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序1

前言1

第1章 绪论1

1.1 材料力学教学内容的改革与发展1

1.2 面向能力培养的材料力学2

1.3 材料力学的基本假设4

1.4 线性弹性定律由发现到完善5

1.5 Maple软件介绍7

1.6 教学内容的安排9

第一篇 基本篇13

第2章 截面几何性质13

2.1 静矩与形心13

2.2 极惯性矩、惯性矩和惯性积14

2.3 平行移轴公式17

2.4 转轴公式与主惯性矩18

2.5 例题编程20

第3章 材料的力学性能 应力 应变关系27

3.1 外力和内力27

3.2 变形与位移29

3.3 应力和应变30

3.4 材料拉伸时的力学性能33

3.5 材料拉压力学性能的进一步研究38

3.6 许用应力与强度条件40

3.7 拉压与剪切应变能密度42

3.8 例题编程43

第4章 轴向拉压46

4.1 拉压杆的内力46

4.2 拉压杆的应力47

4.3 应力集中的概念51

4.4 拉压杆的变形52

4.5 拉压超静定问题54

4.6 例题编程55

第5章 剪切和挤压67

5.1 联接67

5.2 剪切的实用计算68

5.3 挤压的实用计算68

5.4 焊接缝应力的实用计算方法69

5.5 例题编程70

第6章 扭转74

6.1 扭矩74

6.2 圆轴扭转横截面上的切应力75

6.3 圆轴扭转强度条件79

6.4 圆轴扭转刚度条件80

6.5 非圆截面轴的扭转82

6.6 薄壁杆的扭转84

6.7 密圈螺旋弹簧85

6.8 例题编程86

第7章 弯曲内力94

7.1 梁的约束与类型94

7.2 剪力与弯矩95

7.3 剪力、弯矩与载荷集度间的微分关系97

7.4 刚架与曲梁的内力99

7.5 例题编程100

第8章 弯曲应力109

8.1 弯曲正应力109

8.2 弯曲切应力113

8.3 例题编程118

第9章 弯曲变形（一）123

9.1 直接积分法123

9.2 叠加法126

9.3 力矩-面积法130

9.4 梁的刚度条件130

9.5 例题编程131

第10章 应力与应变分析138

10.1 一点的应力状态及其分类138

10.2 平面应力状态分析139

10.3 空间应力状态的最大应力143

10.4 平面应变状态分析145

10.5 广义郑玄-胡克定律149

10.6 例题编程152

第11章 强度理论160

11.1 材料破坏形式和强度理论的概念160

11.2 空间应力状态下的应变能密度161

11.3 典型的强度理论162

11.4 强度理论的应用168

11.5 例题编程170

第12章 组合变形174

12.1 组合变形与叠加原理174

12.2 拉伸或压缩与弯曲的组合174

12.3 偏心压缩与截面核心175

12.4 弯扭组合与弯拉（压）扭组合177

12.5 例题编程179

第13章 压杆稳定（一）186

13.1 中心受压细长直杆临界力的欧拉公式186

13.2 欧拉公式的使用范围临界应力总图189

13.3 压杆的稳定条件与合理设计191

13.4 例题编程193

第14章 动载荷200

14.1 考虑惯性力时构件的动应力计算200

14.2 强迫振动时的应力计算202

14.3 冲击应力分析205

14.4 例题编程208

第15章 交变应力214

15.1 疲劳失效与交变应力的特征214

15.2 材料的疲劳极限216

15.3 构件的疲劳极限217

15.4 循环应力下的疲劳强度计算221

15.5 例题编程223

第16章 能量方法（一）228

16.1 外力功与应变能的一般表达式228

16.2 变形体的虚功原理230

16.3 单位载荷法232

16.4 图乘法234

16.5 例题编程236

第二篇 提高篇244

第17章 弯曲变形（二）244

17.1 初参数法244

17.2 待定系数法245

17.3 共轭梁法246

17.4 奇异函数法249

17.5 有限差分法252

17.6 例题编程254

第18章 能量方法（二）264

18.1 互等定理264

18.2 卡氏定理265

18.3 梁的横向剪切效应267

18.4 用能量法求压杆的临界载荷268

18.5 例题编程270

第19章 非对称弯曲与特殊梁275

19.1 非对称弯曲正应力275

19.2 开口薄壁梁的弯曲切应力277

19.3 弯曲中心278

19.4 复合梁和夹层梁280

19.5 例题编程282

第20章 超静定结构286

20.1 超静定结构的概念286

20.2 用力法解超静定结构287

20.3 对称及反对称性质的利用289

20.4 超静定刚架空间受力分析290

20.5 例题编程291

第21章 压杆稳定（二）297

21.1 纵横弯曲297

21.2 压杆设计的直接法298

21.3 压杆稳定问题的有限差分法300

21.4 例题编程301

第三篇 扩展篇310

第22章 杆件的塑性变形310

22.1 拉压杆弹塑性分析310

22.2 轴向拉压超静定问题的极限载荷311

22.3 圆轴的极限扭矩312

22.4 梁的极限弯矩312

22.5 梁的极限载荷314

22.6 例题编程315

第23章 有限单元法322

23.1 轴向受拉压杆件的刚度方程322

23.2 受拉压杆件的坐标变换325

23.3 受扭杆件的刚度方程329

23.4 受弯杆件的刚度方程329

23.5 梁单元的中间载荷330

23.6 例题编程331

第24章 加权残值法343

24.1 加权残值法的基本概念343

24.2 加权残值法的基本方法344

24.3 加权残值法的试函数348

24.4 例题编程349

第25章 结构优化设计355

25.1 结构设计由艺术到科学的发展355

25.2 结构优化设计的概念357

25.3 Matlab优化工具箱358

25.4 例题编程358

第26章 可靠性设计367

26.1 可靠性设计的基本概念367

26.2 载荷和材料性能服从正态分布时的可靠度计算370

26.3 按可靠性标准的结构优化设计371

26.4 随机非线性规划372

26.5 例题编程374

附录 型钢表380

参考文献393