定 價:35 元
叢書名:普通高等院;A(chǔ)力學(xué)系列教材
- 作者:范欽珊
- 出版時間:2006/7/1
- ISBN:9787302132691
- 出 版 社:清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類:TB301
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16
本書是適用于土木工程和水利工程專業(yè)以及其他相關(guān)專業(yè)的材料力學(xué)教材。全書分為基礎(chǔ)篇和專題篇,共14章;A(chǔ)篇(第1-10章)包括反映材料力學(xué)基本要求的材料力學(xué)概論、拉伸與壓縮桿件的應(yīng)力變形分析與強(qiáng)度計算、連接件強(qiáng)度的工程假定計算、圓軸扭轉(zhuǎn)時的強(qiáng)度與剛度計算、梁的彎曲問題(包括:剪力圖和彎矩圖、截面的幾何性質(zhì)、應(yīng)力分析與強(qiáng)度計算、位移分析與剛度計算)、應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論及其工程應(yīng)用、壓桿的穩(wěn)定問題等教學(xué)內(nèi)容;專題篇(第11-14章)包括材料力學(xué)中的能量法、簡單的靜不定系統(tǒng)以及動荷載與疲勞強(qiáng)度、新材料的材料力學(xué)等概述性的內(nèi)容,供不同院校選用。本書注重基本概念,而不追求冗長的理論推導(dǎo)與繁瑣的數(shù)字運算。與以往的同類教材相比,難度有所下降,工程概念有所加強(qiáng),引入了大量涉及廣泛領(lǐng)域的工程實例以及與工程有關(guān)的例題和習(xí)題。根據(jù)不同院校的實際情況,基礎(chǔ)篇所需教學(xué)時數(shù)約為48學(xué)時左右(不含實驗教學(xué)時數(shù));專題篇所需教學(xué)時數(shù)約為16-24學(xué)時。
“普通高等院;A(chǔ)力學(xué)系列教材”自2004年出版以來受到很多教學(xué)第一線的教師和同學(xué)以及業(yè)余讀者的厚愛,其中《材料力學(xué)》一書在1年的時間內(nèi)連續(xù)印刷了5次。同時,廣大讀者也提出了一些寶貴的修改要求和具體意見。
著者最近兩年在全國7個大區(qū)(東北:哈爾濱工業(yè)大學(xué);西北:西北工業(yè)大學(xué);華北:北京交通大學(xué);中南:華中科技大學(xué);西南:重慶大學(xué);華南:華南理工大學(xué);華東:南京航空航天大學(xué))講學(xué)的同時,對我國高等學(xué)校“材料力學(xué)”的教學(xué)狀況和對“材料力學(xué)”教材的需求進(jìn)行了大量調(diào)研,與全國500多名基礎(chǔ)力學(xué)教師以及近2000名同學(xué)交換了關(guān)于“材料力學(xué)”教材使用和修改的意見。
通過上述調(diào)研,我們進(jìn)一步認(rèn)識到,當(dāng)初我們編寫“普通高等院;A(chǔ)力學(xué)系列教材”的理念基本上是正確的,這就是: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)一步對教學(xué)內(nèi)容加以精選,下大力氣壓縮教材篇幅,同時進(jìn)行包括主教材、教學(xué)參考書——教師用書和學(xué)生用書,電子教材——電子教案與電子書等在內(nèi)的教學(xué)資源一體化的設(shè)計,努力為教學(xué)第一線的教師和同學(xué)提供高水平、全方位的服務(wù)。
調(diào)研過程中,廣大教學(xué)第一線的教師和同學(xué)普遍反映,根據(jù)新的培養(yǎng)計劃,很需要一部土木和水利工程類專業(yè)的“材料力學(xué)”教材,以適應(yīng)課程學(xué)時大幅度減少的要求。大家普遍認(rèn)為現(xiàn)行的土木和水利工程類專業(yè)的“材料力學(xué)”教材大都是上、下兩冊,篇幅過大。有的教師反映:上冊的內(nèi)容講不完,下冊的內(nèi)容又要講一點,不僅造成資源浪費,而且也造成學(xué)生不必要的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。還有的教師認(rèn)為,現(xiàn)行的土木和水利工程類專業(yè)的“材料力學(xué)”教材,成書時間已經(jīng)很久,沒有反映最近10年來材料力學(xué)課程教學(xué)改革成果,大多數(shù)作者長期不在教學(xué)第一線從事教學(xué)工作,因而缺乏教學(xué)第一線的新鮮經(jīng)驗。
本書是在上述調(diào)研的基礎(chǔ)上,根據(jù)新的培養(yǎng)計劃和教學(xué)基本要求,從一般院校的實際情況出發(fā),刪去大部分院校不需要的教學(xué)內(nèi)容。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,對于傳統(tǒng)內(nèi)容進(jìn)一步加以精選,大大壓縮教材篇幅,以滿足60~80學(xué)時左右“材料力學(xué)”課程教學(xué)要求。
在教學(xué)體系上,我們根據(jù)土木和水利工程等專業(yè)的特點,同時貫穿兩條主要線索:一條是用桿、軸、梁、柱以及連接件等基本構(gòu)件貫穿的線索;另一條是以構(gòu)件的拉、壓、剪、扭、彎等基本受力與變形形式的線索。這樣的體系不僅保持了“材料力學(xué)”理論體系的完整性,而且具有很強(qiáng)的工程應(yīng)用意義。
在內(nèi)容的處理上,我們將梁的彎曲問題作為重點,分成4章,內(nèi)容包括:剪力圖與彎矩圖;截面的幾何性質(zhì);應(yīng)力分析與強(qiáng)度計算;位移分析與剛度計算。這一部分應(yīng)該說是課程的重點,同時也是課程的精華所在。
為了壓縮教材的篇幅,適應(yīng)教學(xué)時數(shù)減少的要求,一般“材料力學(xué)”中常見的“組合受力與變形”的內(nèi)容沒有單獨成章!靶睆澢钡膬(nèi)容放在彎曲問題中是很自然的事情;“偏心荷載”的內(nèi)容,對于土木和水利工程專業(yè)而言,除了應(yīng)力計算外,還有“截面核心”這樣的特殊問題,而“截面核心”的計算與中性軸有關(guān),所以將這部分內(nèi)容放在“彎曲問題”中作為梁的彎曲問題的延伸,不僅可以使讀者通過中性軸的概念比較好地掌握與“截面核心”有關(guān)的內(nèi)容,而且還將使讀者加深對“中性軸”這個基本概念的認(rèn)識。關(guān)于“彎曲與扭轉(zhuǎn)組合受力與變形”則作為“應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論”的工程應(yīng)用放在第9章中,凸現(xiàn)了應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論的工程應(yīng)用價值。
此外,關(guān)于“梁強(qiáng)度的全面校核”以及“圓柱形薄壁容器的應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度計算”部分放在第9章中,也是基于同樣的考慮。
“材料力學(xué)”與很多領(lǐng)域的工程密切相關(guān)。材料力學(xué)教學(xué)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的力學(xué)素質(zhì),而且可以加強(qiáng)學(xué)生的工程概念。這對于他們向其他學(xué)科或其他工程領(lǐng)域擴(kuò)展是很有利的;诖耍緯c以往的同類教材相比,難度有所下降,工程概念有所加強(qiáng),引入了大量涉及廣泛領(lǐng)域的工程實例以及與工程有關(guān)的例題和習(xí)題。
為了讓學(xué)生更快地掌握最基本的知識,在概念、原理的敘述方面作了一些改進(jìn)。一方面從提出問題、分析問題和解決問題等方面作了比較詳盡的論述與討論;另一方面通過較多的例題分析,特別是新增加了關(guān)于一些重要概念的例題分析,著者相信這將有助于讀者加深對于基本內(nèi)容的了解和掌握。
全書分為基礎(chǔ)篇和專題篇,共14章。基礎(chǔ)篇共10章,包括反映材料力學(xué)基本要求的材料力學(xué)概論、拉伸與壓縮桿件的應(yīng)力變形分析與強(qiáng)度計算、連接件強(qiáng)度的工程假定計算、圓軸扭轉(zhuǎn)時的強(qiáng)度與剛度計算、梁的彎曲問題(共4章)、應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論及其工程應(yīng)用、壓桿的穩(wěn)定問題等教學(xué)內(nèi)容;專題篇包括材料力學(xué)中的能量法、簡單的靜不定系統(tǒng)、動荷載與疲勞強(qiáng)度概述、新材料的材料力學(xué)概述共4章,供不同院校選用。書中帶*號的內(nèi)容及習(xí)題供各院校選用。根據(jù)不同院校的實際情況,基礎(chǔ)篇所需教學(xué)時數(shù)約為48學(xué)時左右;專題篇所需教學(xué)時數(shù)約為16~24學(xué)時。
本書由范欽珊、蔡新主編,范欽珊、祝瑛、梁小燕、蔡新編著。
本書于2005年10月在南京完成初稿,2006年1月在美國加州定稿。定稿期間,得到清華大學(xué)校友吳擎虹、范心洋的大力支持和協(xié)助,在本書出版之際,著者謹(jǐn)表誠摯謝意。
承蒙河海大學(xué)吳勝興教授、北京交通大學(xué)黃海明教授對本書稿進(jìn)行了詳細(xì)的審閱,提出了寶貴的修改意見,謹(jǐn)致謝忱。
書中的缺點和錯誤,懇請讀者批評指正。
基礎(chǔ)篇
第1章概論3
1.1“材料力學(xué)”的研究內(nèi)容3
1.2桿件的受力與變形形式4
1.3工程構(gòu)件靜力學(xué)設(shè)計的主要內(nèi)容5
1.4關(guān)于材料的基本假定7
1.5彈性體受力與變形特征7
1.6材料力學(xué)的分析方法9
1.7應(yīng)力、應(yīng)變及其相互關(guān)系10
1.8結(jié)論與討論12
習(xí)題13
第2章拉伸與壓縮桿件的應(yīng)力變形分析與強(qiáng)度計算17
2.1軸力與軸力圖17
2.2拉伸與壓縮桿件橫截面上的應(yīng)力19
2.3最簡單的強(qiáng)度問題22
2.4拉伸與壓縮桿件的變形分析30
2.5材料的力學(xué)性能35
2.6結(jié)論與討論40
習(xí)題44
第3章連接件強(qiáng)度的工程假定計算49
3.1鉚接件的強(qiáng)度失效形式及相應(yīng)的強(qiáng)度計算方法49
3.2焊縫強(qiáng)度的剪切假定計算53
3.3結(jié)論與討論57
習(xí)題57
第4章圓軸扭轉(zhuǎn)時的強(qiáng)度與剛度計算61
4.1外加扭力矩、扭矩與扭矩圖61
4.2剪應(yīng)力互等定理 剪切胡克定律63
4.3圓軸扭轉(zhuǎn)時橫截面上的剪應(yīng)力分析與強(qiáng)度計算64
4.4圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形分析及剛度條件72
4.5結(jié)論與討論75
習(xí)題79
第5章梁的彎曲問題(1)——剪力圖與彎矩圖83
5.1工程中的彎曲構(gòu)件83
5.2梁的內(nèi)力及其與外力的相互關(guān)系84
5.3剪力方程與彎矩方程87
5.4剪力圖與彎矩圖90
5.5荷載集度、剪力、彎矩之間的微分關(guān)系及其應(yīng)用93
5.6剛架的內(nèi)力與內(nèi)力圖99
5.7結(jié)論與討論104
習(xí)題106
第6章梁的彎曲問題(2)——截面的幾何性質(zhì)111
6.1為什么要研究截面的幾何性質(zhì)111
6.2靜矩、形心及其相互關(guān)系112
6.3慣性矩、慣性積、慣性半徑114
6.4慣性矩與慣性積的移軸定理116
6.5慣性矩與慣性積的轉(zhuǎn)軸定理118
6.6主軸與形心主軸、主慣性矩與形心主慣性矩的概念119
6.7組合圖形的形心主軸與形心主慣性矩121
6.8結(jié)論與討論123
習(xí)題124
第7章梁的彎曲問題(3)——應(yīng)力分析與強(qiáng)度計算127
7.1平面彎曲時梁橫截面上的正應(yīng)力127
7.2斜彎曲的應(yīng)力計算137
7.3彎矩與軸力同時作用時橫截面上的正應(yīng)力140
7.4彎曲剪應(yīng)力分析143
7.5彎曲強(qiáng)度計算151
7.6結(jié)論與討論164
習(xí)題174
第8章梁的彎曲問題(4)——位移分析與剛度計算185
8.1梁的變形與梁的位移185
8.2梁的小撓度微分方程及其積分187
8.3疊加法確定梁的撓度與轉(zhuǎn)角192
8.4梁的剛度計算200
8.5簡單的靜不定梁204
8.6結(jié)論與討論208
習(xí)題213
第9章應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論及其工程應(yīng)用217
9.1應(yīng)力狀態(tài)的基本概念217
9.2平面應(yīng)力狀態(tài)任意方向面上的應(yīng)力219
9.3應(yīng)力狀態(tài)中的主應(yīng)力與最大剪應(yīng)力222
9.4應(yīng)力圓及其應(yīng)用226
9.5廣義胡克定律230
9.6應(yīng)變能與應(yīng)變能密度231
9.7強(qiáng)度理論概述233
9.8關(guān)于脆性斷裂的強(qiáng)度理論233
9.9關(guān)于屈服的強(qiáng)度理論235
9.10工程應(yīng)用之一——組合截面梁的強(qiáng)度全面校核238
9.11工程應(yīng)用之二——圓軸承受彎曲與扭轉(zhuǎn)共同作用時的強(qiáng)度計算241
9.12工程應(yīng)用之三——圓柱形薄壁容器的應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度計算246
9.13結(jié)論與討論248
習(xí)題252
第10章壓桿的穩(wěn)定問題257
10.1壓桿穩(wěn)定的基本概念257
10.2兩端鉸支壓桿的臨界荷載 歐拉公式259
10.3不同剛性支承對壓桿臨界荷載的影響261
10.4臨界應(yīng)力與臨界應(yīng)力總圖262
10.5壓桿穩(wěn)定性設(shè)計268
10.6其他形式的屈曲問題 275
10.7結(jié)論與討論276
習(xí)題280
專題篇
第11章材料力學(xué)中的能量法289
11.1基本概念289
11.2互等定理292
11.3應(yīng)用于彈性桿件的虛位移原理296
11.4計算位移的莫爾積分298
11.5計算莫爾積分的圖乘法301
11.6卡氏定理305
11.7結(jié)論與討論309
習(xí)題310
第12章簡單的靜不定系統(tǒng)315
12.1靜不定系統(tǒng)的幾個基本概念315
12.2力法與正則方程317
12.3對稱性與反對稱性在求解靜不定問題中的應(yīng)用 319
12.4空間靜不定結(jié)構(gòu)的特殊情形322
12.5能量法在求解靜不定問題中的應(yīng)用323
12.6結(jié)論與討論332
習(xí)題333
第13章動荷載與疲勞強(qiáng)度概述337
13.1等加速度直線運動時構(gòu)件上的慣性力與動應(yīng)力337
13.2旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的受力分析與動應(yīng)力計算339
13.3構(gòu)件上的沖擊荷載與沖擊應(yīng)力計算342
13.4疲勞強(qiáng)度概述346
13.5疲勞極限與應(yīng)力壽命曲線351
13.6影響疲勞壽命的因素352
13.7基于無限壽命設(shè)計方法的疲勞強(qiáng)度354
13.8結(jié)論與討論356
習(xí)題358
第14章新材料的材料力學(xué)概述361
14.1復(fù)合材料概述361
14.2單層纖維復(fù)合材料的彈性模量363
14.3纖維增強(qiáng)效應(yīng)366
14.4高分子材料概述368
14.5聚合物的粘彈性行為369
14.6非線性粘彈性構(gòu)件設(shè)計的工程方法374
14.7結(jié)論與討論376
習(xí)題378
附錄381
附錄A型鋼規(guī)格表383
附錄B習(xí)題答案397
附錄C索引407
參考文獻(xiàn)415