本教材第一版于1979年出版以來,一直深受廣大教師和學生的好評,是高校機械類各專業材料力學課程廣泛采用的教材。第二版于1988年獲國家優秀教材獎,第三版于1997年獲國家科學技術進步二等獎和高等教育國家級教學成果一等獎,第四版于2007年獲第七屆全國高校出版社優秀暢銷書一等獎。
《普通高等教育“十一五”國家級規劃教材:材料力學1(第5版)》在保持第四版原有風格和特色的基礎上,刪減了部分內容,增加了一些思考題,修改了部分習題和文字,仍由《材料力學(Ⅰ)》和《材料力學(Ⅱ)》組成。全書共分18章。第I冊為材料力學課程的基本內容,包括緒論,拉伸、壓縮與剪切,扭轉,彎曲內力,彎曲應力,彎曲變形,應力和應變分析、強度理論,組合變形,壓桿穩定,以及平面圖形的幾何性質等。第Ⅱ冊為材料力學較為深入的內容,包括動載荷,交變應力,彎曲的幾個補充問題,能量方法,超靜定結構,平面曲桿,厚壁圓筒和旋轉圓盤,矩陣位移法,桿件的塑性變形等,供有需要的專業選用。
《材料力學(Ⅰ)》可作為高等學校工科本科機械類各專業的材料力學課程教材。
劉鴻文主編的《材料力學實驗》(第三版)可與本教材配套使用。與本教材第四版配套的《材料力學學習指導書》,可供使用本教材的學生復習、解題及教師備課時使用。
劉鴻文,浙江大學教授。長期從事固體力學教學工作。曾任教育部教材編審委員會委員,國家教委(教育部)工科力學課程教學指導委員會主任委員兼材料力學課程教學指導組組長。1989年被授予全國優秀教師稱號。1991年起享受政府特殊津貼。杭州市第六屆人大代表,浙江省第四屆政協常委,全國政協第六、七、八屆委員。
著作有:《材料力學》,《高等材料力學》,《板殼理論》,《材料力學教程》,《材料力學實驗》,《簡明材料力學》等。以上諸書先后分別在高等教育出版社、浙江大學出版社和機械工業出版社出版。《材料力學》第二版于1990年由臺灣高等教育出版社以繁體字再版。
《材料力學》第二版于1988年獲國家教委頒發的全國高等學校優秀教材獎。《材料力學》第三版于1997年獲國家級教學成果一等獎,并獲國家科技進步二等獎。第四版于2007年獲第七屆全國高校出版社優秀暢銷書一等獎。
第1章 緒論
1.1 材料力學的任務
1.2 變形固體的基本假設
1.3 外力及其分類
1.4 內力、截面法和應力的概念
1.5 變形與應變
1.6 桿件變形的基本形式
思考題
習題
第2章 拉伸、壓縮與剪切
2.1 軸向拉伸與壓縮的概念和實例
2.2 直桿軸向拉伸或壓縮時橫截面上的內力和應力
2.3 直桿軸向拉伸或壓縮時斜截面上的應力
2.4 材料拉伸時的力學性能
2.5 材料壓縮時的力學性能
2.6 溫度和時間對材料力學性能的影響
2.7 失效、安全因數和強度計算
2.8 桿件軸向拉伸或壓縮時的變形
2.9 軸向拉伸或壓縮的應變能
2.10 拉伸、壓縮的超靜定問題
2.11 溫度應力和裝配應力
2.12 應力集中的概念
2.13 剪切和擠壓的實用計算
思考題
習題
第3章 扭轉
3.1 扭轉的概念和實例
3.2 外力偶矩的計算扭矩和扭矩圖
3.3 純剪切
3.4 圓軸扭轉時的應力
3.5 圓軸扭轉時的變形
3.6 圓柱形密圈螺旋彈簧的應力和變形
3.7 非圓截面桿扭轉的概述
3.8 薄壁桿件的自由扭轉
思考題
習題
第4章 彎曲內力
4.1 彎曲的概念和實例
4.2 受彎桿件的簡化
4.3 剪力和彎矩
4.4 剪力方程和彎矩方程剪力圖和彎矩圖
4.5 載荷集度、剪力和彎矩問的關系
4.6 平面曲桿的彎曲內力
思考題
習題
第5章 彎曲應力
5.1 純彎曲
5.2 純彎曲時的正應力
5.3 橫力彎曲時的正應力
5.4 彎曲切應力
5.5 關于彎曲理論的基本假設
5.6 提高彎曲強度的措施
思考題
習題
第6章 彎曲變形
6.1 工程中的彎曲變形問題
6.2 撓曲線的微分方程
6.3 用積分法求彎曲變形
6.4 用疊加法求彎曲變形
6.5 簡單超靜定梁
6.6 減小彎曲變形的一些措施
思考題
習題
第7章 應力和應變分析、強度理論
7.1 應力狀態概述
7.2 二向和三向應力狀態的實例
7.3 二向應力狀態分析——解析法
7.4 二向應力狀態分析——圖解法
7.5 三向應力狀態
7.6 位移與應變分量
7.7 平面應變狀態分析
7.8 廣義胡克定律
7.9 復雜應力狀態下的應變能密度
7.10 強度理論概述
7.11 四種常用強度理論
7.12 莫爾強度理論
7.13 構件含裂紋時的斷裂準則
思考題
習題
第8章 組合變形
8.1 組合變形和疊加原理
8.2 拉伸或壓縮與彎曲的組合
8.3 偏心壓縮和截面核心
8.4 扭轉與彎曲的組合
8.5 組合變形的普遍情況
思考題
習題
第9章 壓桿穩定
9.1 壓桿穩定的概念
9.2 兩端鉸支細長壓桿的臨界壓力
9.3 其他支座條件下細長壓桿的臨界壓力
9.4 歐拉公式的適用范圍經驗公式
9.5 壓桿的穩定校核
9.6 提高壓桿穩定性的措施
9.7 縱橫彎曲的概念
思考題
習題
附錄I 平面圖形的幾何性質
I.1 靜矩和形心
I.2 慣性矩和慣性半徑
I.3 慣性積
I.4 平行移軸公式
I.5 轉軸公式主慣性軸
思考題
習題
附錄Ⅱ 型鋼表
參考文獻
習題答案
作者簡介
當研究某一構件時,可以設想把這一構件從周圍物體中單獨取出,并用力來代替周圍各物體對構件的作用。這些來自構件外部的力就是外力。按外力的作用方式可分為表面力和體積力。表面力是作用于物體表面的力,又可分為分布力和集中力。分布力是連續作用于物體表面的力,如作用于油缸內壁上的油壓力、作用于船體上的水壓力等。有些分布力是沿桿件的軸線作用的,如樓板對屋梁的作用力。若外力分布面積遠小于物體的表面尺寸,或沿桿件軸線的分布范圍遠小于軸線長度,就可看作是作用于一點的集中力,如火車車輪對鋼軌的壓力、滾珠軸承對軸的反作用力等。體積力是連續分布于物體內部各點盼力,如物體的自重和慣性力等。
按載荷隨時間變化的特點,又可分成靜載荷和動載荷。若載荷緩慢地由零增加到某一定值,以后即保持不變,或變動很不顯著,即為靜載荷。例如,把機器緩慢地放置在基礎上時,機器的重量對基礎的作用便是靜載荷。若載荷隨時間顯著地變化,則為動載荷。隨時間作周期性變化的動載荷稱為交變載荷,例如,齒輪轉動時,作用于每一個齒上的力都是隨時間作周期性變化的。沖擊載荷則是物體的運動在瞬時內發生突然變化所引起的動載荷,例如,急剎車時飛輪的輪軸、鍛造時汽錘的錘桿等都受到沖擊載荷的作用。
材料在靜載荷和動載荷作用下的性能頗不相同,分析方法也頗有差異。因為靜載荷問題比較簡單,所建立的理論和分析方法又可作為解決動載荷問題的基礎,所以首先研究靜載荷問題。
1.4 內力、截面法和應力的概念
物體因受外力作用而變形,其內部各部分之間因相對位置改變而引起的相互作用就是內力。我們知道,即使不受外力作用,物體的各質點之間也存在著相互作用的力。材料力學中的內力,是指在外力作用下,上述相互作用力的變化量,所以是物體內部各部分之間因外力而引起的附加相互作用力,即&"附加內力&"。這樣的內力隨外力的增大而加大,到達某一限度時就會使構件破壞,因而它與構件的強度是密切相關的。
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