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第1章 材料力学导论 1

1-1 材料力学简说 1

1-2 材料力学维系人民生命和国家财产 2

1-3 学好材料力学从基本概念开始 4

1-4 学好材料力学需要掌握材料力学的分析方法 16

1-5 结论与讨论 21

习题 22

第2章 内力分析与内力图 25

2-1 内力分析是应力分析以及工程设计的基础 25

2-2 内力分量正负号规定的特殊性 25

2-3 弹性体平衡原理及其应用 27

2-4 确定内力分量的力系简化方法 28

2-5 拉压杆件的轴力图 30

2-6 受扭圆轴的扭矩图 31

2-7 承受弯曲变形杆件的剪力图和弯矩图 34

2-8 刚架的内力图 48

2-9 结论与讨论 53

习题 66

第3章 轴向载荷作用下杆件的材料力学问题 74

3-1 轴向载荷与轴向载荷作用下的杆件——拉压杆 74

3-2 工程中的拉压杆 76

3-3 拉压杆的应力分析与计算 79

3-4 拉压杆的变形分析与计算 81

3-5 拉压杆的位移分析与计算 85

3-6 拉压杆的强度设计 90

3-7 轴向载荷作用下材料的力学性能 94

3-8 简单的拉压静不定问题 98

3-9 结论与讨论 103

习题 108

第4章 正应力分析与强度设计（1）——与应力分析有关的截面图形的几何性质 116

4-1 为什么要研究截面图形的几何性质 116

4-2 静矩、形心及其相互关系 118

4-3 惯性矩、惯性积、极惯性矩、惯性半径 121

4-4 惯性矩与惯性积的移轴定理 123

4-5 惯性矩与惯性积的转轴定理 124

4-6 主轴与形心主轴、主惯性矩与形心主惯性矩的概念 126

4-7 组合图形的形心主轴与形心主惯性矩 127

4-8 结论与讨论 129

习题 130

第5章 正应力分析与强度设计（2）——一般情形下的正应力分析 135

5-1 基本概念 135

5-2 应力分析的一般过程 138

5-3 两种分析方法——从特殊到一般与从一般到特殊 140

5-4 一般情形下杆件横截面上的正应力分析 141

5-5 正应力通用公式应用中的关键和细节 145

5-6 正应力通用公式应用之一——平面弯曲 149

5-7 正应力通用公式应用之二——斜弯曲 157

5-8 正应力通用公式应用之三——轴力与弯矩共同作用的情形 163

5-9 结论与讨论 168

习题 173

第6章 正应力分析与强度设计（3）——基于最大正应力的强度设计 181

6-1 基于最大正应力的强度设计准则与设计过程 181

6-2 平面弯曲强度设计案例 182

6-3 非平面弯曲强度设计案例（1）——斜弯曲强度设计 186

6-4 非平面弯曲强度设计案例（2）——轴力与弯矩共同作用时的强度设计 189

6-5 结论与讨论 193

习题 200

第7章 弹性杆件横截面上的剪应力分析（1）——弯曲剪应力 206

7-1 与剪应力分析有关的基本概念 206

7-2 分析弯曲剪应力的力学模型与分析方法 208

7-3 弯曲剪应力分析 210

7-4 开口薄壁杆件弯曲时横截面上的剪应力流 214

7-5 薄壁截面杆件的弯曲中心 217

7-6 实心截面杆件的弯曲剪应力公式 220

7-7 结论与讨论 222

习题 229

第8章 弹性杆件横截面上的剪应力分析（2）——圆轴扭转剪应力 232

8-1 圆轴在工程中的应用 232

8-2 圆轴扭转时横截面上的剪应力分析 234

8-3 圆轴扭转时的强度设计 239

8-4 相对扭转角与刚度设计 245

8-5 闭口薄壁杆件的自由扭转 247

8-6 简单的扭转静不定问题 250

8-7 结论与讨论 253

习题 263

第9章 弹性杆件横截面上的剪应力分析（3）——连接件的剪切与挤压计算 267

9-1 连接件的强度失效形式与工程案例 267

9-2 连接件的剪切破坏及剪切假定计算 269

9-3 连接件的挤压破坏及挤压强度计算 270

9-4 连接板的拉伸强度计算 271

9-5 连接件后面的连接板的剪切计算 271

9-6 机械与建筑结构连接件的剪切强度计算 273

9-7 结论与讨论 278

习题 283

第10章 应力状态与应变状态分析 286

10-1 基本概念与分析方法 286

10-2 平面应力状态分析 291

10-3 平面应力状态的主平面、主应力与主方向 295

10-4 平面应力状态的最大剪应力 297

10-5 分析应力状态的应力圆方法 301

10-6 三向应力状态的特例分析 305

10-7 承受内压薄壁容器的应力分析 311

10-8 复杂应力状态下的应力－应变关系 313

10-9 应变能与应变能密度 319

10-10 平面应变状态分析 321

10-11 结论与讨论 331

习题 334

第11章 一般应力状态下的强度设计准则及其工程应用 340

11-1 强度设计的新问题 340

11-2 构件失效概念与失效分类 341

11-3 建立强度失效判据与设计准则概述 342

11-4 关于脆性断裂的设计准则 343

11-5 关于屈服的设计准则 345

11-6 工程应用之一——一般情形下弯曲构件的强度设计 349

11-7 工程应用之二——轴的静载强度设计 355

11-8 工程应用之三——圆柱形薄壁容器强度设计简述 361

11-9 结论与讨论 363

习题 367

第12章 梁的位移分析与刚度设计 372

12-1 基本概念 372

12-2 小挠度微分方程及其积分 376

12-3 工程中的叠加法 380

12-4 梁的刚度设计 391

12-5 弯曲静不定问题 394

12-6 结论与讨论 402

习题 410

第13章 压杆（柱）的稳定性分析与稳定性设计 416

13-1 工程结构中的压杆（柱） 416

13-2 基本概念 418

13-3 细长压杆临界点的平衡稳定性及其实验验证 420

13-4 两端铰支压杆的临界载荷 欧拉公式 422

13-5 不同刚性支承对压杆临界载荷的影响 424

13-6 临界应力与临界应力总图 425

13-7 压杆稳定性设计的安全因数法 430

13-8 压杆稳定性设计的折减系数法 432

13-9 压杆的屈曲与弯曲共生问题 436

13-10 其他形式的屈曲问题 444

13-11 结论与讨论 445

习题 451

第14章 弹性杆件的能量原理（1）——虚位移原理 457

14-1 引言 457

14-2 功和能的基本概念 458

14-3 应用于弹性杆件的虚位移原理 472

14-4 虚位移原理直接应用案例 473

14-5 由虚位移原理导出卡氏第一定理 478

14-6 势能驻值定理与最小势能原理 481

14-7 虚位移原理导出互等定理 491

14-8 结论与讨论 496

习题 500

第15章 弹性杆件的能量原理（2）——虚力原理 507

15-1 虚力与虚力原理 507

15-2 虚力原理的应用 509

15-3 由虚力原理导出恩格赛第一定理 513

15-4 卡氏第二定理 514

15-5 虚力原理导出单位虚力法 523

15-6 单位虚力法应用于线性问题——莫尔法 525

15-7 计算直杆莫尔积分的图乘法 530

15-8 结论与讨论 538

习题 540

第16章 简单的静不定系统 545

16-1 静不定问题的概念与方法 545

16-2 力法与正则方程 549

16-3 能量原理在求解静不定问题中的应用 552

16-4 对称性与反对称性在求解静不定问题中的应用 563

16-5 空间静不定结构的特殊情形 569

16-6 虚位移原理在求解静不定问题的一例——单位位移法 571

16-7 结论与讨论 573

习题 576

第17章 动载荷与动应力概述 581

17-1 达朗贝尔原理（动静法） 581

17-2 等加速度直线运动时构件上的惯性力与动应力 582

17-3 旋转构件的受力分析与动应力计算 583

17-4 构件上的冲击载荷与冲击应力计算 587

17-5 结论与讨论 596

习题 603

第18章 疲劳强度与构件寿命估算概述 606

18-1 疲劳强度概述 606

18-2 疲劳失效特征 610

18-3 疲劳极限与应力－寿命曲线 612

18-4 影响疲劳寿命的因素 613

18-5 基于无限寿命的疲劳强度设计方法 615

18-6 基于累积损伤概念的有限寿命估算 617

18-7 结论与讨论 621

习题 622

第19章 复合材料的力学性能简介 625

19-1 引言 625

19-2 单层纤维复合材料的弹性模量 626

19-3 纤维增强效应 629

19-4 结论与讨论 631

习题 632

第20章 聚合物的黏弹性行为与伪弹性设计方法 633

20-1 引言 633

20-2 聚合物的黏弹性行为 634

20-3 黏弹性构件的伪弹性设计方法 638

20-4 结论与讨论 640

习题 641

主要参考书目 643

附录A 型钢规格表 644

附录B 习题答案 661

附录C 中英文名词对照表 677

Contents 685

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