作為材料力學(xué)課程模塊化教材的拓展模塊，《材料力學(xué)2（第2版）》包括能量法、超靜定系統(tǒng)、疲勞強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)及彎曲問題的進(jìn)一步研究，超過彈性極限后材料的變形與強(qiáng)度，材料力學(xué)行為的進(jìn)一步認(rèn)識，實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析概況等內(nèi)容。各章后均配有適量的思考題及習(xí)題，書后附有參考答案。《材料力學(xué)2（第2版）》配有電子課件，可贈送給任課老師。
《材料力學(xué)2（第2版）》可作為高等工科院校力學(xué)、機(jī)械及土建類專業(yè)的教材，也可作為上述各類專業(yè)函授、電大和網(wǎng)絡(luò)教育的教材及科技工作者的參考書。
普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材 歷經(jīng)20年打造的國家級精品課程主干教材 本課程榮獲2005年國家級優(yōu)秀教學(xué)成果一等獎 博采眾長，啟迪學(xué)生進(jìn)行主動、科學(xué)的思維訓(xùn)練 注重培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決工程實(shí)際問題的能力 編排合理，模塊組合，分基礎(chǔ)模塊（Ⅰ）和拓展模塊（Ⅱ） 例題豐富，解法多樣，思考題富有哲理，習(xí)題新穎并附有答案 配有輔助教材《材料力學(xué)解題方法與技巧》及電子課件
根據(jù)教育部教高函字（2008）3號文件，本書被列為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。
《材料力學(xué)》（Ⅰ、Ⅱ）自2005年由科學(xué)出版社出版以來，經(jīng)過多次重印，在廣大師生教與學(xué)的使用過程中，得到了廣泛的好評。但是也發(fā)現(xiàn)了一些編排上不盡合理、文字?jǐn)⑹霾惶珳?zhǔn)確的地方。本次再版，在內(nèi)容上主要作了以下的調(diào)整：
（1）為了滿足中學(xué)時教學(xué)的需要，同時保證教材內(nèi)容的完整性，將“動載荷”一章由《材料力學(xué)》（Ⅱ）中調(diào)整到《材料力學(xué)》（Ⅰ）中，使基礎(chǔ)模塊內(nèi)容更加完整。
（2）將《材料力學(xué)》（Ⅰ）“彎曲應(yīng)力”一章中組合梁的內(nèi)容調(diào)整到《材料力學(xué)》（Ⅱ）中“扭轉(zhuǎn)及彎曲問題的進(jìn)一步研究”一章中，這樣更利于組織教學(xué)。
（3）在《材料力學(xué)》（Ⅰ）“彎曲變形”一章中增加了“梁彎曲變形后撓曲線大致形狀確定”的內(nèi)容，并就接觸問題以例題形式進(jìn)行了闡述；考慮到中、少學(xué)時對拓展模塊《材料力學(xué)》（Ⅱ）一般不講授，對變形比較法解超靜定問題的內(nèi)容有所加強(qiáng)。
（4）刪減了驗(yàn)證性例題，增加了有工程背景的例題及習(xí)題，以利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
（5）為了尊重知識產(chǎn)權(quán)，對主要理論出處及著者做了腳注，并在書后列有參考文獻(xiàn)。
（6）將書中的文字錯誤進(jìn)行了更正，習(xí)題答案又一次進(jìn)行了校對。
《材料力學(xué)》（Ⅰ）（第二版）中第5～7章由高雅麗負(fù)責(zé)改寫，第8～10章由王安強(qiáng)負(fù)責(zé)改寫，第11章和《材料力學(xué)》（Ⅱ）（第二版）中第3章由王鋒會負(fù)責(zé)改寫，《材料力學(xué)》（Ⅱ）（第二版）中第6章由矯桂瓊負(fù)責(zé)改寫，其余各章由茍文選負(fù)責(zé)改寫。茍文選負(fù)責(zé)全書的統(tǒng)稿T作并擔(dān)任主編，王安強(qiáng)負(fù)責(zé)部分統(tǒng)稿和全書插圖工作并任副主編。
本書經(jīng)膠印試用、大學(xué)出版社多次印刷、科學(xué)出版社再版，前后已近二十年，其間雖經(jīng)多次修訂，但限于編者水平，疏漏之處仍在所難免，望讀者批評指正，使本書內(nèi)容日臻完善，質(zhì)量進(jìn)一步提高。
茍文選，男，1953年生于陜西禮泉，在經(jīng)歷了六年多中學(xué)教書生涯后，1978年考入西北工業(yè)大學(xué)材料力學(xué)師資班學(xué)習(xí)，畢業(yè)后留校在材料力學(xué)教研室任教，并讀取固體力學(xué)專業(yè)碩士研究生。現(xiàn)為西北工業(yè)大學(xué)教授，中國力學(xué)學(xué)會實(shí)驗(yàn)力學(xué)專業(yè)委員會第六、七屆專業(yè)委員會委員，西北工業(yè)大學(xué)圖書館館長。曾任西北工業(yè)大學(xué)工程力學(xué)系副主任、西北工業(yè)大學(xué)國家工科力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)基地建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組副組長，首批遴選為西北工業(yè)大學(xué)跨世紀(jì)教學(xué)帶頭人和雙百優(yōu)秀人才。
長期從事材料力學(xué)、工程力學(xué)、實(shí)驗(yàn)力學(xué)等專業(yè)的教學(xué)和研究工作，編著出版了《材料力學(xué)》（Ⅰ，Ⅱ），《材料力學(xué)典型題解析及自測試題》，《材料力學(xué)導(dǎo)教、導(dǎo)學(xué)、導(dǎo)考》（上，下）及《光彈性實(shí)驗(yàn)原理和方法》、《現(xiàn)代光測力學(xué)》、《西北工業(yè)大學(xué)圖書館館史》等教材、專著8部11冊，并任原國家教委“面向21世紀(jì)力學(xué)系列課程教學(xué)內(nèi)容與體系改革的研究與實(shí)踐”西工大子項(xiàng)目主持人，主持完成了“陜西省高等教育面向21世紀(jì)教改項(xiàng)目——工程力學(xué)類課程體系與教學(xué)內(nèi)容改革與實(shí)踐”。發(fā)表教學(xué)論文二十余篇，1998年被評為全國優(yōu)秀力學(xué)教師，獲國家級教學(xué)成果一等獎，陜西省優(yōu)秀教學(xué)成果特等獎、二等獎等。
曾參加和主持了國家自然科學(xué)基金、航空科學(xué)基金多項(xiàng)，發(fā)表科研論文30余篇，多篇被SCI、EI等收錄，獲航空基金項(xiàng)目優(yōu)秀成果二等獎，陜西省教委科技進(jìn)步獎等多項(xiàng)獎勵。
第二版前言
第一版前言
主要使用的量和單位
第1章 能量原理在桿件位移分析中的應(yīng)用
1.1 桿件應(yīng)變能
1.2 桿件應(yīng)變能的普遍表達(dá)形式
1.3 卡氏定理
1.4 單位載荷法
1.5 圖形互乘法
1.6 虛功原理
1.7 功的互等定理
思考題
習(xí)題
第2章 能量原理在求解超靜定結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用
2.1 概述
2.2 超靜定結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ)
2.3 力法正則方程
2.4 對稱性條件及其在求解超靜定結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用
2.5 三彎矩方程
思考題
習(xí)題
第3章 疲勞強(qiáng)度
3.1 概述
3.2 交變應(yīng)力的循環(huán)特征
3.3 疲勞極限
3.4 影響疲勞極限的因素
3.5 疲勞強(qiáng)度計(jì)算
3.6 彎扭組合作用下構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算
3.7 抗疲勞設(shè)計(jì)
3.8 提高構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的措施
思考題
習(xí)題
第4章 扭轉(zhuǎn)及彎曲問題的進(jìn)一步研究
4.1 薄壁桿件的自由扭轉(zhuǎn)
4.2 開口薄壁桿件的彎曲切應(yīng)力及彎曲中心
4.3 組合梁
4.4 平面曲桿的正應(yīng)力
4.5 用共軛梁法求梁的變形
4.6 梁變形的普遍方程——奇異函數(shù)法
思考題
習(xí)題
第5章 超過彈性極限材料的變形與強(qiáng)度
5.1 概述
5.2 金屬材料在簡單拉壓載荷下的塑性變形
5.3 純彎曲梁的塑性變形
5.4 橫力彎曲梁的塑性彎曲
5.5 圓軸的極限扭矩
5.6 簡單桁架的彈塑性變形分析
思考題
習(xí)題
第6章 材料力學(xué)行為的進(jìn)一步認(rèn)識
6.1 溫度對材料力學(xué)性能的影響
6.2 應(yīng)變速率對材料力學(xué)性能的影響
6.3 材料的黏彈性特性簡介
6.4 線彈性斷裂力學(xué)簡介
6.5 復(fù)合材料力學(xué)簡介
思考題
習(xí)題
第7章 實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析簡介
7.1 概述
7.2 電測法的基本原理
7.3 應(yīng)變測量與應(yīng)力換算
7.4 光彈性實(shí)驗(yàn)方法及平面偏振光
7.5 平面受力模型在平面偏振光場中的效應(yīng)
7.6 平面受力模型在圓偏振光場中的效應(yīng)
7.7 材料條紋值的測定
7.8 光彈性方法的應(yīng)用
思考題
習(xí)題
習(xí)題答案
參考文獻(xiàn)
第1章 能量原理在桿件位移分析中的應(yīng)用
1.1 桿件應(yīng)變能
在工程結(jié)構(gòu)分析中，經(jīng)常需要計(jì)算結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的變形。使用一般的方法，如積分法作變形計(jì)算時需要分析結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的具體變形形式，并需大量的計(jì)算工作。特別是對于剛架、桁架和曲桿等復(fù)雜的超靜定結(jié)構(gòu)，由于變形復(fù)雜，一般方法根本無法完成。工程上通常采用能量原理完成結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的變形分析。
在固體力學(xué)領(lǐng)域，能量原理泛指利用功和能的相關(guān)定理分析問題的方法。能量原理除了在變形和超靜定結(jié)構(gòu)分析方面有廣泛的應(yīng)用之外，也應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和沖擊等問題分析。能量原理在結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件的變形分析中，不涉及具體的變形過程，因此具有應(yīng)用簡單、方便等優(yōu)點(diǎn)。能量原理的另一個優(yōu)點(diǎn)是公式統(tǒng)一，適于利用計(jì)算機(jī)編程處理。以能量原理為基礎(chǔ)的有限元方法，目前已經(jīng)成為應(yīng)用最為廣泛的工程結(jié)構(gòu)分析工具。
能量原理的主要基礎(chǔ)為：物體在外力作用下發(fā)生變形，因此外力在變形過程中做功，這一外力功將轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。對于彈性物體，由于變形的可逆性，這種能量轉(zhuǎn)化過程相對簡單。由于在彈性變形過程中，可以忽略其他形式的能量，如動能、熱能等的損耗，認(rèn)為外力功W全部轉(zhuǎn)化為應(yīng)變能Vs存儲于彈性體的內(nèi)部，即W=Vs（1-1）
在彈性范圍內(nèi)，應(yīng)變能與外力功是可逆的。這就是說，當(dāng)外力增加時，外力功可以轉(zhuǎn)化為應(yīng)變能存儲于彈性體內(nèi)部，而外力減小時，應(yīng)變能又可以轉(zhuǎn)化為功。
本章介紹有關(guān)能量法的基本原理和方法，如果沒有特別說明，一般認(rèn)為材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系滿足胡克定理，討論問題僅限于線性彈性問題；外力為靜載荷，即外力從零開始緩慢地增加，直到終值；彈性體在外力的作用下將發(fā)生變形，彈性體的變形也從零開始直到對應(yīng)的數(shù)值。
以下首先分析桿件基本變形的應(yīng)變能表達(dá)形式。
1.1.1 軸向拉伸或壓縮
在線彈性條件下，即應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系滿足胡克定理，外力在桿件上所做的功在數(shù)值上等于存儲于桿件內(nèi)部的應(yīng)變能。在《材料力學(xué)》（I）中2.10節(jié)已經(jīng)證明，拉伸曲線與橫軸所圍面積為外力功。
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