普通高等学校机械工程基础创新系列教材:材料力学 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子版 mobi 在线

“普通高等学校机械工程基础创新系列教材”是清华大学、重庆大学、北京科技大学、西南交通大学等多所高校*教学名师、名教授主编的，以国家教学成果奖、国家精品课程、国家精品资源共享课程、国家“十二五”规划教材遴选精神、卓越工程师培养理念为编写思想和内容支撑，强调工程背景和工程应用的高校机类、近机类平台课教材，力求反映当今*专业技术成果和教研成果，适应当前教学实际，特色鲜明，作为现有经典教材的补充。本书是其中的一分册。

本书根据*高等学校力学基础课程教学指导委员会2009年制订的

“材料力学课程教学基本要求”编写，可以满足大多数高校材料力学课程的教学要求。

本书融入了近几年来著者在北京工业大学机电工程专业“卓越工程师”班从事材料力学研究型教学的成果。与以往的同类教材相比，工程概念有所加强，引入了大量涉及广泛领域的工程实例及与工程有关的例题和习题。

全书分为14章，内容涉及反映材料力学基本要求的轴向拉压杆件、材料的力学性能、圆轴扭转、弯曲强度与刚度、应力状态与强度理论、压杆稳定、材料力学中的能量法、简单的静不定系统、动载荷与动应力概述和疲劳强度等。

本书适合作为普通高等学校机械工程学科专业材料力学课程的教材，也可作为工程技术人员的参考书。

第1章引论

11材料力学的基础性及其工程应用价值

12材料力学的基本假定

13弹性杆件的外力与内力

14弹性体受力与变形特点

15应力、应变以及应力应变关系

16杆件的受力与变形形式

17结论与讨论

第2章内力与内力图

21内力与内力分量

22内力方程

23轴 力 图

24扭 矩 图

25梁内力的变化区间与控制面

26梁控制面或指定横截面上剪力和弯矩的确定

27梁的剪力方程与弯矩方程

28根据方程绘制剪力图与弯矩图

29剪力、弯矩与载荷集度之间的微分关系

210应用微分关系直接绘制剪力图与弯矩图

211刚架的内力与内力图

212结论与讨论

第3章轴向拉伸与压缩

31拉压杆件的应力

32拉压杆件的强度计算

33拉压杆件的变形

34拉伸与压缩时材料的力学性能

35简单拉压静不定问题

36结论与讨论

第4章连接件的工程假定计算

41铆接件的强度失效形式及相应的强度计算方法

42焊缝强度的剪切假定计算

43结论与讨论

第5章圆轴扭转

51工程上传递功率的圆轴与外加力偶的换算

52圆轴扭转时的剪切变形与切应力

53圆轴扭转时横截面上的切应力分析

54圆轴扭转时的强度计算

55圆轴扭转时的变形与刚度设计

56简单的扭转静不定问题

57结论与讨论

第6章平面弯曲

61承受弯曲构件的力学模型与工程中的承受弯曲构件

62与应力分析相关的截面图形几何性质

63平面弯曲时梁横截面上的正应力

64梁的强度计算

 *65弯曲切应力分析

66结论与讨论

第7章梁的位移分析与刚度设计

71基本概念

72小挠度微分方程及其积分

73工程中的叠加法

74简单的静不定梁

75梁的刚度设计

76结论与讨论

第8章应力状态与强度理论

81应力状态的基本概念

82平面应力状态任意方向面上的正应力与切应力

83应力状态中的主应力与切应力

84应力圆方法

85广义胡克定律

86应变能与应变能密度

87强度理论概述——强度设计提出的新问题

88关于脆性断裂的强度理论

89关于屈服的强度理论

810结论与讨论

第9章组合受力时杆件的应力分析与强度设计

91斜 弯 曲

92拉伸（压缩）与弯曲的组合

93弯曲与扭转组合时圆轴的强度设计

94薄壁容器强度设计简述

95结论与讨论

第10章压杆的稳定性分析与稳定性设计

101工程结构中的压杆

102基本概念

103两端铰支压杆的临界载荷 欧拉公式

104不同刚性支承对压杆临界载荷的影响

105临界应力与临界应力总图

106压杆稳定性设计的安全因数法

107结论与讨论

第11章材料力学中的能量方法

111基本概念

112互等定理

113莫尔方法

114计算直杆莫尔积分的图乘法

115结论与讨论

第12章简单的静不定系统

121静不定问题的概念与方法

122力法与正则方程

123对称性与反对称性在求解静不定问题中的应用

124空间静不定结构的特殊情形

125结论与讨论

第13章动载荷与动应力概述

131达朗贝尔原理与动静法

132等加速度直线运动时构件上的惯性力与动应力

133旋转构件的受力分析与动应力计算

134构件上的冲击载荷与冲击应力计算

135结论与讨论

第14章疲劳强度概述

141疲劳强度概述

142疲劳失效特征

143疲劳极限与应力寿命曲线

144影响疲劳寿命的因素

145基于无限寿命的疲劳强度设计方法

146提高构件疲劳强度的途径

附录

附录A型钢规格表

附录B习题答案

附录C中英名词对照

参考文献

范钦珊  教授

清华大学航天航空学院教授、博士生导师、首届*教学名师，享受国务院特殊津贴。

长期从事“非线性屈曲理论与应用”

“结构疲劳寿命”“兆瓦级风力发电机叶片设计技术与设计方法”等方面的研究，在国内外发表论文80余篇。获国家科技进步二等奖1项，全国优秀科技图书奖1项，省部级科技进步一等奖1项、二等奖2项，全国高校自然科学二等奖1项，国家发明专利1项。

长期从事材料力学、工程力学等课程本科生教学工作，在高等教育的岗位上已经工作55年，共为10000多名本科生授过课，培养硕士生和博士生23名。现在仍然活跃在本科教学线，为清华大学等多所院校的本科生全程讲授材料力学和工程力学课程。编著出版教材、专著和译著30余部；获*优秀教学成果一等奖1项，二等奖2项，北京市优秀教学成果一等奖3项；全国优秀教材一等奖1项，二等奖2项；国家精品教材1项。

20世纪90年代以来，在全国80多所高校作了100多场关于教学改革、提高教学质量培养创新人才的报告和示范课，受到教育界和力学界认可与好评。王晶：北京工业大学机电学院副教授，硕士生导师，出生于1982年8月，2010年毕业于北京工业大学工程力学专业博士学位。从事“材料力学”“断裂力学”等课程教学工作，主持国家自然科学基金、*高等学校博士学科点专项科研基金（新教师类）及航空科学基金各1项，同时主持及参与多项横向项目。获北京市高等教育教学成果一等奖1项，全国基础力学青年教师讲课比赛二等奖1项。发表科研及教学论文10余篇。

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前言

  本书是应中国铁道出版社之约，为我国高校大多数机械工程学科专业编写的。全书内容根据*高等学校力学基础课程教学指导委员会2009年制订的

“材料力学课程教学基本要求”加以精选，可以满足大多数高校材料力学课程的教学要求。

材料力学是一门具有基础性和工程性的课程：一方面其基本概念、理论与方法是机械、土木、铁路、桥梁、船舶、水利、化工、航空、航天等等诸多工程学科的基础，在这些学科的相关课程里都可以看到材料力学的影子；另一方面材料力学又为这些学科的工程分析与设计提供了关于强度、刚度和稳定性的失效判据与安全准则。对于这些专业的在校学生以及在岗的工程技术与研究人员，材料力学都是非常重要的。因此，提高材料力学的课程教学质量、培养创新精神，对于提高这些工程学科人才的培养质量意义重大。

为此，多年来我们在材料力学课程教学中，坚持素质教育、工程教育和创新教育相结合。

从力学素质教育的要求出发，本书更注重突出基本概念、基本理论与基本方法，而不追求冗长的理论推导与繁琐的数字运算。

材料力学与很多领域的工程密切相关。材料力学教学不仅可以培养学生的力学素质，而且可以加强学生的工程概念。这对于他们向其他学科或其他工程领域扩展是很有利的。基于此，本书与以往的同类教材相比，工程概念有所加强，引入了大量涉及广泛领域的工程实例及与工程有关的例题和习题。

本书融入了近几年来我们在北京工业大学机电工程专业“卓越工程师”班从事材料力学研究型教学的成果。对于内容的选取，重在教学内容的深度。所谓深度是指基本教学内容深层次的内涵。材料力学课程中的一些概念、原理看似简单，实则内涵丰富。如果能够引导学生从更深的层次上分析和理解这些内容，就有可能使学生创造性地应用这些概念、原理以及公式去分析和解决复杂的工程实际问题。追求教学内容的深度，不仅可以帮助学生加深对基本教学内容的理解，而且可以激发学生的钻研精神和创新精神。

为了让学生更快地掌握基本的知识，本书在概念、原理的叙述方面作了一些改进。一方面从提出问题、分析问题和解决问题等方面作了比较详尽的论述与讨论；另一方面通过较多的例题分析，特别是一些重要概念的例题分析，著者相信这有助于读者加深对基本内容的理解和掌握。

全书共分为14章。内容包括反映材料力学基本要求的轴向拉压杆件、材料的力学性能、圆轴扭转、弯曲强度与刚度、应力状态与强度理论、压杆稳定、材料力学中的能量法、简单的静不定系统、动载荷与动应力概述和疲劳强度概述等。根据不同院校的实际情况，建议学时为64~84学时。

本书由清华大学范钦珊、北京工业大学王晶编著，王晶编著第1~6章；范钦珊编著第7~14章。

因编著者水平有限，书中难免有疏漏和不妥之处，恳请广大读者批评指正。

编著者

2016年2月于北京