第1章 材料力學基本知識 1
1.1 材料力學的任務 1
1.1.1 材料力學的研究對像 1
1.1.2 材料力學的研究內容 3
1.2 材料力學的基本假設 4
1.2.1 連續性假設 5
1.2.2 均勻性假設 5
1.2.3 各向同性假設 5
1.3 外力和內力 6
1.3.1 外力 6
1.3.2 內力 6
1.3.3 截面法 8
1.4 應力和應變 9
1.4.1 應力 9
1.4.2 線應變 10
1.4.3 切應變 11
1.4.4 應力應變關繫 12
1.5 思考與討論 13
1.5.1 材料力學模型 13
1.5.2 材料力學分析方法 13
1.5.3 材料力學內力 14
1.5.4 旗杆的設計和強度分析 14
習題1 15
第2章 軸向拉伸與壓縮 16
2.1 軸向拉伸與壓縮杆件及實例 16
2.2 拉壓杆橫截面上的內力和軸力圖 18
2.2.1 拉壓杆橫截面上的內力 18
2.2.2 軸力圖 18
2.3 拉壓杆的應力 21
2.3.1 拉壓杆橫截面上的應力 21
2.3.2 拉壓杆斜截面上的應力 23
2.3.3 杆端區域的應力分布 24
2.3.4 應力集中 25
2.4 材料在軸向拉伸和壓縮時的力學性能 26
2.4.1 試件和設備 26
2.4.2 低碳鋼拉伸時的力學性能 27
2.4.3 鑄鐵拉伸時的力學性能 30
2.4.4 其他塑性材料拉伸時的力學性能 31
2.4.5 低碳鋼在壓縮時的力學性能 31
2.4.6 鑄鐵在壓縮時的力學性能 32
2.5 許用應力 安全繫數 強度條件 32
2.5.1 許用應力與安全繫數 32
2.5.2 強度條件 34
2.6 拉壓杆的變形 36
2.6.1 沿杆件軸線的軸向變形 36
2.6.2 橫向變形 37
2.6.3 變截面杆的伸長變形 37
2.7 拉壓杆超靜定問題 39
2.7.1 超靜定的概念和解法 39
2.7.2 溫度應力 42
2.8 思考與討論 43
2.8.1 復合材料等截面直杆的軸向拉伸 43
2.8.2 撥河繩的拉伸強度 44
2.8.3 斷纜事故的對策 44
2.8.4 塑性和脆性材料的力學性能比較 45
習題2 45
第3章 剪切 51
3.1 剪切的概念和工程實例 51
3.2 剪切的實用計算 53
3.3 擠壓的實用計算 54
3.4 思考與討論 58
3.4.1 連接件的簡化計算 58
3.1.2 綜合處理工程構件的強度 59
習題3 59
第4章 扭轉 62
4.1 扭轉的概念和工程實例 62
4.2 扭矩和扭矩圖 63
4.2.1 外力偶矩 63
4.2.2 扭矩 64
4.2.3 扭矩圖 65
4.3 圓軸扭轉時的應力 67
4.3.1 變形幾何關繫 67
4.3.2 切應力互等定理和物理關繫 68
4.3.3 靜力學關繫 69
4.3.4 橫截面上的切應力表達式 70
4.4 網軸扭轉時的破壞和強度條件 71
4.4.1 扭轉實驗與扭轉破壞現像 71
4.4.2 圓軸扭轉時的強度條件 72
4.5 圓軸扭轉時的變形和剛度條件 74
4.5.1 圓軸扭轉時的變形 74
4.5.2 圓軸扭轉時的剛度條件 74
4.6 簡單靜不定軸 77
4.7 非圓截面軸扭轉簡介 79
4.7.1 矩形與橢同等非圓實心截面軸扭轉 80
4.7.2 薄壁杆扭轉 81
4.8 思考與討論 83
4.8.1 圓軸扭轉的切應力和扭矩的關繫 83
4.8.2 復合材料網軸的扭轉 83
4.8.3 閉口和開口薄壁網管的強度比較 84
習題4 84
第5章 彎曲內力 89
5.1 彎曲的概念和工程實例 89
5.1.1 梁的彎曲 89
5.1.2 平面彎曲 90
5.1.3 梁的計算簡圖 90
5.1.4 靜定梁的基本形式 91
5.2 剪力和彎矩 91
5.5.1 剪刀Fs和彎矩M 91
5.2.2 剪力Fs和彎矩M的符號規定 92
5.2.3 剪力和彎矩的求法 93
5.3 剪力方程和彎矩方程 剪力圖和彎矩圖 94
5.4 載荷集度、剪力和彎矩問的微分關繫 96
5.4.1 剪力、彎矩與分布載荷集度之間的微分關繫 96
5.4.2 剪力、蠻矩與分布載荷集度之間的積分關繫 97
5.4.3 不同載荷作用下梁段的剪力圖和彎矩圖的形狀 97
5.4.4 彎矩極值位置和彎矩極值大小 100
5.4.5 剪力圖和彎矩圖的畫法 100
5.5 思考與討論 103
習題5 104
第6章 彎曲應力 111
6.1 純彎曲時的正應力 111
6.1.1 變形現像與平面假設 111
6.1.2 正應力分布規律 112
6.1.3 彎曲正應力 113
6.2 橫力彎曲時的正應力及彎曲正應力強度條件 114
6.2.1 *大正應力 114
6.2.2 梁的正應力強度條件 115
6.3 梁的切應力及強度條件 119
6.3.1 矩形截面梁橫截面上的切應力 119
6.3.2 工字型截面梁橫截面上的切應力 121
6.3.3 側形、側環形截面梁橫截面上的切應力 121
6.3.4 梁的切應力強度條件 122
6.4 提高梁強度的主要措施 123
6.4.1 合理布置梁上的載荷和合理安排梁的支承 123
6.4.2 選用合理的截面形狀 125
6.4.3 合理利用材料的性能 126
6.4.4 采用變截面梁 126
6.5 思考與討淪 127
6.5.1 高架橋裂紋位置問題 127
6.5.2 板搭橋問題 128
習題6 128
第7章 彎曲變形 134
7.1 撓度和轉角的概念 134
7.2 撓曲線近似微分方程 135
7.3 計算梁變形的積分法 136
7.4 計算梁變形的疊加法 139
7.4.1 替加法 139
7.4.2 逐段分析法 141
7.4.3 基於逐段剛化的疊加法 142
7.5 梁的剛度條件和提高彎曲剛度的措施 142
7.5.1 梁的剛度條件 142
7.5.2 提高梁的剛度的措施 144
7.6 簡單靜不定梁 144
7.7 思考與討論 147
7.7.1 梁的位移分析的工程意義 147
7.7.2 生活實例探討 148
習題7 149
第8章 應力狀態分析與強度理論 152
8.1 應力狀態的概念 152
8.2 平面應力狀態分析 154
8.2.1 斜截面上的應力 154
8.2.2 應力圓的繪制與應用 155
8.3 極值應力與主應力 157
8.3.1 主應力和主方向 157
8.3.2 *大切應力 158
8.3.3 純剪切狀態的*大應力 159
8.4 向應力狀態下的*大應力 159
8.5 廣義胡克定律 161
8.6 復雜應力狀態下的強度理論 162
8.6.1 *大拉應力理論（**強度理論） 162
8.6.2 *大拉應變理論（第二強度理論） 163
8.6.3 *大切應力理論（第三強度理論） 163
8.6.4 形狀改變比能理論（第四強度理論） 164
8.6.5 單向與純剪切組合應力狀態的強度條件 165
8.7 思考與討論 168
8.7.1 應力概念的再認識 168
8.7.2 如何建立一點的應力狀態並應用 168
習題8 170
第9章 組合變形 175
9.1 組合變形的概念 175
9.2 斜彎曲 176
9.3 拉仲（壓縮）與彎曲組合變形 177
9.4 彎曲與扭轉組合變形 180
9.5 思考與討論 185
9.5.1 復雜荷載處理方法 185
9.5.2 歸納組合變形的解題步驟 186
習題9 187
第10章 壓杆穩定 190
10.1 壓杆穩定的概念 190
10.2 細長壓杆的臨界壓力 191
10.2.1 兩端鉸支壓杆的臨界壓力 191
10.2.2 其他約束情況壓杆的臨界壓力 192
10.3 壓杆的臨界應力 194
10.4 壓杆的穩定計算 196
10.5 提高壓杆承載能力的措施 199
10.5.1 影響壓杆承載能力的因素 199
10.5.2 工程中提高壓杆承載能力的常見措施 200
習題10 204
第11章 動載荷 208
11.1 構件做等加速直線運動或勻速轉動時的動應力計算 208
11.1.1 動應力分析中的動靜法 208
11.1.2 等加速運動構件中的動應力分析 208
11.1.3 勻速轉動構件內的動應力分析 209
11.2 構件受衝擊載荷作用時的動應力計算 210
11.2.1 杆件受衝擊時的應力和變形 210
11.2.2 提高構件抗衝能力的措施 214
11.3 交變應力和疲勞破壞的概念 214
11.4 交變應力的特性和疲勞極限 216
11.5 材料的力學性能進一步探討 217
11.5.1 衝擊韌度 218
11.5.2 蠕變與松弛 219
習題11 220
第12章 能量法 224
12.1 外力功、應變能與克拉比隆定理 224
12.1.1 計算外力功的基本公式 224
12.1.2 克拉比隆定理 225
12.1.3 應變能的一般表達式 225
12.2 單位荷載法 227
12.3 靜不定問題分析 231
12.4 思考與討論 235
12.4.1 應變能與加載次序無關 235
12.4.2 瓦等定理的論證 236
習題12 237
附錄A 靜力學平衡問題 241
A.1 靜力學基本概念和公理 241
A.1.1 力 241
A.1.2 力矩 242
A.1.3 力偶 242
A.1.4 靜力學公理 243
A.2 物體的受力分析 245
A.2.1 約束與約束反力 245
A.2.2 畫受力圖 248
A.3 力繫的簡化 249
A.3.1 平而彙交力繫的簡化 249
A.3.2 平面力偶繫的簡化 251
A.3.3 力線平移定理 251
A.3.4 平面任意力繫的簡化、主矢和主矩 252
A.4 力繫的平衡 255
A.4.1 空間力繫的平衡 255
A.4.2 平面任意力繫的平衡 256
A.4.3 物體繫的平衡 258
習題A 260
附錄B 截面的幾何性質 263
B.1 靜矩和形心 263
B.1.1 靜矩 263
B.1.2 形心 264
B.1.3 組合圖形的靜矩和形心 264
B.2 慣性矩 265
B.3 慣性矩的平行移軸公式 268
B.4 慣性積與慣性積的平行軸公式 269
B.4.1 截面慣性積 269
B.4.2 慣性積的平行軸公式 270
B.5 轉軸公式與主慣性矩 271
B.5.1 轉軸公式 271
B.5.2 主軸與主慣性矩 272
習題B 273
附錄C 電測法和應變分析 276
C.1 電測法的基本原理 276
C.1.1 應變計的工作原理 276
C.1.2 直流電橋 277
C.1.3 溫度補償 277
C.1.4 全橋接線法 278
C.1.5 半橋接線法 278
C.1.6 串聯和並聯接線法 278
C.2 應變分析 283
C.2.1 應變狀態概念 283
C.2.2 平面應變分析 283
C.3 應變測量與應力計算 286
C.3.1 單軸應力狀態 286
C.3.2 主應力方向已知的平面應力狀態 286
C.3.3 主應力方向未知的平面應力狀態 287
習題C 292
附錄D 型鋼表 294
附錄E 主要符號表 297
參考答案 299
參考文獻 306