材料力学

本书主要内容包括材料力学概述、轴向拉伸和压缩、扭转、弯曲内力、弯曲应力、弯曲变形、应力状态和强度理论、组合变形、压杆稳定、能量法、平面图形的几何性质等，适合60~80学时的“材料力学”课程选用。书中注重基本概念，以及后续专业课程中概念的渗透，为读者联系工程实际，深入专业学习奠定基础。

本书可作为普通高等院校土建、水利类等专业教材，也可供其他相关专业及相关工程技术人员参考。

前言

第1章 材料力学概述 1

1.1 材料力学的任务及研究对象 1

1.2 变形固体及其基本假定 2

1.3 杆件变形的基本形式 3

第2章 轴向拉伸和压缩 5

2.1 轴向拉伸和压缩的概念 5

2.2 内力、截面法、轴力及轴力图 5

2.3 拉（压）杆内的应力 8

2.4 拉（压）杆的变形、胡克定律 12

2.5 拉（压）杆内的应变能 17

2.6 材料在拉伸和压缩时的力学性能 20

2.7 强度条件、安全因数、许用应力 27

2.8 应力集中 31

2.9 拉压超静定问题 33

2.10 杆件连接部分剪切和挤压强度计算 39

思考题 45

习题 46

第3章 扭转 53

3.1 概述 53

3.2 薄壁圆筒的扭转、剪切胡克定律 53

3.3 传动轴的外力偶矩及扭矩图 55

3.4 等直圆杆扭转时的应力、强度条件 57

3.5 等直圆杆扭转时的变形、刚度条件 60

3.6 等直圆杆扭转时的应变能 62

3.7 等直非圆杆自由扭转时的应力和变形 64

3.8 开口和闭口薄壁截面杆自由扭转时的应力和变形 67

思考题 72

习题 72

第4章 弯曲内力 75

4.1 弯曲的概念和实例 75

4.2 受弯杆件的简化 76

4.3 剪力和弯矩 76

4.4 剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图 77

4.5 载荷集度、剪力和弯矩间的关系 79

4.6 叠加法绘弯矩图 82

思考题 86

习题 86

第5章 弯曲应力 89

5.1 纯弯曲 89

5.2 纯弯曲时的正应力 89

5.3 横力弯曲时的正应力、梁的正应力强度条件 91

5.4 梁弯曲时的切应力、梁的切应力强度条件 94

5.5 开口薄壁杆件的切应力、弯曲中心 96

5.6 两种材料的组合梁 98

5.7 提高弯曲强度的措施 101

思考题 107

习题 107

第6章 弯曲变形 112

6.1 工程中的弯曲变形问题 112

6.2 梁挠曲线的微分方程 112

6.3 用积分法求梁的弯曲变形 114

6.4 用叠加法求梁的弯曲变形 117

6.5 梁的弯曲应变能 120

6.6 简单超静定梁 122

6.7 梁的刚度校核、提高弯曲刚度的措施 124

思考题 126

习题 127

第7章 应力状态和强度理论 129

7.1 应力状态概述 129

7.2 平面应力状态应力分析——解析法 131

7.3 平面应力状态应力分析——图解法 136

7.4 三向应力状态 139

7.5 广义胡克定律 141

7.6 复杂应力状态下的应变能与畸变能密度 144

7.7 强度理论概述 146

7.8 强度理论及其相当应力 146

7.9 莫尔强度理论及其相当应力 148

7.10 强度理论的综合应用 150

思考题 152

习题 153

第8章 组合变形 158

8.1 组合变形和叠加原理 158

8.2 两相互垂直平面内的弯曲 159

8.3 拉伸（压缩）与弯曲组合变形 164

8.4 偏心拉伸（压缩）与截面核心 165

8.5 扭转与弯曲的组合 172

思考题 174

习题 175

第9章 压杆稳定 181

9.1 稳定的概念 181

9.2 两端铰支细长压杆的临界压力 182

9.3 其他支座条件下细长压杆的临界压力 184

9.4 欧拉公式的适用范围 188

9.5 压杆的稳定校核 189

9.6 提高压杆稳定性的措施 199

思考题 200

习题 201

第10章 能量法 206

10.1 概述 206

10.2 应变能和余能 206

10.3 卡氏定理 212

10.4 单位荷载法 217

思考题 220

习题 220

附录A 平面图形的几何性质 225

A.1 静矩和形心 225

A.2 极惯性矩、惯性矩、惯性积 227

A.3 平行移轴公式、组合截面的惯性矩和惯性积 229

A.4 惯性矩和惯性积的转轴公式、主轴和主矩 232

思考题 235

习题 237

附录B 型钢规格表 241

附录C 简单荷载作用下梁的挠度和转角 255