材料力学

　　材料力学是研究工程材料力学行为及构件强度、刚度、稳定性计算理论的科学，是工科专业本科教育中重要的技术基础课。本课程的知识及理论既可直接应用于工程，又为后继相关课程奠定了必需的理论基础，因而对学生的工程应用能力及科学创新能力培养具有极其重要的作用。进入21世纪，科技发展日新月异，要求人才必须具备宽厚的基础，灵活的知识运用能力及创新素质，为此各高等学校都本着学时要少、内容要新、水平要高、效果要好、授之以渔的总体目标，进行了各类教学内容与课程体系改革的研究。我们结合多年的教学实践经验，吸收目前最新教学成果的精华，通过精炼课程内容、重组课程体系，采取模块式编法、启发式教法，着重培养学生的综合分析能力及创新思维能力，力求使学生具有宽厚坚实的力学基础和独立灵活的分析问题、解决问题的能力及学习能力，此为本教材编写的指导思想。基于此，本教材编写中从以下几点着手：1.整合基本内容与方法，打破原课程体系，重组课程新体系，不采用传统的拉、压、剪、扭、弯的罗列叙述，避免内容与方法的重复和杂乱；而根据工程综合问题的设计思路，按内力一应力与强度一变形与刚度的顺序形成新体系；针对农林院校学时少、工科基础弱的具体情况，在基本内容编排上，将同一方法、原理集中讲透教活，减少重复，一方面达到既精简内容及学时，又加强双基教学的目的；另一方面通过对该方法、原理在各类问题中的灵活运用，举一反三，达到培养学生综合分析能力的目的。例如加强应力计算及超静定的问题求解中常用的几何、物理、平衡三位一体法的建立和应用，既突出了工程力学中这一最重要最基本的分析方法，又强化了力学求解能力及思维方法的培养。2.将教学内容分为两大模块——基础、专题。其中，“基础篇”是课程基本内容，适应于中少学时教学基本要求；“专题篇”主要包括能量法、动荷载、超静定问题，；期望通过这些内容的学习，使学生既牢固地掌握基本理论，又了解工程实践及学科前沿，拓宽知识面，激发学生求知欲和学习兴趣。3.在每一章内容编排上，先介绍工程背景及问题提出，次介绍模型简化，再介绍求解问题的基本原理及方法，之后是综合应用，最后是研究结论及讨论。这样既能加强基础，又能强化综合运用能力培养，同时这种撰写方式本身就对学生科研素质的培养有很大教益，特别是结论讨论及推论这种开放式表达方式为学生创新思维留出较大的空间。4.力求加强材料力学与相关课程问的联系，在内容取舍及选材上结合土木水利类专业特点，避免课程之间重复与矛盾。例如对超静定问题，只主要介绍清有关重要概念及基本方法，更多内容并人能量法的应用中进行介绍，更复杂详细的问题留给结构力学去介绍。又如内力计算以较小篇幅，主要介绍理论力学中静力平衡方程及截面法的灵活运用，着中介绍有关规律性结论；不必细讲连接实用计算方法，避免与后续钢结构课的重复与矛盾。5.力求言简意赅，内容完整，重点突出，宽厚基础，特别注意吸收国内外材料力学及力学结构系列课程教改新成果；针对工科学生以“应用为主”的特点，尽量减少不必要的数理论证（可留给学生），加强分析方法及思路介绍；力求使学生的科学素质及创新能力在潜移默化中得到提高，着重于学生应用及创新能力培养以及学习能力、学习方法的培养。

暂缺《材料力学》作者简介

1　绪论
1.1　材料力学的研究对象、任务和方法
1.2　基本杆件的简化
1.3　变形固体的基本假设
1.4　杆件的基本变形
1.5　材料力学系统表
2　知识准备
2.1　力学知识
2.2　材料的力学性质
2.3　截面的几何性质
2.4　叠加原理
2.5　圣维南原理
习题
3　杆件的内力分析
3.1 内力分量
3.2　内力方程和内力图
3.3　荷载与内力的微分关系
3.4　简捷法绘内力图
3.5　杆件的组合内力
结论与讨论
思考题
习题
4　杆件横截面上的正应力分析
4.1　轴向拉（压）杆的正应力
4.2　梁的弯曲正应力
4.3　斜弯曲时的正应力
4.4　拉（压）与弯曲组合的正应力
4.5　偏心拉伸（压缩）的正应力
结论与讨论
思考题
习题
5　杆件横截面上的切应力
5.1 圆轴扭转时横截面上的切应力
5.2　非圆截面扭转杆的切应力
5.3　梁横截面上的切应力
结论与讨论
思考题
习题
6　变形计算
6.1　杆件的基本变形
6.2　叠加法求变形
结论与讨论
思考题
习题
7　压杆稳定
7.1　稳定性的概念
7.2　临界力的确定方法
7.3　临界应力总图
7.4　提高压杆承载力的途径
结论与讨论
思考题
习题
8　应力状态及强度理论
8.1　一点处的应力状态
8.2　平面应力状态的应力分析——解析法
8.3　平面应力状态分析——应力圆法
8.4　主应力与极值切应力
8.5　三向应力状态分析
8.6　一般应力状态下的应力一应变关系
8.7　一般应力状态下的应变比能
8.8　强度理论的概念
8.9　4种基本强度理论
8.10　莫尔强度理论及双剪强度理论
8.11　各种强度理论的适用范围
结论与讨论
思考题
习题
9　杆件承载能力设计
9.1　设计准则
9.2　拉压杆的设计
9.3　梁的设计
9.4　轴的设计
结论与讨论
思考题
习题
思考题
习题
10 能量法
10.1 概述
10.2 弹性体应变能的计算
10.3 虚力原理
10.4 卡氏定理
10.5 莫尔定理
思考题
习题
11 动荷问题
11.1 概述
11.2 匀加速运动构件的应力和变形
11.3 冲击应力和变形
11.4 交变应力下材料的疲劳破坏一疲劳极限
习题
12 简单超静定问题的解法
12.1 超静定的基本概念
12.2 拉伸（压缩）超静定问题
12.3 扭转超静定问题
12.4 弯曲超静定问题
12.5 用力法解超静定问题
习题
习题答案
参考文献
附录Ⅰ 型钢规格表
附录Ⅱ 梁在简单荷载作用下的挠度、转角