材料力學

內(nèi)容概要

材料力學是研究工程材料力學行為及構(gòu)件強度、剛度、穩(wěn)定性計算理論的科學，是工科專業(yè)本科教育中重要的技術(shù)基礎課。本課程的知識及理論既可直接應用于工程，又為后繼相關課程奠定了必需的理論基礎，因而對學生的工程應用能力及科學創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有極其重要的作用。進入21世紀，科技發(fā)展日新月異，要求人才必須具備寬厚的基礎，靈活的知識運用能力及創(chuàng)新素質(zhì)，為此各高等學校都本著學時要少、內(nèi)容要新、水平要高、效果要好、授之以漁的總體目標，進行了各類教學內(nèi)容與課程體系改革的研究。我們結(jié)合多年的教學實踐經(jīng)驗，吸收目前最新教學成果的精華，通過精煉課程內(nèi)容、重組課程體系，采取模塊式編法、啟發(fā)式教法，著重培養(yǎng)學生的綜合分析能力及創(chuàng)新思維能力，力求使學生具有寬厚堅實的力學基礎和獨立靈活的分析問題、解決問題的能力及學習能力，此為本教材編寫的指導思想。    基于此，本教材編寫中從以下幾點著手：    1.整合基本內(nèi)容與方法，打破原課程體系，重組課程新體系，不采用傳統(tǒng)的拉、壓、剪、扭、彎的羅列敘述，避免內(nèi)容與方法的重復和雜亂；而根據(jù)工程綜合問題的設計思路，按內(nèi)力一應力與強度一變形與剛度的順序形成新體系；針對農(nóng)林院校學時少、工科基礎弱的具體情況，在基本內(nèi)容編排上，將同一方法、原理集中講透教活，減少重復，一方面達到既精簡內(nèi)容及學時，又加強雙基教學的目的；另一方面通過對該方法、原理在各類問題中的靈活運用，舉一反三，達到培養(yǎng)學生綜合分析能力的目的。例如加強應力計算及超靜定的問題求解中常用的幾何、物理、平衡三位一體法的建立和應用，既突出了工程力學中這一最重要最基本的分析方法，又強化了力學求解能力及思維方法的培養(yǎng)。    2.將教學內(nèi)容分為兩大模塊——基礎、專題。其中，“基礎篇”是課程基本內(nèi)容，適應于中少學時教學基本要求；“專題篇”主要包括能量法、動荷載、超靜定問題，；期望通過這些內(nèi)容的學習，使學生既牢固地掌握基本理論，又了解工程實踐及學科前沿，拓寬知識面，激發(fā)學生求知欲和學習興趣。        3.在每一章內(nèi)容編排上，先介紹工程背景及問題提出，次介紹模型簡化，再介紹求解問題的基本原理及方法，之后是綜合應用，最后是研究結(jié)論及討論。這樣既能加強基礎，又能強化綜合運用能力培養(yǎng)，同時這種撰寫方式本身就對學生科研素質(zhì)的培養(yǎng)有很大教益，特別是結(jié)論討論及推論這種開放式表達方式為學生創(chuàng)新思維留出較大的空間。    4.力求加強材料力學與相關課程問的聯(lián)系，在內(nèi)容取舍及選材上結(jié)合土木水利類專業(yè)特點，避免課程之間重復與矛盾。例如對超靜定問題，只主要介紹清有關重要概念及基本方法，更多內(nèi)容并人能量法的應用中進行介紹，更復雜詳細的問題留給結(jié)構(gòu)力學去介紹。又如內(nèi)力計算以較小篇幅，主要介紹理論力學中靜力平衡方程及截面法的靈活運用，著中介紹有關規(guī)律性結(jié)論；不必細講連接實用計算方法，避免與后續(xù)鋼結(jié)構(gòu)課的重復與矛盾。    5.力求言簡意賅，內(nèi)容完整，重點突出，寬厚基礎，特別注意吸收國內(nèi)外材料力學及力學結(jié)構(gòu)系列課程教改新成果；針對工科學生以“應用為主”的特點，盡量減少不必要的數(shù)理論證（可留給學生），加強分析方法及思路介紹；力求使學生的科學素質(zhì)及創(chuàng)新能力在潛移默化中得到提高，著重于學生應用及創(chuàng)新能力培養(yǎng)以及學習能力、學習方法的培養(yǎng)。

書籍目錄

1　緒論  1.1　材料力學的研究對象、任務和方法  1.2　基本桿件的簡化  1.3　變形固體的基本假設  1.4　桿件的基本變形  1.5　材料力學系統(tǒng)表2　知識準備  2.1　力學知識  2.2　材料的力學性質(zhì)  2.3　截面的幾何性質(zhì)  2.4　疊加原理  2.5　圣維南原理  習題3　桿件的內(nèi)力分析  3.1  內(nèi)力分量  3.2　內(nèi)力方程和內(nèi)力圖  3.3　荷載與內(nèi)力的微分關系  3.4　簡捷法繪內(nèi)力圖  3.5　桿件的組合內(nèi)力  結(jié)論與討論  思考題  習題4　桿件橫截面上的正應力分析  4.1　軸向拉（壓）桿的正應力  4.2　梁的彎曲正應力  4.3　斜彎曲時的正應力  4.4　拉（壓）與彎曲組合的正應力  4.5　偏心拉伸（壓縮）的正應力  結(jié)論與討論  思考題  習題5　桿件橫截面上的切應力  5.1  圓軸扭轉(zhuǎn)時橫截面上的切應力  5.2　非圓截面扭轉(zhuǎn)桿的切應力　5.3　梁橫截面上的切應力  結(jié)論與討論  思考題  習題6　變形計算  6.1　桿件的基本變形  6.2　疊加法求變形  結(jié)論與討論  思考題  習題7　壓桿穩(wěn)定  7.1　穩(wěn)定性的概念  7.2　臨界力的確定方法  7.3　臨界應力總圖  7.4　提高壓桿承載力的途徑  結(jié)論與討論  思考題  習題8　應力狀態(tài)及強度理論  8.1　一點處的應力狀態(tài)  8.2　平面應力狀態(tài)的應力分析——解析法  8.3　平面應力狀態(tài)分析——應力圓法  8.4　主應力與極值切應力  8.5　三向應力狀態(tài)分析  8.6　一般應力狀態(tài)下的應力一應變關系  8.7　一般應力狀態(tài)下的應變比能  8.8　強度理論的概念  8.9　4種基本強度理論  8.10　莫爾強度理論及雙剪強度理論  8.11　各種強度理論的適用范圍  結(jié)論與討論  思考題  習題9　桿件承載能力設計  9.1　設計準則  9.2　拉壓桿的設計  9.3　梁的設計  9.4　軸的設計  結(jié)論與討論　思考題　習題10　能量法11　動荷問題12　簡單超靜定問題的解法習題答案參考文獻附錄Ⅰ型鋼規(guī)格表附錄Ⅱ梁在簡單荷載作用下的撓度、轉(zhuǎn)角

章節(jié)摘錄

　　1　緒論　　1.1　材料力學的研究對象、任務和方法　　1.1.1　研究對象　　各種機械、設備和建筑物都是由許多構(gòu)件或零件通過一定的連接方式組裝而成的。建筑物工作時要受到各種外力的作用，加工零件時機床的主軸受到齒輪嚙合力和切削力的作用。建筑物的梁和柱要承擔相關物體傳遞給它們的各種外力，主動作用的外力稱為荷載，被動平衡荷載的外力稱為支座反力。機械和建筑物的單個組成部分稱為構(gòu)件，承受荷載的骨架部分稱為結(jié)構(gòu)?！　?gòu)件按其幾何特征分為桿、板、殼、體等?！　U又稱為桿件，其特征是一個方向的尺度遠大于另外兩個方向的。　　板的特征是一個方向的尺度遠小于另外兩個方向的尺度，且各處的曲率都為零?！　ぶ敢粋€方向的尺度遠小于其他兩個方向的尺度，且至少有一個方向的曲率不為零的結(jié)構(gòu)。　　體的特征是在3個方向上具有相同量級的尺度，這種彈性體稱為體?！　〔牧狭W以桿件為研究對象。桿件有兩個基本的幾何要素——橫截面和軸線，前者是指桿沿垂直于其長度方向的截面，后者則是所有橫截面形心的連線。根據(jù)軸線形狀桿分為直桿和曲桿，不論直桿還是曲桿，它們的橫截面和軸線都是相互垂直的，如圖1—1所示。材料力學研究的多數(shù)是等截面直桿。等截面直桿的計算原理也可近似地用于曲率很小的曲桿和橫截面變化不大的變截面桿。

圖書封面

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