本教材是根據(jù)“高等學(xué)校工科本科材料力學(xué)課程教學(xué)基本要求”編寫的，在充分汲取國(guó)內(nèi)材料力學(xué)教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)、繼承傳統(tǒng)教材科學(xué)體系的基礎(chǔ)上，根據(jù)當(dāng)前教育改革的需求，為適應(yīng)不同專業(yè)、不同方向、不同學(xué)時(shí)的教學(xué)實(shí)際，將章節(jié)體系做了適當(dāng)調(diào)整，附錄部分增加了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，既強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，又減少了內(nèi)容與形式的重復(fù)，內(nèi)容闡述與講解更具易教、易學(xué)的特點(diǎn)，更能滿足當(dāng)今大學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。
本教材共有12章，內(nèi)容涵蓋緒論，拉伸、壓縮、剪切，平面圖形的幾何性質(zhì)，扭轉(zhuǎn)，彎曲內(nèi)力及應(yīng)力，彎曲變形，應(yīng)力應(yīng)變分析及強(qiáng)度理論，組合變形，能量法，動(dòng)載荷和壓桿穩(wěn)定等。每章都包含一定量的例題和課后練習(xí)題，力求在傳授知識(shí)的同時(shí)使學(xué)生的動(dòng)手能力，分析、解決問題的能力和創(chuàng)新思維能力得到培養(yǎng)和提高。
打破以往內(nèi)容繁雜、篇幅冗長(zhǎng)的模式，針對(duì)本科教育與碩士培養(yǎng)的銜接性，著重實(shí)際問題分析方法和解決步驟的講述。
魯杰，泰山學(xué)院機(jī)械與工程學(xué)院，副教授。主要教學(xué)方向：機(jī)械制造。著有作品：《機(jī)械制圖與AutoCAD基礎(chǔ)教程》，北京大學(xué)出版社，2007；《工程制圖實(shí)訓(xùn)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2010；《互換性與技術(shù)測(cè)量》，電子工業(yè)出版社，2011
第1章 緒論 1.1 材料力學(xué)的基本任務(wù) 1.1.1 基本術(shù)語(yǔ) 1.1.2 桿件變形的基本形式 1.1.3 材料力學(xué)的基本任務(wù) 1.2 變形固體的基本假設(shè)第2章 拉伸、壓縮 第1章 緒論 1.1 材料力學(xué)的基本任務(wù) 1.1.1 基本術(shù)語(yǔ) 1.1.2 桿件變形的基本形式 1.1.3 材料力學(xué)的基本任務(wù) 1.2 變形固體的基本假設(shè)第2章 拉伸、壓縮與剪切 2.1 軸向拉伸與壓縮的受力與變形特征 2.2 軸向拉伸與壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力 2.2.1 內(nèi)力與截面法 2.2.2 軸力與軸力圖 2.3 軸向拉伸與壓縮時(shí)的應(yīng)力 2.3.1 應(yīng)力的概念 2.3.2 應(yīng)力的計(jì)算 2.4 軸向拉伸與壓縮時(shí)的變形 2.4.1 拉壓桿的軸向變形及其計(jì)算 2.4.2 胡克定律 2.5 材料拉伸、壓縮時(shí)的力學(xué)性能 2.5.1 低碳鋼拉伸試驗(yàn)及力學(xué)性能 2.5.2 其他塑性材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能 2.5.3 鑄鐵拉伸時(shí)的力學(xué)性能 2.5.4 塑性材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能 2.5.5 脆性材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能 2.6 失效、安全因數(shù)和強(qiáng)度計(jì)算 2.6.1 基本概念 2.6.2 強(qiáng)度條件 2.7 拉伸壓縮超靜定問題 2.7.1 拉伸壓縮超靜定的概念 2.7.2 拉伸壓縮超靜定問題的求解方法與步驟 2.8 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算 2.8.1 剪切的概念 2.8.2 剪切的實(shí)用計(jì)算 2.8.3 擠壓的實(shí)用計(jì)算 練習(xí)題第3章 平面圖形的幾何性質(zhì) 3.1 靜矩和形心 3.1.1 單一截面的靜矩和形心 3.1.2 組合截面的靜矩和形心 3.2 慣性矩和慣性積 3.2.1 慣性矩 3.2.2 慣性積 3.3 平行移軸公式和轉(zhuǎn)軸公式 3.3.1 平行移軸公式 3.3.2 轉(zhuǎn)軸公式與主慣性軸簡(jiǎn)介 練習(xí)題第4章 扭轉(zhuǎn) 4.1 扭轉(zhuǎn)的受力與變形特征 4.2 外力偶矩的計(jì)算及扭矩和扭矩圖 4.2.1 外力偶矩的計(jì)算 4.2.2 扭轉(zhuǎn)內(nèi)力和扭矩圖 4.3 純剪切 4.3.1 薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)時(shí)的切應(yīng)力 4.3.2 切應(yīng)力互等定理 4.3.3 剪切胡克定律 4.4 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力與強(qiáng)度條件 4.4.1 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力計(jì)算 4.4.2 強(qiáng)度條件 4.5 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形與剛度條件 4.5.1 扭轉(zhuǎn)變形公式計(jì)算 4.5.2 剛度條件 練習(xí)題第5章 彎曲內(nèi)力 5.1 彎曲的概念和實(shí)例 5.2 受彎桿件的簡(jiǎn)化 5.2.1 支座的幾個(gè)基本形式 5.2.2 載荷的簡(jiǎn)化 5.2.3 靜定梁的基本形式 5.3 剪力和彎矩 5.3.1 剪力和彎矩的概念 5.3.2 剪力和彎矩的計(jì)算 5.4 剪力方程和彎矩方程及剪力圖和彎矩圖 5.4.1 剪力方程和彎矩方程 5.4.2 剪力圖和彎矩圖 5.5 載荷集度、剪力和彎矩間的關(guān)系 5.5.1 載荷集度、剪力和彎矩間的微分關(guān)系 5.5.2 利用微分關(guān)系作剪力圖和彎矩圖 練習(xí)題第6章 彎曲應(yīng)力 6.1 純彎曲時(shí)的正應(yīng)力 6.1.1 純彎曲的概念 6.1.2 梁的純彎曲試驗(yàn) 6.1.3 純彎曲時(shí)的正應(yīng)力公式推導(dǎo) 6.2 橫力彎曲時(shí)的正應(yīng)力及彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度條件 6.2.1 橫力彎曲的正應(yīng)力 6.2.2 彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度條件 6.3 彎曲切應(yīng)力 6.3.1 矩形截面梁橫截面上的切應(yīng)力 6.3.2 工字形截面梁 6.3.3 圓形截面梁 6.4 提高彎曲強(qiáng)度和剛度的措施 6.4.1 合理安排梁的受力情況 6.4.2 合理選擇梁的截面形狀 練習(xí)題第7章 彎曲變形 7.1 彎曲變形簡(jiǎn)介 7.1.1 彎曲變形實(shí)例 7.1.2 彎曲變形的概念 7.2 用積分法求彎曲變形 7.2.1 撓曲線的微分方程 7.2.2 用積分法求梁的彎曲變形 7.3 用疊加法求彎曲變形 7.3.1 簡(jiǎn)單載荷作用下的梁的變形列表 7.3.2 疊加法的應(yīng)用 7.4 簡(jiǎn)單超靜定梁 7.4.1 靜不定梁的概念 7.4.2 靜不定梁的求解步驟 練習(xí)題第8章 應(yīng)力應(yīng)變分析及強(qiáng)度理論 8.1 應(yīng)力狀態(tài)概述 8.1.1 應(yīng)力狀態(tài)的概念 8.1.2 應(yīng)力狀態(tài)分類 8.2 二向應(yīng)力狀態(tài)分析——解析法 8.2.1 二向應(yīng)力狀態(tài)實(shí)例 8.2.2 二向應(yīng)力狀態(tài)分析的解析法 8.3 二向應(yīng)力狀態(tài)分析——圖解法 8.3.1 應(yīng)力圓方程 8.3.2 應(yīng)力圓的畫法與用途 8.4 三向應(yīng)力狀態(tài) 8.4.1 三向應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力圓繪制 8.4.2 三向應(yīng)力狀態(tài)分析 8.5 廣義胡克定律 8.5.1 三向一般應(yīng)力狀態(tài)單元體的廣義胡克定律 8.5.2 其他應(yīng)力狀態(tài)單元體的廣義胡克定律 8.6 強(qiáng)度理論 8.6.1 強(qiáng)度理論概念 8.6.2 四種強(qiáng)度理論 練習(xí)題第9章 組合變形 9.1 組合變形和疊加原理 9.1.1 組合變形的概念 9.1.2 疊加法和疊加原理 9.2 彎曲與拉伸（或壓縮的組合 9.2.1 橫向力與軸向力共同作用下的彎曲與拉伸（壓縮組合變形 9.2.2 偏心拉伸與偏心壓縮 9.3 彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合 9.4 斜彎曲與截面核心 9.4.1 斜彎曲 9.4.2 截面核心 練習(xí)題第10章 能量法 10.1 桿件的應(yīng)變能 10.1.1 功能原理 10.1.2 基本變形桿件的應(yīng)變能 10.1.3 組合變形桿件的應(yīng)變能 10.2 互等定理 10.3 卡氏定理 10.4 單位載荷法（莫爾積分） 10.5 計(jì)算莫爾積分的圖乘法 練習(xí)題第11章 動(dòng)載荷 11.1 概念 11.1.1 靜載荷 11.1.2 動(dòng)載荷 11.2 構(gòu)件有加速度時(shí)的應(yīng)力與變形 11.2.1 理論基礎(chǔ) 11.2.2 構(gòu)件勻加速度直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的應(yīng)力與變形 11.2.3 構(gòu)件勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的應(yīng)力與變形 11.3 構(gòu)件受沖擊時(shí)的應(yīng)力和變形 11.3.1 理論基礎(chǔ) 11.3.2 豎向沖擊 11.3.3 水平?jīng)_擊 練習(xí)題第12章 壓桿穩(wěn)定 12.1 壓桿穩(wěn)定的概念 12.1.1 壓桿 12.1.2 穩(wěn)定性 12.1.3 壓桿穩(wěn)定性 12.2 細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界壓力 12.2.1 兩端鉸支細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界壓力 12.2.2 其他約束條件下細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界壓力 12.3 臨界應(yīng)力與柔度 12.3.1 臨界應(yīng)力 12.3.2 柔度 12.3.3 臨界應(yīng)力總圖 12.4 壓桿的穩(wěn)定校核 12.5 提高壓桿穩(wěn)定性的措施 12.5.1 設(shè)計(jì)合理的截面形狀 12.5.2 減小壓桿計(jì)算長(zhǎng)度 12.5.3 增大桿端支撐剛度 12.5.4 合理選擇壓桿材料 12.5.5 改善結(jié)構(gòu)布局 練習(xí)題附錄A 常用材料的力學(xué)性能附錄B 型鋼表附錄C 部分習(xí)題參考答案參考文獻(xiàn)
前言
本書是在滿足高等學(xué)校機(jī)械類專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)基本要求的前提下，以學(xué)生就業(yè)急需的專業(yè)知識(shí)和操作技能為著眼點(diǎn)，在編寫過程中加入當(dāng)前最新的工程實(shí)例，以工程應(yīng)用實(shí)例來導(dǎo)入各章的知識(shí)要點(diǎn)，便于學(xué)生掌握。
本書的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：
（1）內(nèi)容的更新——將最新的知識(shí)、最新的科技進(jìn)展寫入教材，采用最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并將最新教改成果體現(xiàn)在教材中。例如滾動(dòng)軸承的畫法等均采用最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
（2）知識(shí)體系實(shí)用有效——以學(xué)生就業(yè)所需的專業(yè)知識(shí)和操作技能為著眼點(diǎn)，在適度基礎(chǔ)知識(shí)與理論體系覆蓋下，著重講解應(yīng)用型本科人才和卓越工程師培養(yǎng)所需的內(nèi)容和關(guān)鍵點(diǎn)，知識(shí)點(diǎn)講解順序也根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行大膽的調(diào)整，突出了實(shí)用性和可操作性。并與就業(yè)市場(chǎng)結(jié)合，與時(shí)俱進(jìn)，讓學(xué)生學(xué)而有用，學(xué)而能用。例如我們將傳統(tǒng)的章節(jié)編排順序做了大膽的改革。為了與機(jī)械原理等前面課程的銜接，我們將機(jī)械傳動(dòng)調(diào)整到第2～5章，將第8章“軸轂連接”放到軸系設(shè)計(jì)中去講，“螺紋連接與螺旋傳動(dòng)”放到后面第12章來講。這樣做的目的是，讓學(xué)生清楚該課程在整個(gè)專業(yè)體系中的重要地位，以最大限度引起學(xué)生的興趣，幫助學(xué)生充分理解新知識(shí)并與以前學(xué)過的內(nèi)容相融合。
（3）教材的編寫形式有所創(chuàng)新——在每一章起始都設(shè)置了【本章知識(shí)要點(diǎn)】和【導(dǎo)入案例】，以幫助學(xué)生能夠很快地了解本章的重點(diǎn)、難點(diǎn)。以工程應(yīng)用實(shí)例或生活類案例來導(dǎo)出各章的知識(shí)點(diǎn)。提高學(xué)生對(duì)理論學(xué)習(xí)的興趣和效果，同時(shí)加大了培養(yǎng)工程意識(shí)和工程能力的作用。在每一章最后還加入了【本章小結(jié)】和【閱讀材料】，從而擴(kuò)大了學(xué)生的視野。
（4）編寫了與工程實(shí)際相結(jié)合的多種例題和習(xí)題——為了與實(shí)際設(shè)計(jì)相一致，各章的例題的計(jì)算格式，采用課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的格式書寫，方便學(xué)生做課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。習(xí)題類型更加多樣化，包括選擇題、簡(jiǎn)答題、判斷題、設(shè)計(jì)計(jì)算題、思考題等，并加入了近年來一些高校考研題，以方便準(zhǔn)備考研的學(xué)生學(xué)習(xí)。
參加本書編寫的老師有張永清（第1、5、6、9、10章）、郭宏亮（第2章）、任玉燦（第4、7章）、戴俊（第3、8章）、魏云平（第11、12、13章）。本書由張永清擔(dān)任主編，任玉燦擔(dān)任副主編。
盡管我們?yōu)楸緯木帉懜冻鍪值呐托难杪┖筒划?dāng)之處在所難免，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
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