本書是配合教育教學(xué)改革課題的研究成果，特點(diǎn)是：根據(jù)工程實(shí)踐提出問題，然后運(yùn)用科學(xué)研究的方法和思維方式形成基本理論，并指導(dǎo)和解決工程中的實(shí)際問題；盡可能介紹學(xué)科范圍的新概念、新理論和新方法。對(duì)于某些工程實(shí)踐中常見但是用傳統(tǒng)的材料力學(xué)方法無法解決的問題，本書嘗試使用數(shù)值方法，通過計(jì)算機(jī)解決；在保障學(xué)科體系完整的前提下，本書刪繁就簡(jiǎn)，力求符合教與學(xué)的規(guī)律，注重啟發(fā)式教學(xué)，比如每章均設(shè)有思考題，為學(xué)生留有充分復(fù)習(xí)和思維空間。全書共十三章，包括了材料力學(xué)的基礎(chǔ)理論和有關(guān)的專題部分，各章均附有復(fù)習(xí)題和習(xí)題。本書可作為普通高等學(xué)校和成人高等教育機(jī)械、土建和材料類專業(yè)的教材，也可作為參加高等教育自學(xué)考試的考生和工程技術(shù)人員的參考書。
本書在面向21 世紀(jì)課程教學(xué)內(nèi)容與體系改革的基礎(chǔ)上, 進(jìn)一步對(duì)材料力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容加以精選, 并盡可能介紹工程實(shí)踐與學(xué)科范圍的新概念、新理論和新方法。對(duì)于某些工程實(shí)踐中常見但是用傳統(tǒng)的材料力學(xué)方法無法解決的問題, 本書嘗試使用數(shù)值方法, 通過計(jì)算機(jī)解決。同時(shí)本書根據(jù)新的培養(yǎng)計(jì)劃和教學(xué)基本要求, 從一般院校的實(shí)際情況出發(fā), 刪去傳統(tǒng)材料力學(xué)上、下兩冊(cè)中大部分院校不需要的教學(xué)內(nèi)容, 大大壓縮教材篇幅, 以靈活滿足60~80 學(xué)時(shí)材料力學(xué)課程的教學(xué)要求。
本書增加了彈性力學(xué)基礎(chǔ)以及位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)等內(nèi)容, 以滿足材料專業(yè)學(xué)生了解位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)的需要, 并充分注意到后續(xù)課程以及當(dāng)代工程設(shè)計(jì)理念與分析方法的變革趨勢(shì), 同時(shí)適當(dāng)拓寬基礎(chǔ), 強(qiáng)化應(yīng)力與應(yīng)變分析的基礎(chǔ)知識(shí)和能力, 在“應(yīng)力應(yīng)變分析與強(qiáng)度理論” 一章中增加了使用有限元法進(jìn)行數(shù)值模擬的內(nèi)容與相關(guān)習(xí)題。
本書是傳統(tǒng)紙質(zhì)教材與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合的多媒體教材, 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)豐富了原紙質(zhì)教材的內(nèi)容, 包括視頻、解題思路、思考題答案和習(xí)題答案。使用方法: 手機(jī)下載App “書伴”, 刮開封底涂層后, 打開“書伴” 掃描該二維碼, 注冊(cè)并進(jìn)行賬戶綁定,掃描任意頁碼上的二維碼即可查看資源。
本書共13 章。包括: 第1 章緒論, 第2 章軸向拉伸、壓縮與剪切, 第3 章扭轉(zhuǎn), 第4 章彎曲內(nèi)力, 第5 章彎曲應(yīng)力, 第6 章彎曲變形, 第7 章應(yīng)力應(yīng)變分析與強(qiáng)度理論,第8 章組合變形, 第9 章壓桿穩(wěn)定, 第10 章能量方法, 第11 章超靜定結(jié)構(gòu), 第12 章動(dòng)載荷, 第13 章彈性力學(xué)基礎(chǔ)。其中帶.的章節(jié)教師可根據(jù)情況選用。
本書的編寫得到了中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 黎立云教授和北京科技大學(xué)尚新春教授的指導(dǎo)和認(rèn)真審閱, 他們提出了許多寶貴意見。北京科技大學(xué)肖久梅副教授對(duì)于成書給予了幫助, 袁媛同學(xué)幫助繪制部分圖表, 特表示感謝。本書的編寫和出版得到了北京科技大學(xué)教材建設(shè)專項(xiàng)基金的支持。
衷心希望關(guān)心本書的廣大讀者對(duì)本書的缺點(diǎn)和不足之處提出寶貴意見。
編 者
前 言
第1 章 緒論 1
內(nèi)容梗概 1
1. 1 材料力學(xué)的研究對(duì)象、內(nèi)容及任務(wù) 1
1. 2 變形固體及其基本假設(shè) 2
1. 3 外力及其分類 3
1. 4 內(nèi)力、截面法和應(yīng)力的概念 3
1. 5 應(yīng)變的概念 5
1. 6 桿件的基本變形形式 7
本章小結(jié) 8
思考題 9
習(xí)題 9
第2 章 軸向拉伸、壓縮與剪切 11
內(nèi)容梗概 11
2. 1 軸向拉伸與壓縮桿件及實(shí)例 11
2. 2 橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力 12
2. 3 材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能 17
2. 4 材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能 20
2. 5 溫度和時(shí)間對(duì)材料力學(xué)性質(zhì)的影響 22
2. 6 許用應(yīng)力、安全因數(shù)、強(qiáng)度條件 23
2. 7 軸向拉(壓) 桿件的變形 26
2. 8 拉(壓) 桿超靜定問題 29
2. 9 溫度應(yīng)力和裝配應(yīng)力 33
2. 10 應(yīng)力集中的概念 35
2. 11 連接件的實(shí)用計(jì)算 36
本章小結(jié) 41
思考題 42
習(xí)題 44
第3 章 扭轉(zhuǎn) 51
內(nèi)容梗概 51
3. 1 扭轉(zhuǎn)及其工程實(shí)例 51
3. 2 扭矩和扭矩圖 51
3. 3 薄壁圓筒的扭轉(zhuǎn) 54
3. 4 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和強(qiáng)度條件 55
3. 5 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形及剛度條件 58
3. 6 圓柱形密圈螺旋彈簧的應(yīng)力和變形
計(jì)算 60
3. 7 非圓截面桿的扭轉(zhuǎn)問題 61
3. 8 薄壁桿件的自由扭轉(zhuǎn) 63
本章小結(jié) 65
思考題 66
習(xí)題 67
第4 章 彎曲內(nèi)力 69
內(nèi)容梗概 69
4. 1 彎曲及其工程實(shí)例 69
4. 2 梁的基本形式 70
4. 3 梁的內(nèi)力———剪力和彎矩 70
4. 4 剪力圖和彎矩圖 71
4. 5 剪力、彎矩和載荷集度之間的微分
關(guān)系 73
4. 6 平面剛架和曲桿的內(nèi)力圖 76
本章小結(jié) 78
思考題 79
習(xí)題 80
第5 章 彎曲應(yīng)力 84
內(nèi)容梗概 84
5. 1 純彎曲正應(yīng)力 84
5. 2 橫力彎曲正應(yīng)力 87
5. 3 彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度條件 87
5. 4 梁的彎曲切應(yīng)力及其強(qiáng)度條件 90
5. 5 提高彎曲強(qiáng)度的措施 94
本章小結(jié) 97
思考題 97
習(xí)題 100
第6 章 彎曲變形 103
內(nèi)容梗概 103
6. 1 梁的撓度和轉(zhuǎn)角 103
6. 2 撓曲線的近似微分方程 104
V
6. 3 用積分法求梁的位移 104
6. 4 用疊加法求梁的位移 109
6. 5 簡(jiǎn)單超靜定梁 114
6. 6 梁的剛度條件 115
6. 7 提高梁剛度的措施 116
本章小結(jié) 117
思考題 118
習(xí)題 119
第7 章 應(yīng)力應(yīng)變分析與強(qiáng)度理論 122
內(nèi)容梗概 122
7. 1 一點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)概念 122
7. 2 平面一般應(yīng)力狀態(tài)分析———解析法 123
7. 3 平面應(yīng)力狀態(tài)分析的圖解法———應(yīng)力
圓法 127
7. 4 平面應(yīng)力條件下的應(yīng)變分析 130
7. 5 三向應(yīng)力狀態(tài)與最大切應(yīng)力 133
7. 6 廣義胡克定律 135
7. 7 復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)變比能 140
7. 8 強(qiáng)度理論概述 142
7. 9 工程中常用的四個(gè)強(qiáng)度理論 143
7. 10 相當(dāng)應(yīng)力 146
7. 11 強(qiáng)度理論的應(yīng)用 146
7. 12 采用有限元法進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析 148
本章小結(jié) 153
思考題 155
習(xí)題 158
第8 章 組合變形 165
內(nèi)容梗概 165
8. 1 組合變形的基本概念 165
8. 2 拉伸或壓縮與彎曲組合 166
8. 3 偏心拉伸或偏心壓縮 169
8. 4 扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合 172
本章小結(jié) 176
思考題 177
習(xí)題 178
第9 章 壓桿穩(wěn)定 181
內(nèi)容梗概 181
9. 1 壓桿穩(wěn)定的概念 181
9. 2 細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界壓力 182
9. 3 臨界應(yīng)力、經(jīng)驗(yàn)公式和臨界應(yīng)力
總圖 186
9. 4 大柔度桿在小偏心距下偏心壓縮時(shí)的
穩(wěn)定性 190
9. 5 壓桿穩(wěn)定性設(shè)計(jì) 192
9. 6 提高壓桿承載能力的措施 195
本章小結(jié) 197
思考題 198
習(xí)題 199
第10 章 能量方法 203
內(nèi)容梗概 203
10. 1 概述 203
10. 2 桿件應(yīng)變能的計(jì)算 205
10. 3 互等定理 211
10. 4 單位載荷法 莫爾積分 216
10. 5 計(jì)算莫爾積分的圖乘法 219
本章小結(jié) 222
思考題 223
習(xí)題 225
第11 章 超靜定結(jié)構(gòu) 228
內(nèi)容梗概 228
11. 1 超靜定結(jié)構(gòu)概述 228
11. 2 用力法解超靜定結(jié)構(gòu) 231
11. 3 對(duì)稱及反對(duì)稱性質(zhì)的應(yīng)用 234
本章小結(jié) 238
思考題 238
習(xí)題 240
第12 章 動(dòng)載荷 243
內(nèi)容梗概 243
12. 1 動(dòng)載荷的概念 243
12. 2 構(gòu)件受沖擊載荷作用時(shí)的動(dòng)應(yīng)力
計(jì)算 243
12. 3 采用顯式有限元法模擬沖擊動(dòng)
應(yīng)力. 246
本章小結(jié) 247
思考題 248
習(xí)題 248
第13 章 彈性力學(xué)基礎(chǔ) 252
內(nèi)容梗概 252
13. 1 彈性力學(xué)的基本概念 252
13. 2 主應(yīng)力 253
13. 3 平衡微分方程 254
13. 4 邊界條件 255
13. 5 幾何方程 255
13. 6 相容性條件 257
目錄
VI
13. 7 物理方程 258
13. 8 用位移表達(dá)的平衡微分方程 259
13. 9 彈性力學(xué)問題的一般求解方法 259
13. 10 用位移平衡微分方程求解平面
問題 260
13. 11 利用相容性條件按應(yīng)力求解平面
問題 261
13. 12 Airy 應(yīng)力函數(shù) 26
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