材料力学

第1章绪论
1.1材料力学的相关概念和基本假设 / 1
本节导航 / 1
1.1.1什么是材料力学？ / 1
1.1.2材料力学的研究对象 / 2
1.1.3材料力学的研究任务 / 3
1.1.4材料力学的基本假设 / 5
小结 / 8
1.2构件的外力和内力 / 9
本节导航 / 9
1.2.1外力 / 9
1.2.2内力和截面法 / 10
1.2.3应力 / 12
1.2.4内力和应力的关系 / 13
小结 / 14
习题 / 14
1.3构件的变形 / 15
本节导航 / 15
1.3.1构件的微观变形 / 15
1.3.2杆的宏观变形 / 17
小结 / 19
习题 / 19

第2章轴向拉压和剪切
轴向拉压杆的概念和实例 / 20
2.1轴向拉压杆的内力和内力图 / 21
本节导航 / 21
2.1.1轴向拉压杆横截面内力 / 22
2.1.2轴向拉压杆的内力图——轴力图 / 23
小结 / 25
习题 / 25
2.2轴向拉压杆的应力 / 26
本节导航 / 26
2.2.1轴向拉压杆的变形规律 / 27
2.2.2轴向拉压杆横截面的应力 / 27
2.2.3圣维南原理 / 28
2.2.4轴向拉压杆斜截面上的应力 / 32
小结 / 34
习题 / 34
2.3材料在拉压时的力学性能 / 35
本节导航 / 35
2.3.1低碳钢在拉伸时的力学性能 / 36
2.3.2低碳钢在压缩时的力学性能 / 41
2.3.3铸铁拉伸和压缩时的力学性能 / 42
小结 / 44
习题 / 44
2.4轴向拉压杆的强度 / 45
本节导航 / 45
2.4.1安全因数和许用应力 / 45
2.4.2轴向拉压杆的强度条件 / 46
2.4.3应力集中对强度的影响 / 47
小结 / 50
习题 / 50
2.5轴向拉压杆的变形 / 51
本节导航 / 51
2.5.1轴向拉压杆线应变的计算 / 52
2.5.2轴向拉压杆纵向变形的计算 / 52
2.5.3轴向拉压杆横向应变的计算 / 53
2.5.4求解位移的能量法 / 57
小结 / 60
习题 / 61
2.6拉压超静定问题 / 62
本节导航 / 62
2.6.1超静定问题的概念 / 62
2.6.2超静定问题解法举例 / 63
小结 / 63
2.6.3温度应力问题 / 65
2.6.4装配应力 / 66
小结 / 68
习题 / 68
2.7剪切和连接部分的计算 / 69
本节导航 / 69
2.7.1剪切的实用计算 / 70
2.7.2挤压的实用计算 / 71
2.7.3被连接件的净断面校核 / 72
小结 / 75
习题 / 75

第3章扭转
扭转的概念和实例 / 76
3.1扭转内力和内力图 / 77
本节导航 / 77
3.1.1传动轴扭力偶矩的计算 / 78
3.1.2轴的内力 / 78
3.1.3轴的内力图 / 79
小结 / 81
习题 / 81
3.2薄壁圆筒的扭转 / 82
本节导航 / 82
3.2.1薄壁圆筒的相关参数 / 82
3.2.2薄壁圆筒扭转时的变形特点 / 83
3.2.3薄壁圆筒扭转时的应力特点 / 84
3.2.4横截面切应力和扭矩（扭力偶）的关系 / 85
3.2.5剪切胡克定律的测定 / 86
小结 / 87
3.3等直圆轴扭转时的应力 / 87
本节导航 / 87
3.3.1等直圆轴扭转时的切应力公式 / 88
3.3.2圆轴切应力强度 / 92
小结 / 94
习题 / 94
3.4圆轴扭转时的变形 / 95
本节导航 / 95
3.4.1圆轴扭转变形计算的基础 / 95
3.4.2圆轴的扭转变形 / 96
3.4.3圆轴扭转的刚度条件 / 96
3.4.4计算圆轴变形的能量法 / 99
习题 / 102
3.5矩形截面杆的自由扭转 / 103
本节导航 / 103
3.5.1自由扭转和约束扭转 / 103
3.5.2矩形截面杆自由扭转的应力和变形 / 104
习题 / 106

第4章弯曲内力
4.1弯曲内力概述 / 107
本节导航 / 107
4.1.1弯曲变形的概念 / 107
4.1.2弯曲变形的实例 / 108
4.1.3对称弯曲的概念 / 109
4.1.4梁力学模型的简化 / 109
4.2梁的内力和内力图 / 112
本节导航 / 112
4.2.1梁的内力 / 112
4.2.2梁的内力图 / 115
小结 / 118
习题 / 118
4.3梁内力图的简易画法 / 119
本节导航 / 119
4.3.1载荷集度、剪力与弯矩间的微分关系 / 119
4.3.2微分关系的应用 / 120
4.3.3内力图规律小结 / 122
小结 / 126
习题 / 126
4.4平面刚架和曲杆的内力 / 127
本节导航 / 127
4.4.1平面刚架的内力及符号规定 / 128
4.4.2平面曲杆的内力及符号规定 / 128
小结 / 130
习题 / 130

第5章弯曲应力
5.1弯曲正应力公式 / 131
本节导航 / 131
5.1.1纯弯曲的概念 / 132
5.1.2纯弯曲时的正应力 / 132
小结 / 136
习题 / 137
5.2弯曲正应力公式的应用 / 137
本节导航 / 137
5.2.1弯曲正应力公式的讨论和推广 / 137
5.2.2对称弯曲梁的正应力强度条件 / 140
小结 / 143
习题 / 143
5.3弯曲切应力强度条件 / 145
本节导航 / 145
5.3.1对称弯曲的切应力 / 145
5.3.2弯曲正应力和弯曲切应力的比较 / 148
5.3.3梁的切应力强度条件 / 149
小结 / 151
习题 / 151
5.4提高弯曲强度的措施 / 152
本节导航 / 152
5.4.1提高弯曲强度的措施 / 153
5.4.2材料力学性能的利用 / 155
5.4.3采用等强度梁 / 156
小结 / 158
习题 / 158
5.5弯曲中心 / 159
本节导航 / 159
5.5.1弯曲中心的概念 / 159
5.5.2弯曲中心的确定 / 161
小结 / 164
习题 / 164

第6章弯曲变形
6.1弯曲变形的基本概念和基本方程 / 166
本节导航 / 166
6.1.1弯曲变形的相关概念 / 167
6.1.2弯曲变形的基本方程 / 168
小结 / 169
6.2积分法求弯曲变形 / 169
本节导航 / 169
6.2.1挠曲线近似微分方程的积分 / 170
6.2.2积分常数的确定 / 170
小结 / 175
习题 / 175
6.3叠加法求弯曲变形 / 176
本节导航 / 176
6.3.1叠加法的概念 / 176
6.3.2载荷叠加法 / 176
6.3.3变形叠加法 / 181
小结 / 182
习题 / 182
6.4梁变形的应用 / 183
本节导航 / 183
6.4.1梁的刚度条件 / 184
6.4.2提高梁刚度的措施 / 185
6.4.3超静定梁 / 186
小结 / 188
习题 / 188

第7章应力状态和强度理论
7.1应力状态的概念 / 189
本节导航 / 189
7.1.1应力状态的概念 / 190
7.1.2主单元体和主应力的概念 / 190
7.1.3一点应力状态的确定 / 191
7.1.4二向应力状态实例——薄壁压力容器 / 192
7.1.5三向应力状态实例 / 194
小结 / 194
习题 / 194
7.2二向应力状态分析的解析法 / 195
本节导航 / 195
7.2.1二向应力状态的一般形式 / 195
7.2.2任意截面应力的确定 / 196
7.2.3正应力的极值——主应力 / 197
7.2.4主应力的应用——主应力迹线 / 201
小结 / 202
习题 / 202
7.3二向应力状态分析的图解法 / 204
本节导航 / 204
7.3.1应力圆（莫尔圆）的绘制 / 204
7.3.2应力圆的应用 / 205
小结 / 209
习题 / 209
7.4三向应力状态基础 / 210
本节导航 / 210
7.4.1空间应力状态的求解方法 / 211
7.4.2空间应力状态的两个重要结论 / 212
小结 / 213
习题 / 213
7.5点的变形分析 / 214
本节导航 / 214
7.5.1各向同性材料的广义胡克定律 / 214
7.5.2单元体的体积改变和形状改变 / 219
小结 / 222
习题 / 223
7.6强度理论 / 224
本节导航 / 224
7.6.1强度理论的概念和类型 / 225
7.6.2四种经典的强度理论 / 226
7.6.3强度理论的统一形式 / 227
7.6.4各种强度理论的适用条件 / 228
小结 / 232
习题 / 232

第8章组合变形
8.1组合变形的概念 / 234
本节导航 / 234
8.1.1组合变形的概念 / 234
8.1.2解决组合变形问题的一般方法：叠加法 / 235
小结 / 237
8.2双对称弯曲 / 237
本节导航 / 237
8.2.1双对称弯曲的概念 / 238
8.2.2双对称弯曲横截面的应力和强度条件 / 238
8.2.3双对称弯曲的变形和刚度条件 / 240
小结 / 242
习题 / 242
8.3扭弯组合变形 / 243
本节导航 / 243
8.3.1扭弯组合变形实例 / 243
8.3.2外力分析和变形分解 / 244
8.3.3内力分析 / 244
8.3.4应力分析 / 244
8.3.5强度校核 / 245
8.3.6强度问题的进一步讨论 / 245
小结 / 249
习题 / 249
8.4拉弯组合变形 / 250
本节导航 / 250
8.4.1拉弯组合变形实例 / 251
8.4.2变形分解 / 251
8.4.3内力分析 / 252
8.4.4应力分析 / 252
8.4.5强度问题 / 252
小结 / 255
习题 / 255
8.5偏心压缩和截面核心 / 256
本节导航 / 256
8.5.1偏心压缩柱横截面应力 / 256
8.5.2偏心压缩柱的截面核心 / 258
小结 / 261
习题 / 261

第9章压杆稳定
9.1压杆稳定的概念 / 263
本节导航 / 263
9.1.1平衡稳定性的概念 / 263
9.1.2压杆稳定的概念 / 264
9.2理想压杆的临界力计算 / 265
本节导航 / 265
9.2.1两端铰支理想细长压杆的临界力 / 265
9.2.2不同杆端约束下细长杆临界力的欧拉公式 / 266
小结 / 269
习题 / 269
9.3压杆的稳定计算 / 270
本节导航 / 270
9.3.1临界应力的欧拉公式 / 270
9.3.2临界应力总图 / 271
9.3.3压杆的稳定校核 / 272
小结 / 280
习题 / 280
9.4压杆稳定的合理设计 / 282
本节导航 / 282
9.4.1压杆稳定性设计的依据 / 282
9.4.2提高压杆稳定性的措施 / 282
小结 / 284

第10章能量法
10.1应变能和卡式**定理 / 285
本节导航 / 285
10.1.1线弹性体的外力功和应变能 / 285
10.1.2非线性弹性体的外力功和应变能 / 288
10.1.3应变能的特点 / 289
10.1.4卡式**定理 / 290
小结 / 294
习题 / 294
10.2余能和卡式第二定理 / 295
本节导航 / 295
10.2.1弹性体余功和余能的概念 / 295
10.2.2弹性体的余能定理 / 296
10.2.3线弹性体的卡式第二定理 / 297
小结 / 300
习题 / 300

第11章动载荷和交变应力
11.1构件的惯性载荷 / 302
本节导航 / 302
11.1.1构件在加速平移时的动载荷 / 302
11.1.2构件在转动时产生的动载荷 / 305
小结 / 306
习题 / 307
11.2构件的冲击载荷 / 307
本节导航 / 307
11.2.1冲击问题的概念和假设 / 308
11.2.2典型冲击问题举例 / 309
小结 / 313
习题 / 313
11.3交变应力和疲劳破坏 / 315
本节导航 / 315
11.3.1交变应力的概念 / 315
11.3.2疲劳破坏 / 317
11.3.3材料的疲劳强度 / 318
11.3.4构件的疲劳强度校核 / 319
11.3.5钢结构构件及其连接的疲劳计算 / 321
小结 / 324
习题 / 324

附录
附录Ⅰ截面的几何性质 / 326
本节导航 / 326
Ⅰ.1截面的面积矩 / 326
Ⅰ.2平行移轴公式和转轴公式 / 332
小结 / 336
习题 / 336
附录Ⅱ型钢表 / 338
Ⅱ.1等边角钢截面尺寸、截面面积、理论重量及截面特性（GB/T 706—2016） / 338
Ⅱ.2不等边角钢截面尺寸、截面面积、理论重量及截面特性（GB/T 706—2016） / 342
Ⅱ.3工字钢截面尺寸、截面面积、理论重量及截面特征（GB/T 706—2016） / 346
Ⅱ.4槽钢截面尺寸、截面面积、理论重量及截面特性（GB/T 706—2016） / 348

参考文献