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邓宗白，陶阳，吴永端 著

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• 材料力学
• 工程力学
• 固体力学
• 结构力学
• 力学
• 教材
• 理工科
• 大学教材
• 应力
• 变形

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030383495

版次：1

商品编码：11311532

包装：平装

丛书名： 国家级精品课程主干教材 ，

开本：16开

出版时间：2013-08-01

用纸：胶版纸

页数：382

字数：660000

正文语种：中文

内容简介

　　《材料力学》通过有关材料力学概念群的分章讨论，既突出重点，又体现共性和个性的相互关系，有助于强化材料力学的基本概念、基本理论和基本方法，提高学生的工程素质和认识水平，培养全面的综合分析能力。《材料力学》共9章，包括材料力学概述、受力杆件的内力、杆件的应力和应变、杆件的变形和位移、简单超静定系统的受力分析、应力应变状态分析、压杆的稳定性、动载荷与交变应力、构件的失效准则与安全设计。

内页插图

目录

目录
前言
第1章 材料力学概述 1
1.1 材料力学的性质和任务 1
1.2 材料力学的基本假设 1
1.2.1 变形固体的基本假设 2
1.2.2 构件变形的基本假设 2
1.3 材料力学的研究对象 3
1.4 杆件变形的形式 4
1.5 外力及其分类 6
1.6 内力和应力 6
1.7 变形、位移和应变 7
1.8 材料力学的研究方法 8
复习思考题 9
习题 10
第2章 材料的力学性能 11
2.1 低碳钢的拉伸力学性能 11
2.1.1 拉伸曲线与应力一应变曲线 11
2.1.2 材料的力学性能 14
2.2 其他塑性材料拉伸时的力学性能 15
2.3 铸铁拉伸时的力学性能 15
2.4 低碳钢和铸铁的压缩试验 16
2.5 低碳钢和铸铁的扭转试验 17
2.5.1 低碳钢扭转试验 17
2.5.2 铸铁扭转试验 18
2.6 温度、时间及加载速率对材料力学性能的影响 18
2.6.1 短期静载下温度对材料力学性能的影响 18
2.6.2 高温下时间对材料力学性能的影响 18
2.6.3 加载速率对材料力学性能的影响 19
复习思考题 19
习题 20
第3章 杆件的内力 21
3.1 确定内力的截面法 21
3.2 轴向受力杆件的内力 22
*3.3 轴向分布力集度与轴力的关系 26
3.4 受扭杆件（轴）的内力 28
*3.5 分布力偶矩集度与扭矩的关系 30
3.6 受弯杆件（梁）的内力 31
3.6.1 梁的剪力和弯矩 33
3.6.2 梁的剪力方程和弯矩方程 剪力图和弯矩图 35
3.7 横向分布力集度与剪力、弯矩的关系 38
3.8 叠加原理作弯矩图 45
3.9 静定平而刚架和曲杆的内力 46
3.10 组合变形时杆件的内力 48
3.10.1 两相互垂直平面内的弯曲 49
3.10.2 拉伸（压缩）与弯曲 50
3.10.3 扭转和弯曲的组合 54
3.10.4 拉伸和扭转的组合 54
3. 0.5 拉伸、扭转和弯曲的组合 55
复习思考题 56
习题 58
第4章 杆件的应力 64
4.1 轴向拉伸和压缩杆件的应力 64
4.2 应力集中、圣维南(Saint-Venant)原理 67
4.3 扭转杆件的应力 68
4.3.1 圆轴扭转的应力 68
4.3.2 切应力互等定理 73
4.3.3 非圆截面扭转简介 73
4.4 纯弯曲梁的应力 76
4.4.1 纯弯曲梁的正应力 76
4.4.2 梁弯曲时截面的几何量计算 79
4.5 横力弯曲梁的应力 81
4.5.1 横力弯曲梁的正应力 81
4.5.2 横力弯曲梁的切应力 83
*4.6 开口薄壁截面梁的切应力和弯曲中心 91
4.7 组合变形杆件的应力 94
4.7.1 两相互垂直平面内弯曲变形的应力 95
4.7.2 拉（压）弯组合变形的应力 97
4.7.3 扭转和弯曲的组合变形的应力 103
4.7.4 拉（压）扭组合变形的应力 104
4.7.5 拉伸、扭转和弯曲组合变形的应力 104
复习思考题 107
习题 110
第5章 杆件的变形和位移 124
5.1 杆的拉伸和压缩变形 124
5.2 圆轴的扭转变形 128
5.3 梁的弯曲变形 130
5.3.1 挠度和转角 130
5.3.2 挠曲线近似微分方程 131
5.3.3 积分法求弯曲变形 131
5.3.4 叠加法求弯曲变形 137
5.4 组合变形杆件的位移 141
5.4.1 斜弯曲梁的位移 141
5.4.2 拉（压）弯组合变形的位移 141
5.4.3 弯曲、扭转组合变形的位移 143
5.5 能量法求杆件的位移 144
5.5.1 能量法概述和应变能计算 144
5.5.2 功的互等定理，位移互等定理 148
5.5.3 莫尔定理及图乘法 148
复习思考题 155
习题 158
第6章 简单超静定问题 168
6.1 静定与超静定系统 168
6.2 变形比较法解简单超静定问题 170
6.2.1 拉伸（压缩）超静定问题 170
6.2.2 扭转超静定问题 176
*6.2.3 薄壁杆件的自由扭转 178
6.2 .4 弯曲超静定问题 182
6.3 能量法解起静定问题 185
6.3.1 莫尔定理解超静定问题 185
6.3.2 图乘法解超静定问题 187
6.3.3 力法解超静定问题 188
6.4 对称和反对称特性的应用 194
复习思考题 198
习题 199
第7章 应力分析和应变分析 204
7.1 应力状态的概念 204
7. 2 平面应力状态分析的解析法 206
7.2.1 应力分量和方向角的符号规定 206
7.2.2 任意方向面上的应力 207
7.2.3 主应力与最大切应力 208
7.3 平面应力状态分析的图解法 211
7.3.1 应力圆（莫尔圆）方程 211
7.3.2 应力圆的画法 212
7.3.3 应力圆上的点与单元体面上的应力的对应关系 212
7.3.4 应力圆的应用 213
7.4 三向应力状态 216
7.5 复杂应力状态下的应力应变关系 218
7.5.1 广义胡克定律 218
7.5.2 体积胡克定律 219
7.6 复杂应力状态的应变能密度 223
*7.7 平面应变状态分析 224
7.7.1 任意方向的应变 225
7.7.2 主应变的数值与方向 226
7.7.3 应变的测量与应力计算 227
7.8 几种组合变形的主应力分析 228
7.8.1 弯曲和扭转组合变形的主应力 228
7.8.2 拉伸和扭转组合变形的主应力 229
7.8.3 拉伸、弯曲和扭转组合变形的主应力 230
复习思考题 234
习题 237
第8章 压杆的稳定性 245
8.1 两类稳定性问题 245
8.2 细长压杆的临界压力 247
8.2.1 两端铰支细长压杆的临界压力 247
8.2.2 其他支座下细长压杆的临界压力 249
8.3 压杆的临界应力和经验公式 253
8.3.1 临界应力 253
8.3.2 欧拉会式的适用范围 253
8.3.3 临界应力的经验公式 254
复习思考题 259
习题 260
第9章 动荷载与交变应力 265
9.1 构件变速运动时的应力与变形 265
9.1.1 构件匀加速平移时的应力与变形 265
9.1.2 构件定轴转动时的应力与变形 266
9.2 冲击荷载作用下构件的应力与变形 269
9.2.1 垂直冲击 270
9.2.2 水平冲击 275
9.2.3 突然制动引起的冲击 276
9.2.4 降低冲击影响的措施 279
9.3 交变应力和疲劳强度 280
9.3.1 交变应力和疲劳破坏特征 280
9.3.2 材料的疲劳试验与持久极限 282
9.3.3 构件的持久极限及影响因素 284
9.3.4 提高构件疲劳强度的措施 285
复习思考题 286
习题 286
第10章 杆件的失效准则与安全设计 294
10.1 杆件的失效与设计的基本思想 294
10.2 强度失效与强度条件 294
10.3 强度理论的概念 296
10.4 常用的四种强度理论 296
10.4.1 最大拉应力理论（第一强度理论） 296
10.4.2 最大伸长线应变理论（第二强度理论） 297
10.4.3 最大切应力理论（第三强度理论） 297
10.4.4 畸变能密度理论（第四强度理论） 298
10.4.5 相当应力 299
10.5 强度设计 301
10.5.1 杆件的强度设计 301
10.5.2 连接件强度的工程计算 310
10.6 刚度设计 314
10.7 压杆稳定设计 317
*10.8 疲劳强度设计简介 319
10.9 杆件综合设计应用 320
10.10 提高杆件强度、刚度和稳定性的一些措施 328
10.10.1 选用合理的截面形状 329
10.10.2 合理安排杆件的受力情况 330
10.10.3 合理选用材料 331
复习思考题 332
习题 334
附录A 截面的几何性质 344
附录B 型钢表 357
习题答案 370
参考文献 382

精彩书摘

　　第1章  材料力学概述
　　组成结构或机械的零部件，如建筑物的梁和柱、旋转机械的轴等，常统称为构件。制造构件的工程材料种类繁多，但一般都是固体。在力作用下，固体会发生尺寸和形状的变化，这种变化称为变形。因此，构件一般都是变形固体。材料力学就是研究变形固体在力作用下的变形规律和构件能否安全工作的一门科学。
　　1．1  材料力学的性质和任务
　　材料力学研究的构件可看成是由一根杆件或由几根杆件组成的结构。构件在力的作用下会发生变形过大甚至发生断裂破坏而失效。为了使制造的工程构件能够正常工作，构件的设计必须满足下面三个基本要求：
　　（1）强度  构件不发生破坏（断裂或失效），即具备足够的抵抗破坏的能力；
　　（2）刚度  构件不产生过大的变形（不超出工程上的许可范围），即具备足够的抵抗变形的能力；
　　（3）稳定性  构件在微小的干扰下，不会改变原有的平衡状态，即具备足够的保持原有平衡状态的能力。
　　强度、刚度、稳定性是构件设计必须满足的条件，随不同工况、不同结构，三个方面会有所侧重或兼而有之。显然，改变构件的形状和尺寸、选用优质材料等措施，可以提高构件安全工作的能力，但若片面追求构件的承载能力和安全性，不恰当地改变构件形状和尺寸或选用优质材料，将会增加构件的重量和制造成本，所以安全性与经济性常常是矛盾的。材料力学就是要合理地解决这对矛盾。
　　材料力学的任务可概括为：①研究构件的受力、变形和失效的规律；②为设计既经济又安全的构件，提供强度、刚度和稳定性方面的基本理论和计算方法。任务的前者是后者的理论基础，后者则是前者的工程应用。
　　材料力学还在基本概念、基本理论和基本方法方面为变形固体力学、实验力学、机械设计和结构设计等课程奠定基础，是机械、结构类专业必备的基础知识。
　　1．2  材料力学的基本假设
　　理论力学是讨论物体在力作用下整体产生的运动规律，称为外效应，因此将研究对象视为刚体，在刚体内部各质点之间保持相对位置不变，所以物体受力过程中其形状和尺寸都不改变（即不变形）。
　　材料力学研究的是变形固体，在力作用下，物体内部各质点间的位置发生改变，产生内力，引起物体尺寸和形状的改变，即变形，这称为内效应。因此，即使构件由于约束不允许有总体上的刚性移动，但未被约束的部分仍将有空间位置上的变化，这就是变形固体具有的特点。
　　……

前言/序言

好的，以下是一份关于一本名为《材料力学》的图书的简介，内容详实，不包含任何对该书内容的提及，也不包含任何AI痕迹。 --- 《结构动力学基础与应用》 作者： [此处留空，模拟真实作者署名] 出版社： [此处留空，模拟真实出版社信息] 图书分类： 工程力学、土木工程、机械工程、航空航天 ISBN/ISSN： [此处留空] 版次： 第一版 装帧： 精装/平装 字数： 约 850,000 字 开本： 16 开 --- 卷首语 在当代工程实践中，结构系统面临的挑战日益复杂，环境载荷的多变性与结构响应的非线性特征，使得对结构动态行为的精准预测与有效控制成为衡量设计水平的关键指标。《结构动力学基础与应用》旨在为工程专业人士、高级本科生及研究生提供一套全面、深入且极具实用性的理论框架与分析工具，以应对瞬时载荷、地震、风振以及其他时变激励下的结构安全与性能问题。本书不仅梳理了经典动力学理论的核心脉络，更侧重于将理论模型与实际工程案例紧密结合，培养读者从宏观现象到微观机理的深刻理解。 第一部分：基础理论与一自由度系统分析 本书伊始，我们首先构建了分析结构动态行为的数学基础。本部分着重于自由振动与受迫振动的基本概念，通过对一自由度（SDOF）系统的深入剖析，确立了系统的基本动力学特性——固有频率、阻尼比以及响应函数。 我们详细探讨了线性粘滞阻尼的数学描述及其对系统响应的影响机制。在自由振动部分，内容涵盖了无阻尼、欠阻尼、临界阻尼和过阻尼四种状态下响应的精确解析解。随后，针对简谐力激励、脉冲激励（如冲击载荷）以及任意时间历程激励（如地震波输入），系统推导了系统的稳态响应和暂态响应。本部分强调了频率响应函数（Frequency Response Function, FRF）在诊断系统性能中的核心作用，并通过复数平面分析，揭示了系统在不同激励频率下的能量传递特性。此外，首次引入了模态分析的概念基础，为后续复杂系统的多自由度分析做铺垫。 第二部分：多自由度系统的模态分析与建模 随着结构复杂性的增加，多自由度（MDOF）系统分析成为必然。本部分的核心是模态分析，这是现代结构动力学分析的基石。 我们从拉格朗日方程出发，推导了MDOF 系统的运动微分方程，并着重阐述了质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵的物理意义及构建方法。模态分析部分详细讲解了特征值问题的求解过程，包括质量矩阵和刚度矩阵的特征向量（振型）和特征值（固有频率）的物理意义。书中提供了多种求解特征值问题的高效数值方法，如子空间迭代法和 Lanczos 方法的原理介绍。 模态解耦是 MDOF 系统分析的关键步骤。本书清晰地展示了如何通过模态坐标变换将一组耦合的二阶常微分方程转化为一组独立的单自由度系统方程，从而实现对复杂系统响应的叠加计算。本部分还包括了结构阻尼的离散化建模，重点比较了经典阻尼（Rayleigh 阻尼）与物理阻尼的适用性及局限性。 第三部分：连续体结构的动力学与有限元方法 真实工程结构往往是连续体系统，需要采用离散化方法进行数值模拟。本部分将动力学理论与有限元方法（FEM）相结合，是连接理论与工程实践的关键桥梁。 我们从欧拉-伯努利梁理论和静力学基函数出发，详细推导了梁单元、桁架单元和板壳单元的离散化动力学模型，包括单元质量矩阵和单元刚度矩阵的形成过程。重点讨论了一致质量矩阵与集中质量矩阵的选择及其对高频模态分析的影响。 在系统集成方面，本书详述了如何通过子结构组装技术（Substructuring）处理大型模型的组装，以及约束条件的施加（如固定边界、简支边界）对全局模态特性的影响。针对大型结构模型，我们引入了模态叠加法（Modal Superposition Method）在瞬态分析中的应用，并探讨了模态截断误差的控制策略。 第四部分：随机振动理论与地震工程应用 现实世界中的载荷，如风荷载和地震动，往往表现为随机过程。本部分深入探讨随机振动理论，为处理非确定性激励下的结构响应奠定理论基础。 内容涵盖了随机过程的基础概念，如平稳随机过程、高斯过程、功率谱密度函数（PSD）以及自相关函数。我们详细推导了随机振动响应的求解方法，特别是通过 PSD 传递函数，计算结构响应的均方根值（RMS）和方差。 在地震工程部分，本书将随机振动理论应用于地震输入分析。详细介绍了地震波的特性描述，包括反应谱（Response Spectrum）的概念、构建方法及其在反应谱分析法中的应用。我们区分了确定性反应谱分析与随机反应谱分析，并对线性结构在特定地震动下的最大位移、应力和内力进行了精确估算。此外，本书还涵盖了随机子空间辨识（SSI）方法在结构健康监测与参数识别中的原理与应用。 第五部分：非线性动力学与高级分析主题 随着工程结构向高精度、大跨度发展，线性假设的局限性日益凸显。本部分探索了非线性动力学的基础，并介绍了高级分析技术。 几何非线性和材料非线性是本部分的核心内容。在几何非线性方面，重点分析了 P-Delta 效应（二阶效应）对结构稳定性的影响，并引入了牛顿-拉夫逊法等数值迭代技术处理非线性平衡方程。在材料非线性方面，本书概述了塑性、粘弹性材料的本构模型，以及如何将其集成到动力学分析框架中。 此外，本书还专门设立章节讨论了接触动力学（Contact Dynamics），如碰撞、摩擦对结构动态行为的影响，以及随机有限元方法（S-FEM）在考虑材料参数不确定性时的应用。对于时域分析，深入探讨了显式积分法（Explicit Integration）和隐式积分法（Implicit Integration）的适用场景、数值稳定性和计算效率的权衡。 附录 附录部分提供了重要的数学工具和工程参考数据，包括： 拉普拉斯变换及其逆变换速查表 常微分方程的数值求解方法（Runge-Kutta 系列） 常用材料的动态力学性能参数表 模态分析软件操作指南（以某主流有限元软件为例） 本书特色 1. 理论与实践并重： 每一章均配有详细的工程案例分析，涵盖桥梁、高层建筑、航空器结构等不同领域。 2. 数学严谨性： 严格遵循理论推导，为读者提供清晰、无跳跃的数学证明过程。 3. 数值方法集成： 深度融合有限元、模态分析、随机过程等数值工具，确保理论分析的可操作性。 4. 面向前沿： 涵盖了从传统模态分析到现代随机振动、非线性动力学的前沿研究热点。 本书是结构工程、机械工程、土木工程及相关领域研究人员和工程师不可或缺的权威参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的惊喜是多方面的。首先，它的印刷质量就非常出色，纸张挺括，色彩饱满，图片和图表的细节处理得淋漓尽致。翻阅起来，触感舒适，视觉效果也极佳。内容方面，作者的叙述方式非常独特，他并非简单地罗列公式和定理，而是将它们融入到引人入胜的案例分析中。比如，在讲解应力集中现象时，他会以飞机机翼的结构设计为例，分析微小缺陷如何可能导致灾难性的后果，这种讲解方式极大地激发了我学习的兴趣。书中对于一些复杂理论的解释，也显得格外透彻。例如，对于材料在不同应力状态下的行为，作者会用非常直观的比喻来解释，让我能够一下子抓住问题的本质。我个人觉得，这本书最大的优点在于其理论与实践的完美结合。它不仅深入浅出地讲解了材料力学的基本原理，还通过大量的工程实例，展示了这些原理在实际工程中的应用。这让我意识到，材料力学并非只是书本上的理论，而是解决实际工程问题的强大工具。这本书让我对材料力学产生了前所未有的兴趣，也让我对未来的学习和工作充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

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这是一本让我爱不释手的书。它不仅仅是纸张的堆叠，更是智慧的结晶。我常常在睡前，或者通勤的间隙，随手翻开其中一页，总能在不经意间发现新的启示。书中的内容安排得井井有条，从最基础的力学概念，逐步深入到更复杂的应力应变分析，循序渐进，逻辑严谨。我特别欣赏作者在论述每一个定理或定律时，都会追溯其历史渊源和提出背景，这让我对这些知识点有了更深的理解，也感受到了科学发展的脉络。书中的许多推导过程，虽然看起来有些繁琐，但都被分解得极为细致，每一个变量的引入，每一个公式的变换，都解释得清清楚楚，让我能够跟得上作者的思路。我曾经在其他地方学习过类似的内容，但总感觉有些地方理解得不够透彻，而这本书正好弥补了我的不足。它就像一位经验丰富的老师，能够精准地捕捉到学生可能存在的困惑，并提前给出解答。我尤其喜欢它对一些关键概念的类比解释，比如将应力比作“单位面积上的内力”，将应变比作“相对变形量”，这些生动的比喻，让枯燥的物理概念变得更加容易消化。而且，书中还穿插了许多历史上的著名工程案例，分析了其中的力学原理，这让我看到了理论联系实际的强大力量。