材料力學(xué)Ⅰ(第4版）

前言

第四版把材料力學(xué)課程中的基本內(nèi)容匯集為《材料力學(xué)(I)》；把供選修用的加深內(nèi)容匯集為《材料力學(xué)(Ⅱ)》。在要求較高學(xué)時(shí)寬裕的情況下，除基本內(nèi)容外，還可選讀部分加深內(nèi)容。如對(duì)《材料力學(xué)(I)》作適當(dāng)節(jié)刪，它也可適用于學(xué)時(shí)較緊、要求略低的課程。這次改版，除對(duì)第三版作了局部改動(dòng)外，基本上保留了第三版的內(nèi)容和風(fēng)格。趁改版的機(jī)會(huì)，還將以前幾版沿用的字符改變?yōu)楫?dāng)前規(guī)定使用的符號(hào)。這本教材雖已使用多年，并經(jīng)多次修改，但限于編者的水平，疏漏之處恐仍難免，深望廣大教師和讀者提出批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本教材是普通高等教育“十五”國家級(jí)規(guī)劃教材。是在獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)及國家級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)的第三版的基礎(chǔ)上，在保持原書風(fēng)格和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，作了少部分的修訂。    全書分I、Ⅱ兩冊，共分18章。第1冊包含了材料力學(xué)課程中的基本內(nèi)容，內(nèi)容包括：緒論，拉伸、壓縮與剪切，扭轉(zhuǎn)，彎曲內(nèi)力，彎曲應(yīng)力，彎曲變形，應(yīng)力和應(yīng)變分析，強(qiáng)度理論，組合變形，壓桿穩(wěn)定，動(dòng)載荷，交變應(yīng)力，平面圖形的幾何性質(zhì)等。第Ⅱ冊包含了材料力學(xué)課程較深入的內(nèi)容，內(nèi)容包括：彎曲的幾個(gè)補(bǔ)充問題，能量方法，超靜定結(jié)構(gòu)，平面曲桿，厚壁圓筒和旋轉(zhuǎn)圓盤，矩陣位移法，桿件的塑性變形等。    本教材可作為高等學(xué)校工科本科各專業(yè)的教材。    劉鴻文主編的《材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)》(第二版)可與本教材配套使用。    與本書同時(shí)出版的《材料力學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)書》，可供學(xué)生復(fù)習(xí)、解題及教師備課時(shí)使用。

作者簡介

劉鴻文  浙江大學(xué)教授。長期從事固體力學(xué)教學(xué)工作。曾任教育部教材編審委員會(huì)委員，國家教委(教育部)工科力學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主任委員兼材料力學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)組組長。1989年被授予全國優(yōu)秀教師。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(xié)常

書籍目錄

第一章  緒論  1.1　材料力學(xué)的任務(wù)  1.2　變形固體的基本假設(shè)  1.3　外力及其分類  1.4　內(nèi)力、截面法和應(yīng)力的概念  1.5　變形與應(yīng)變  1.6　桿件變形的基本形式  習(xí)題第二章　拉伸、壓縮與剪切  2.1　軸向拉伸與壓縮的概念和實(shí)例  2.2　軸向拉伸或壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力  2.3　直桿軸向拉伸或壓縮時(shí)斜截面上的應(yīng)力  2.4　材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能  2.5　材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能  2.6　溫度和時(shí)間對(duì)材料力學(xué)性能的影響  2.7　失效、安全因數(shù)和強(qiáng)度計(jì)算  2.8　軸向拉伸或壓縮時(shí)的變形  2.9　軸向拉伸或壓縮的應(yīng)變能  2.10　拉伸、壓縮超靜定問題  2.11　溫度應(yīng)力和裝配應(yīng)力  2.12　應(yīng)力集中的概念  2.13　剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算  習(xí)題第三章　扭轉(zhuǎn)  3.1　扭轉(zhuǎn)的概念和實(shí)例  3.2　外力偶矩的計(jì)算扭矩和扭矩圖  3.3　純剪切  3.4　圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力  3.5　圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形  3.6　圓柱形密圈螺旋彈簧的應(yīng)力和變形  3.7　非圓截面桿扭轉(zhuǎn)的概念  3.8　薄壁桿件的自由扭轉(zhuǎn)  習(xí)題第四章　彎曲內(nèi)力  4.1　彎曲的概念和實(shí)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、剪力和彎矩間的關(guān)系  4.6　平面曲桿的彎曲內(nèi)力  習(xí)題第五章　彎曲應(yīng)力  5.1　純彎曲  5.2　純彎曲時(shí)的正應(yīng)力  5.3　橫力彎曲時(shí)的正應(yīng)力  5.4　彎曲切應(yīng)力  5.5　關(guān)于彎曲理論的基本假設(shè)  5.6　提高彎曲強(qiáng)度的措施  習(xí)題第六章  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　提高彎曲剛度的一些措施  習(xí)題第七章　應(yīng)力和應(yīng)變分析強(qiáng)度理論  7.1　應(yīng)力狀態(tài)概述  7.2　二向和三向應(yīng)力狀態(tài)的實(shí)例  7.3　二向應(yīng)力狀態(tài)分析——解析法  7.4　二向應(yīng)力狀態(tài)分析——圖解法  7.5　三向應(yīng)力狀態(tài)  7.6　位移與應(yīng)變分量  7.7　平面應(yīng)變狀態(tài)分析  7.8　廣義胡克定律  7.9　復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)變能密度  7.10　強(qiáng)度理論概述  7.11　四種常用強(qiáng)度理論  7.12　莫爾強(qiáng)度理論  7.13　構(gòu)件含裂紋時(shí)的斷裂準(zhǔn)則……第八章　組合變形第九章　壓桿穩(wěn)定第十章　動(dòng)載荷第十一章　交變應(yīng)力附錄I　平面圖形的幾何性質(zhì)附錄II　型鋼表參考文獻(xiàn)習(xí)題答案作者簡介

章節(jié)摘錄

第一章 緒 論1.1 材料力學(xué)的任務(wù)工程結(jié)構(gòu)或機(jī)械的各組成部分，如建筑物的梁和柱、機(jī)床的軸等，統(tǒng)稱為構(gòu)件。當(dāng)工程結(jié)構(gòu)或機(jī)械工作時(shí)，構(gòu)件將受到載荷的作用。例如，車床主軸受齒輪嚙合力和切削力的作用，建筑物的梁受自身重力和其他物體重力的作用。構(gòu)件一般由固體制成。在外力作用下，固體有抵抗破壞的能力，但這種能力又是有限度的。而且，在外力作用下，固體的尺寸和形狀還將發(fā)生變化，稱為變形。為保證工程結(jié)構(gòu)或機(jī)械的正常工作，構(gòu)件應(yīng)有足夠的能力負(fù)擔(dān)起應(yīng)當(dāng)承受的載荷。因此，它應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：1．強(qiáng)度要求 在規(guī)定載荷作用下的構(gòu)件當(dāng)然不應(yīng)破壞。例如，沖床曲軸不可折斷，儲(chǔ)氣罐不應(yīng)爆破。強(qiáng)度要求就是指構(gòu)件應(yīng)有足夠的抵抗破壞的能力。2．剛度要求 在載荷作用下，構(gòu)件即使有足夠的強(qiáng)度，但若變形過大，仍不能正常工作。例如，若齒輪軸變形過大，將造成齒輪和軸承的不均勻磨損，引起噪音。機(jī)床主軸變形過大，將影響加工精度。剛度要求就是指構(gòu)件應(yīng)有足夠的抵抗變形的能力。3．穩(wěn)定性要求有些受壓力作用的細(xì)長桿，如千斤頂?shù)穆輻U、內(nèi)燃機(jī)的挺桿等，應(yīng)始終維持原有的直線平衡形態(tài)，保證不被壓彎。穩(wěn)定性要求就是指構(gòu)件應(yīng)有足夠的保持原有平衡形態(tài)的能力。若構(gòu)件橫截面尺寸不足或形狀不合理，或材料選用不當(dāng)，將不能滿足上述要求，從而不能保證工程結(jié)構(gòu)或機(jī)械的安全工作。相反，也不應(yīng)不恰當(dāng)?shù)丶哟髾M截面尺寸或選用優(yōu)質(zhì)材料，這雖滿足了上述要求，卻多使用了材料和增加了成本，造成浪費(fèi)。材料力學(xué)的任務(wù)就是在滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求下，為設(shè)計(jì)既經(jīng)濟(jì)又安全的構(gòu)件，提供必要的理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法。在工程問題中，一般說，構(gòu)件都應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，但對(duì)具體構(gòu)件又往往有所側(cè)重。例如，儲(chǔ)氣罐主要是要保證強(qiáng)度，車床主軸主要是要具備一定的剛度，而受壓的細(xì)長桿則應(yīng)保持穩(wěn)定性。此外，對(duì)某些特殊構(gòu)件還可能有相反的要求。例如為防止超載，當(dāng)載荷超出某一極限時(shí)，安全銷應(yīng)立即破壞。又如為發(fā)揮緩沖作用，車輛的緩沖彈簧應(yīng)有較大的變形。

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