《工程力學2(第2版)》是根據(jù)教育部高等學校力學基礎(chǔ)課程教學指導(dǎo)委員會2008年制訂的《理論力學和材料力學課程教學基本要求(A類)》編寫的,全書內(nèi)容分為《工程力學(1)》和《工程力學(2)》兩冊。
《工程力學(2)》為材料力學內(nèi)容,分為基礎(chǔ)部分與專題部分;A(chǔ)部分包括材料力學的基本概念、軸向拉伸和壓縮、扭轉(zhuǎn)、彎曲內(nèi)力、彎曲強度、彎曲剛度、應(yīng)力狀態(tài)分析、強度理論、組合受力與變形等共9章;專題部分包括壓桿的平衡穩(wěn)定性與壓桿設(shè)計、能量法、簡單靜不定問題、動載荷與疲勞強度概述等共4章。
全書在保持第1版特色的基礎(chǔ)上,努力滿足一般院校基礎(chǔ)力學課程的教學要求,同時反映基礎(chǔ)力學課程教學第一線最新的教學經(jīng)驗與教學成果。
《工程力學2(第2版)》可作為高等學校工科各專業(yè)的材料力學課程教材,也可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。
范欽珊,清華大學教授,博士生導(dǎo)師。歷任清華大學教學委員會委員、專業(yè)技術(shù)職稱評審委員會委員、工程力學系學術(shù)委員會委員、材料力學教研室主任、固體力學教研室副主任、教育部工科力學課程教學指導(dǎo)委員會副主任、基礎(chǔ)力學課程指導(dǎo)組組長、國家面向21世紀力學系列課程教學內(nèi)容與體系改革項目總負責人。
長期從事“非線性屈曲理論與應(yīng)用”、“反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)力學”、“結(jié)構(gòu)的疲勞與壽命”、“輸電線路導(dǎo)線的非線性運動與舞動”、“輸電線路鐵塔的優(yōu)化與CAD設(shè)計”等方面的研究。同時,從事“材料力學”、“工程力學”、“反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)力學基礎(chǔ)”、“板殼應(yīng)力與設(shè)計”、“非線性彈性穩(wěn)定理論”等本科生和研究生課程的教學工作以及“材料力學”和“工程力學”計算機輔助教學軟件的研制與開發(fā)工作。
出版教材、專著與譯著18部共約700余萬字;在國內(nèi)、外發(fā)表各類學術(shù)論文70余篇。
1979年獲全國優(yōu)秀科技圖書獎,1989年獲國家級優(yōu)秀教學成果獎,1995年、1996年獲電力部、核工業(yè)部科技進步二等獎,1993年獲北京市優(yōu)秀教學成果獎,1993年、1997年兩次獲國家教委優(yōu)秀教材獎,2001年獲清華大學優(yōu)秀教材一等獎、全國高等學校自然科學二等獎、電力部科技進步一等獎、北京市優(yōu)秀教學成果一等獎、國家優(yōu)秀教學成果二等獎、國家科技進步二等獎。
基礎(chǔ)部分
第1章 材料力學的基本概念
§1-1 材料力學的任務(wù)與研究對象
1-1-1 材料力學的任務(wù)
1-1-2 材料力學的研究對象
§1-2 關(guān)于材料的基本假設(shè)
1-2-1 均勻連續(xù)性假設(shè)
1-2-2 各向同性假設(shè)
1-2-3 小變形假設(shè)
§1-3 彈性桿件的外力與內(nèi)力
1-3-1 外力
1-3-2 內(nèi)力
1-3-3 內(nèi)力主矢、內(nèi)力主矩與內(nèi)力分量
1-3-4 截面法
1-3-5 桿件變形的基本形式
§1-4 彈性體受力與變形特征
§1-5 桿件橫截面上的應(yīng)力
1-5-1 正應(yīng)力與切應(yīng)力
1-5-2 應(yīng)力與內(nèi)力分量之間的關(guān)系
§1-6 正應(yīng)變與切應(yīng)變
§1-7 線彈性材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系
§1-8 結(jié)論與討論
1-8-1 關(guān)于理論力學模型與材料力學模型
1-8-2 關(guān)于彈性體受力與變形特點
1-8-3 關(guān)于理論力學中的某些概念與原理在材料力學中的可用性與限制性
習題
第2章 軸向拉伸和壓縮
§2-1 工程中的軸向拉伸與壓縮問題
§2-2 軸力與軸力圖
§2-3 桿件在軸向載荷作用下的應(yīng)力
2-3-1 橫截面上的應(yīng)力
2-3-2 拉(壓)桿斜截面上的應(yīng)力
§2-4 拉(壓)桿的變形分析
2-4-1 絕對變形·彈性模量
2-4-2 相對變形·正應(yīng)變
2-4-3 橫向變形與泊松比
§2-5 軸向載荷作用下桿件的應(yīng)力與變形算例
§2-6 拉(壓)桿的強度計算
2-6-1 失效的概念
2-6-2 拉伸和壓縮桿件的強度條件
2-6-3 三類強度計算問題
2-6-4 強度計算過程
2-6-5 強度計算舉例
§2-7 拉伸和壓縮時材料的力學性能
2-7-1 標準試樣
2-7-2 韌性材料與脆性材料拉伸時的應(yīng)力-應(yīng)變曲線
2-7-3 韌性材料與脆性材料壓縮時的應(yīng)力-應(yīng)變曲線
§2-8 常溫、靜載下材料的力學性能
2-8-1 彈性區(qū)域內(nèi)的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系
2-8-2 屈服與屈服強度
2-8-3 強度極限
2-8-4 局部變形與頸縮現(xiàn)象
2-8-5 表征材料韌性的指標——延伸率與截面收縮率
2-8-6 許用應(yīng)力與安全因數(shù)
§2-9 結(jié)論與討論
2-9-1 本章的主要結(jié)論
2-9-2 關(guān)于軸向拉伸(壓縮)應(yīng)力和變形公式的應(yīng)用條件
2-9-3 關(guān)于加力點附近區(qū)域的應(yīng)力分布
2-9-4 關(guān)于應(yīng)力集中的概念
29-5 失效原因的初步分析
習題
第3章 扭轉(zhuǎn)
§3-1 圓軸承受的外加力偶矩與所傳遞功率的關(guān)系
§3-2 扭矩與扭矩圖
§3-3 切應(yīng)力互等定理
……
第4章 彎曲內(nèi)力
第5章 彎曲強度
第6章 彎曲剛度
第7章 應(yīng)力狀態(tài)分析
第8章 強度理論
第9章 組合受力變形
專題部分
第10章 壓桿的平衡穩(wěn)定性與壓桿設(shè)計
第11章 能量法
第12章 簡單靜不定問題
第13章 動載荷與疲勞強度概述
習題答案
索引
參考文獻
附錄 型鋼規(guī)格表
主要簡介
強度是指構(gòu)件受力后不能發(fā)生破壞或產(chǎn)生不可消失的變形的能力。
剛度是指構(gòu)件受力后不能發(fā)生超過工程允許的彈性變形的能力。
穩(wěn)定性是指構(gòu)件在載荷的作用下,保持平衡形式不能發(fā)生突然轉(zhuǎn)變的能力。如細長直桿在軸向壓力作用下,當壓力超過一定數(shù)值時,在外界擾動下,桿會突然從直線平衡形式轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢钠胶庑问健?br> 工程設(shè)計的任務(wù)之一就是保證結(jié)構(gòu)和構(gòu)件具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。
例如,各種橋梁的橋面結(jié)構(gòu),采取什么形式才能保證不發(fā)生破壞,也不發(fā)生過大的彈性變形,即不僅保證橋梁具有足夠的強度,而且具有足夠的剛度,同時還要具有重量輕、節(jié)省材料等優(yōu)點。
又如,建筑施工的腳手架不僅需要有足夠的強度和剛度,而且還要保證有足夠的穩(wěn)定性,否則,在施工過程中會由于局部桿件或整體結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性而導(dǎo)致整個腳手架的傾覆或坍塌,造成人民生命和國家財產(chǎn)的巨大損失。
此外,各種大型水利設(shè)施、核反應(yīng)堆容器、計算機硬盤驅(qū)動器,以及航空航天器及其發(fā)射裝置等,也都有大量的強度、剛度和穩(wěn)定性問題。
1-l-2材料力學的研究對象實際工程構(gòu)件受力后,幾何形狀和幾何尺寸都要發(fā)生改變,這種改變稱為變形,這些構(gòu)件都稱為變形體(deformationbody)。理論力學所研究的是物體受力后的運動效應(yīng),在變形很小時,由于對運動效應(yīng)影響很小,因而忽略了構(gòu)件的變形,從而將研究對象視為剛體。
材料力學要解決構(gòu)件的強度、剛度和穩(wěn)定性問題,都與變形有關(guān)。這種情形下,即使變形很小,也不能忽略,這時的構(gòu)件就是變形體。