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出版者:吉林人民出版社

作者:周卫东

出品人:

页数:413

译者:

出版时间:2003-5

价格:26.0

装帧:平装

isbn号码:9787206042010

丛书系列:

图书标签:

• 高中数学
• 基础知识
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• 定理
• 技巧

现代工程材料力学基础与应用 内容简介 本书旨在为工科院校本科生，尤其是材料科学、机械工程、土木工程等相关专业的学生，系统介绍材料力学的基本理论、分析方法及其在工程实际中的应用。全书内容涵盖了固体力学的基础概念、材料的本构关系、构件的内力分析、变形与应力计算，直至更复杂的结构分析和失效预防。 第一部分：绪论与基础概念 本书首先从工程实践中常见的力学问题出发，引出研究物体在外力作用下所产生内力、应力、应变和位移规律的必要性。详细阐述了材料力学的基本假设，包括连续性、均匀性、各向同性等，并清晰界定了杆件、梁、板壳等典型工程构件的概念。 重点介绍了描述物体受力状态的三个核心概念： 1. 应力（Stress）： 深入分析了正应力、剪应力、主应力以及应力状态的描述，特别是二维和三维应力状态下的分析方法，如柯西应力定理和莫尔圆的应用。详细讨论了工程中常用的应力强度理论（如冯·米塞斯屈服准则），为材料的失效预测奠定理论基础。 2. 应变（Strain）： 解释了线应变、角应变以及应变张量的概念。通过对微元体变形的分析，建立起应变与位移之间的几何关系。 3. 本构关系（Constitutive Relations）： 详尽讨论了线弹性材料的胡克定律，阐述了杨氏模量、泊松比、剪切模量之间的内在联系，并引入了广义胡克定律，以处理复杂应力状态下的材料响应。对于非线性和粘弹性材料的初步概念也进行了概述。 第二部分：杆件的轴向拉伸与压缩 本部分是材料力学的基石。详细分析了在拉伸和压缩荷载作用下，细长杆件的内力、应力和变形规律。 内力分析： 介绍截面法，系统讲解如何求解一维结构中的内力，并区分静定与静不定结构的概念与求解方法。对于静不定问题，重点讲解了平衡方程、几何方程和本构方程联立求解的“三方程法”。 应力与变形： 建立应力与轴向变形的关系，推导轴向拉伸变形的公式。 应力集中与疲劳初步： 讨论了孔洞、突变截面等几何突变处产生的应力集中现象，并引入疲劳破坏的基本概念，强调循环载荷对结构安全性的影响。 温度应力： 分析了温度变化对约束结构产生的附加应力与变形计算。 第三部分：梁的弯曲与扭转 梁和轴是结构中最常见的构件，本部分是全书的重点和难点之一。 A. 梁的弯曲 1. 弯曲内力分析： 详细讲解剪力图和弯矩图的绘制方法，包括荷载、剪力和弯矩之间的微分关系，以及集中荷载、均布荷载和变分布荷载作用下的求解技巧。 2. 正截面应力： 推导纯弯曲梁中的正应力公式（$sigma = frac{My}{I}$），解释了弯曲正应力的分布规律，并定义了中性轴和惯性矩（面积矩）。 3. 弯曲刚度与挠度： 引入梁的挠曲微分方程（$EIfrac{d^4w}{dx^4} = q(x)$），系统推导了梁的转角和挠度的计算方法。重点讲解了叠加原理、单位载荷法（虚功原理的初步应用）以及麦克斯韦-莫尔积分法在求解复杂梁挠度中的应用。 4. 梁的剪应力： 推导梁横截面上剪应力的分布公式（$ au = frac{VQ}{Ib}$），讨论了不同截面形状（矩形、工字形）下的剪应力特点，并强调了在工程设计中剪切强度校核的重要性。 B. 扭转 圆轴扭转： 分析等直圆截面杆件在外力矩作用下的扭转问题。推导了扭转应力公式（$ au = frac{Tr}{I_p}$），阐明了扭转应力的分布特点（最大值在表面），并引入了极惯性矩。 扭转角与刚度： 计算扭转角，并分析静定和静不定轴的扭转分析方法。 非圆截面扭转： 简要介绍圣维南纳扭转理论，说明非圆截面（如椭圆、矩形）在扭转时会产生剪应力集中。 第四部分：组合应力与失效判据 在实际工程中，构件往往承受复杂的应力状态（如拉伸、弯曲和扭转的组合）。 应力转换： 运用主应力概念，将复杂应力状态简化为单向应力状态。 组合应力分析： 详细讲解如何组合正应力和剪应力，并利用莫尔圆进行几何验证。 失效理论： 深入探讨基于最大剪应力理论（Tresca准则）和最大畸变能密度理论（Von Mises准则）的屈服判据，并结合实验数据说明这两种理论的适用范围，为材料的安全设计提供定量依据。 第五部分：稳定性分析 本部分关注在受压情况下，结构失稳的可能性，这是细长受压杆件必须考虑的关键问题。 失稳概念： 区分弹性屈曲和非弹性屈曲。 欧拉公式： 详细推导并应用欧拉临界屈曲载荷公式，分析有效长度系数对压杆稳定性的决定性影响。 廷塞定律与容许载荷： 针对中等长度压杆，介绍廷塞定律，并讨论工程中如何根据不同的长细比确定安全系数和容许载荷。 本书的特点在于理论推导严谨，同时紧密结合现代工程实例。每章均配有大量例题和习题，旨在训练学生的工程思维和解决实际问题的能力，是学习材料力学不可或缺的参考书。

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