1次印刷
【頁 數】284
【千字數】358
【印 張】17.75
【定 價】¥28
【叢 書】應用技術型高等教育“十二五”規劃教材
【備注信息】
簡介
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本教材是根據高等學校理工科非力學專業“材料力學課程教學基本要求”,結合創建應用型本科院校并依據“材料力學”課程教學大綱的內容和要求編寫的。
本書共12章,包括:緒論、軸向拉伸與壓縮、剪切、扭轉、彎曲內力、彎曲應力、彎曲變形、應力狀態分析和強度理論、組合變形、壓桿穩定、能量法、動載荷及交變應力等,另設有附錄I、II。本書重視講解基本概念和基本分析方法,注重學生分析解決問題能力的培養。除緒論外,各章均有一定數量的例題和習題,并附有習題答案。
本書可作為高等學校工科各相關專業的“材料力學”課程教材,也可供大專院校、成人高校以及相關工程技術人員參考。
本書配有免費電子教案,讀者可以從中國水利水電出版社網站以及萬水書苑下載,網址為:http://www.waterpub.com.cn/softdown/或http://www. wsbookshow.com。
•本書寫作以必需、夠用為原則,內容編排由淺入深,循序漸進;重點講解基本概念和基本分析方法;各章后設有習題并附有習題答案,幫助學生更好地理解所學知識。
•本書總結作者多年來的教學、實踐經驗,在講解理論的同時,引用大量工程案例,幫助學生更好地理解理論,并能更有效地培養學生分析解決問題的能力。
•本書考慮到土木、汽車、機械等專業在做彎曲內力圖時的差別,在書中分別進行說明,并在彎曲變形、強度理論及組合變形中兼顧考慮。
本教材根據教育部高等學校力學教學指導委員會最新頒布的力學類課程教學的基本要求,結合創建應用型本科院校,并依據“材料力學”課程教學大綱的內容和要求編寫。
全書共12章,包括材料力學的基本理論,構件在拉伸與壓縮、剪切、扭轉、彎曲四種基本變形形式下的強度計算和剛度計算,應力狀態與強度理論,組合變形構件的強度計算,壓桿的穩定性計算,交變應力和動載荷,能量法等。除緒論外,每章后均有習題并附有習題答案。
在編寫過程中,編者總結多年來的教學經驗,結合目前創建應用型本科院校及課程理論教學時數逐漸減少的實際情況,注意理論聯系實際的方針和把握夠用精煉的原則,充分吸取各高等院校近年來“材料力學”課程教學改革的經驗,在內容的選擇上以必需和夠用為原則,內容編排由淺入深、循序漸進。考慮到土木、汽車和機械等專業在做彎曲內力圖時的差別,在書中進行說明。并在彎曲變形、強度理論及組合變形中兼顧考慮,便于教師根據不同的專業選用。
本書由胡慶泉、蔣彤等編寫。其中胡慶泉編寫緒論,劉隆編寫第1章,崔澤編寫第2章,劉建忠編寫第3章,高華編寫第4章,倪正銀編寫第5章,高曦光編寫第6章,侯善芹編寫第7章,李琳編寫第8章,馬昌紅編寫第9章,楊尚陽編寫第10章,王繼燕編寫第11章,蔣彤編寫附錄。參加本書編寫的人員都是多年擔任“材料力學”課程教學的教師,包括教授、副教授等專業技術人員,他們都有較深的理論造詣和較豐富的教學經驗。
全書由胡慶泉、蔣彤統編定稿,楊尚陽、劉隆、高曦光等對全書進行了詳細審閱。
由于編者水平有限,難免有不足和欠妥之處,敬請廣大教師和讀者批評指正。
緒論 1
0.1 材料力學的基本任務 1
一、強度要求 2
二、剛度要求 2
三、穩定性要求 2
0.2 變形固體的基本假設 3
一、連續性假設 3
二、均勻性假設 3
三、各向同性假設 3
0.3 研究對象(桿件)的幾何特征 4
0.4 內力、截面法和應力的概念 4
一、內力(附加內力) 4
二、截面法 5
三、應力 5
0.5 桿件變形的基本形式 6
一、軸向拉伸(或壓縮) 6
二、剪切 6
三、扭轉 7
四、彎曲 7
第1章 軸向拉伸與壓縮 8
1.1 軸向拉伸與壓縮的概念 8
1.2 拉(壓)桿的內力計算 9
一、軸力 9
二、軸力圖 9
1.3 拉(壓)桿橫截面及斜截面上的應力 11
一、橫截面上的應力 11
二、斜截面上的應力 13
1.4 拉(壓)桿的變形 14
1.5 拉(壓)超靜定問題 18
1.6 材料在拉伸壓縮時的力學性能 23
一、低碳鋼拉伸時的力學性能 23
二、鑄鐵拉伸時的力學性能 26
三、其他塑性材料拉伸時的力學性能 26
四、材料在壓縮時的力學性能 27
1.7 軸向拉(壓)桿的強度計算 29
1.8 應力集中的概念 31
習題1 32
第2章 剪切 36
2.1 剪切變形的概念 36
2.2 剪切的實用計算 37
2.3 擠壓的實用計算 38
習題2 40
第3章 扭轉 44
3.1 扭轉問題的基本概念 44
3.2 圓軸扭轉的內力 45
一、外力偶矩計算 45
二、橫截面上的內力—扭矩 45
三、扭矩圖 46
3.3 圓軸扭轉橫截面上的切應力 47
一、切應力互等定理 47
二、剪切胡克定律 48
三、圓軸扭轉時橫截面上的應力 49
四、極慣性矩和抗扭截面系數的計算 51
3.4 圓軸扭轉的強度條件和強度計算 52
3.5 圓軸扭轉的剛度條件和剛度計算 53
3.6 非圓截面桿扭轉簡介 55
習題3 57
第4章 彎曲內力 62
4.1 彎曲的概念 62
4.2 受彎桿件的簡化 63
4.3 剪力和彎矩 64
4.4 剪力方程和彎矩方程、剪力圖和彎矩圖 66
4.5 載荷集度、剪力和彎矩間的關系 70
4.6 按疊加原理作彎矩圖 74
習題4 75
第5章 彎曲應力 81
5.1 純彎曲和橫力彎曲的概念 81
一、純彎曲和橫力彎曲的概念 81
二、純彎曲試驗 81
5.2 彎曲正應力 82
一、純彎曲梁橫截面上的正應力 82
二、橫力彎曲正應力 85
三、彎曲梁的正應力強度校核 86
5.3 彎曲切應力 88
一、梁橫截面上的切應力 88
二、彎曲切應力的強度校核 92
5.4 梁的合理設計 94
一、合理布置載荷和支座,降低Mmax 94
二、合理選取截面形狀,增大 94
三、采用等強度梁 96
習題5 97
第6章 彎曲變形 102
6.1 概述 102
6.2 梁的撓曲線近似微分方程 102
6.3 積分法求梁的彎曲變形 104
6.4 疊加法求梁的彎曲變形 107
6.5 簡單超靜定梁 112
6.6 梁的剛度條件和提高梁剛度的措施 115
一、梁的剛度條件 115
二、提高梁剛度的措施 116
習題6 117
第7章 應力狀態分析和強度理論 121
7.1 應力狀態概述 121
7.2 平面應力狀態分析 123
一、解析法 123
二、圖解法 127
7.3 空間應力狀態簡介 131
7.4 廣義胡克定律 133
一、廣義胡克定律 133
二、體積應變 134
三、復雜應力狀態下的應變能密度 135
7.5 四種常用的強度理論 138
一、強度理論概述 138
二、四種常用的強度理論 139
7.6 莫爾強度理論 144
習題7 147
第8章 組合變形 151
8.1 組合變形的概念 151
8.2 斜彎曲 153
8.3 軸向拉伸(壓縮)與彎曲 157
8.4 偏心壓縮(拉伸) 161
8.5 扭轉與彎曲 163
習題8 167
第9章 壓桿穩定 173
9.1 壓桿穩定的概念 173
9.2 兩端鉸支細長中心受壓直桿的臨界壓力 175
9.3 不同桿端約束下細長壓桿臨界力的歐拉公式 176
9.4 歐拉公式的適用范圍和臨界應力總圖 178
一、臨界應力與柔度 178
二、歐拉公式的適用范圍 179
三、臨界應力的經驗公式和臨界應力總圖 180
9.5 壓桿的穩定校核 183
一、穩定安全因數法 183
二、折減系數法 184
9.6 提高壓桿穩定性的措施 188
一、選擇合理的截面形狀 188
二、改變壓桿的約束條件 189
三、減小壓桿的長度 189
四、合理選擇材料 189
習題9 189
第10章 能量法 194
10.1 概述 194
10.2 外載荷做的功 194
一、單個力作用下的外力功 194
二、多個力作用下的外力功 195
10.3 彈性體的應變能 195
一、拉(壓)變形的應變能 195
二、扭轉變形的應變能 196
三、彎曲變形的應變能 197
10.4 卡式定理 198
10.5 單位載荷法 201
10.6 圖形相乘法 204
習題10 207
第11章 動載荷及交變應力 211
11.1 概述 211
11.2 構件做等加速運動時的應力計算 211
11.3 構件受沖擊載荷作用時的應力與變形 214
11.4 交變應力下材料的疲勞破壞和疲勞極限 218
一、交變應力和金屬材料的疲勞破壞 218
二、交變應力的基本參量 220
三、疲勞的強度指標——疲勞極限 221
四、對稱循環下的疲勞強度計算 224
習題11 226
附錄I 平面圖形的幾何性質 230
附錄I.1 靜矩和形心 230
附錄I.2 慣性矩、慣性積和慣性半徑 232
附錄I.3 平行移軸公式 235
附錄I.4 轉軸公式、主慣性軸和主慣性矩 236
附錄I習題 239
附錄II 型鋼表 244
習題答案 262
參考文獻 271