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第1章　材料力学概述1

1.1　教学要求与学习目标1

1.2　理论要点1

1.2.1　关于弹性体理想化的基本假定1

目录1

1.2.2　弹性体的受力与变形特点2

1.2.3　关于刚体静力学模型与材料力学模型2

1.2.4　关于刚体静力学概念与原理在材料力学中的可用性与限制性2

1.3　学习建议3

1.4　例题示范3

2.2　理论要点7

2.2.1　拉伸与压缩杆件的应力与变形7

2.1　教学要求与学习目标7

第2章 轴向载荷作用下杆件的材料力学问题与材料的力学性能7

2.2.2　拉伸与压缩杆件的强度设计9

2.2.3　拉伸和压缩静不定问题10

2.3　学习建议11

2.3.1　用截面法计算内力11

2.3.2　关于应力和变形公式的应用条件12

2.3.3　拉伸与压缩杆件斜截面上的应力13

2.3.4　求解拉、压杆件静不定问题的难点及应当注意的问题15

2.4　例题示范16

2.4.1　轴向力与轴向力图16

2.4.2　应力和变形计算17

2.4.3　强度计算21

2.4.4　简单的拉压静不定问题29

第3章 圆轴扭转时的强度与刚度计算33

3.1 教学要求与学习目标33

3.2　理论要点33

3.2.1 圆轴扭转时的应力变形计算公式33

3.2.2　与圆轴扭转应力、变形公式有关的几何量35

3.2.3 圆轴扭转时的强度条件与刚度条件35

3.3　学习建议36

3.3.1 圆轴扭转应力与强度计算中需要注意的几个问题36

3.4.1　扭矩图、扭转应力与变形计算37

3.4　例题示范37

3.3.2 刚度条件中不等号两侧的计量单位应保持一致37

3.4.2　强度计算与刚度计算41

3.4.3　扭转静不定问题46

3.4.4　非圆截面杆扭转时的应力、变形计算49

第4章　梁的强度问题51

4.1　教学要求与学习目标51

4.2　理论要点52

4.2.1 弹性体的平衡原理与截面法52

4.2.2 内力与外力的相依关系53

4.2.3　弯矩、剪力的符号规则53

4.2.4 应用截面法确定梁指定截面上的弯矩和剪力54

4.2.6　弯矩、剪力与载荷集度之间的微分关系55

4.2.5　弯矩方程和剪力方程55

4.2.7　有关梁弯曲的基本概念57

4.2.8　纯弯梁正应力公式及其应用与推广58

4.2.9　斜弯曲60

4.2.10　一个主轴平面内的偏心载荷61

4.2.11 薄壁梁横截面上的剪应力流与弯曲中心的概念61

4.2.12 弯曲强度问题的特点及强度计算方法63

4.3　学习建议66

4.3.1 绘制弯矩图和剪力图时要注意的几个问题66

4.3.2 正确理解正应力分析方法与过程，熟练地应用正应力公式68

4.3.3　进行弯曲强度计算时需要注意的两个问题69

4.3.5 薄壁截面梁的变形与力的作用点位置以及作用线方向有关70

4.3.4　关于剪应力流方向以及弯曲中心的判断70

4.4　例题示范71

4.4.1 应用截面法和平衡条件确定指定截面上的弯矩和剪力71

4.4.2 建立弯矩和剪力方程并根据方程绘制弯矩图与剪力图、确定弯矩和剪力的最大值74

4.4.3 利用弯矩、剪力和载荷集度之间的微分关系绘制弯矩图和剪力图78

4.4.4　曲杆的弯矩与剪力方程82

4.4.5　平面刚架的弯矩图与剪力图83

4.4.6　弯曲正应力计算88

4.4.7　弯曲强度计算97

4.4.8　弯曲剪应力计算103

5.2.1 弯曲时梁的微段变形107

5.2　理论要点107

5.1　教学要求与学习目标107

第5章　梁的变形分析与刚度问题107

5.2.2　梁的总体变形与位移108

5.2.3　计算梁位移的叠加法109

5.2.4　梁的刚度设计准则110

5.2.5　简单的静不定问题110

5.3　学习建议111

5.3.1　变形、位移及其相互关系111

5.3.2　应用微分方程计算梁的挠度和转角的过程112

5.3.3　关于梁的连续光滑曲线113

5.3.4　叠加法的注意事项113

5.3.6　静不定结构的特性114

5.3.5　有关求解静不定的几个问题114

5.4　例题示范115

5.4.1　用积分法求梁的挠度和转角115

5.4.2　叠加法求梁的挠度和转角120

5.4.3　弯曲刚度计算123

5.4.4　简单的静不定梁125

第6章　应力状态与强度理论及其工程应用131

6.1　教学要求与学习目标131

6.2　理论要点132

6.2.1　一点应力状态及其表示方法132

6.2.2　确定平面应力状态中任意斜截面上的应力132

6.2.3　主应力、主平面、最大剪应力133

6.2.4　应力圆及其应用134

6.2.5　广义胡克定律136

6.2.6　建立复杂受力时强度条件的思路与方法137

6.2.7　几种常用的强度理论138

6.2.8 圆轴承受弯曲与扭转共同作用时的强度计算139

6.2.9 圆柱形薄壁容器的应力状态分析与强度设计142

6.3　学习建议143

6.3.1　应力状态分析的重点和难点143

6.3.2　应用强度理论时需要注意的几个问题143

6.4　例题示范145

6.4.1　微单元体的取法及其各个面上应力的确定145

6.3.3　工程应用中的综合性145

6.4.2　微单元任意方向面上的应力分析、应力圆的应用147

6.4.3 主应力、主方向与最大剪应力150

6.4.4　广义胡克定律的应用155

6.4.5　强度理论的应用160

第7章　压杆的稳定问题167

7.1 教学要求与学习目标167

7.2　理论要点167

7.2.1　平衡构形的稳定性和不稳定性167

7.2.2　临界状态与临界载荷168

7.2.3　三种类型的压杆的不同临界状态168

7.2.4　细长压杆的临界载荷——欧拉公式169

7.2.5　长细比的概念三类不同压杆的判断170

7.2.6　压杆的稳定性设计173

7.3　学习建议174

7.3.1　正确判断杆件是否受压，是否存在稳定问题174

7.3.2　正确确定压杆的长细比，判断压杆的类型175

7.3.3　正确应用欧拉公式175

7.3.4　稳定性设计时应注意的问题176

7.3.5　注意综合性问题176

7.4　例题示范177

7.4.1　压杆临界载荷公式的推导177

7.4.2　应用欧拉公式计算临界载荷179

7.4.3　压杆稳定安全校核182

7.4.4　综合性问题184

第8章　材料力学中的能量方法189

8.1　教学要求与学习目标189

8.2　理论要点189

8.2.1 作用在弹性杆件上的力所作的常力功和变力功189

8.2.2　杆件的弹性应变能190

8.2.3　功的互等定理191

8.2.4　位移互等定理191

8.2.5　应用于弹性杆件的虚位移原理192

8.2.6　莫尔方法与莫尔积分193

8.3.3　应用莫尔积分的解题步骤194

8.3.2　功的互等定理及其应用194

8.3.1　计算应变能需要注意的问题194

8.2.7　图形互乘法194

8.3　学习建议194

8.3.4　图形互乘法中需要注意的几个问题195

8.3.5　关于单位力195

8.4　例题示范196

8.4.1　应变能的计算及能量方法的简单应用196

8.4.2　功的互等定理的应用200

8.4.3 虚位移原理在确定约束力时的简单应用201

8.4.4　莫尔积分的应用203

8.4.5　图形互乘法204

9.2　理论要点211

9.2.1 等加速度运动时构件的应力计算方法211

第9章　动载荷与疲劳强度概述211

9.1　教学要求与学习目标211

9.2.2 冲击载荷作用下的应力计算方法212

9.2.3　交变应力的几个概念213

9.2.4　疲劳破坏特征、疲劳破坏过程与破坏原因214

9.2.5　应力-寿命曲线与疲劳极限217

9.2.6　影响疲劳寿命的因素217

9.3　学习建议218

9.3.1 正确进行速度和加速度分析，正确应用达朗贝尔原理218

9.3.2　应用机械能守恒定律时需要注意的问题218

9.3.4　分析疲劳问题时需要注意的问题219

9.3.3 确定动荷因数时要区分不同的动载荷和不同的加载方式219

9.4　例题示范220

9.4.1　等加速度运动时构件的应力计算220

9.4.2　旋转杆件的动应力计算221

9.4.3 冲击载荷与冲击应力计算223

9.4.4　疲劳问题中应力比的计算228

第10章　新材料的材料力学概述231

10.1　教学要求与学习目标231

10.2　理论要点231

10.2.1　复合材料的基本知识231

10.2.2　单层纤维复合材料的弹性模量232

10.2.3　纤维的增强效应235

10.2.4　聚合物的粘弹性行为236

10.2.5　伪弹性设计方法238

10.3　学习建议239

10.3.1 学会从经典的方法引申出解决现代问题的方法239

10.3.2 单向铺层复合材料的弹性常数及其相互关系240

10.3.3　关于粘弹性模型与本构方程241

10.3.4　需要注意各种粘弹性模型处理问题的范围241

10.4　例题示范241

10.4.1 复合材料弹性模量的计算241

10.4.2　线性粘弹性问题243

10.4.3　伪弹性设计方法的应用244

参考文献247