1、材料力学电子教材淮阴工学院建筑工程系2006.12主 要 符 号 表符 号A D、d EF Fcr Fd FN FQ GIy、I zIPIyziy、i z kd M、M y、 Mz MxMe Ms Mu Nn nr nst pPq R、r rSy、S zT t VcVvd vv v W含 义面积 直径 弹性模量 集中力 临界力 动荷载 轴力剪力 切变模量 惯性矩 极惯性矩 惯性积 惯性半径 动荷因素 弯矩扭矩 外力偶矩 屈服弯矩 极限弯矩 循环次数 安全因素，转速 疲劳安全因素 稳定安全因素 总应力，压强 功率 均布荷载集度 半径循环特征 面积矩，静矩 扭转外力偶矩 时间余应变能 应变能 形状
2、改变能密度 体积改变能密度 应变能密度 重力 ， 外 力 功 ， 弯 曲 截面系数符 号Wc WP w l u bbscrd e p r s u-1 含 义余功 扭转截面系数 挠度梁横截面转角， 单位长度 相对扭转角，体积应变 相对扭转角，折减因数 切应变位移 伸长（缩短）变形 线应变极限应变 柔度 长度系数 泊松比 正应力 强度极限 挤压应力 临界应力 动应力 弹性极限 比例极限相当应力，疲劳极限 屈服极限极限应力 对称循环疲劳极限 容许正应力切应力 容许切应力第 一 章 绪 论 基 本 概 念1-1 材 料 力 学 的 任 务1-2 变 形 固 体 的 概 念 及 其 基 本 假 设1-3
3、 杆 件 及 其 变 形 形 式1-4 应 力1-5 位 移 和 应 变1-6 材 料 力 学 的 特 点 思 考 题 思 考 题习 题第 二 章 轴 向 拉 伸 和 压 缩2-1 概 述2-2 拉 压 杆 件 横 截 面 上 的 正 应 力2-3 应 力 集 中 的 概 念2-4 拉 压 杆 件 的 变 形2-5 拉 伸 和 压 缩 时 材 料 的 力 学 性 质2-6 几 种 新 材 料 的 力 学 性 质 简 介2-7 拉 压 杆 件 的 强 度 计 算2-8 拉 压 超 静 定 问 题2-9 拉 压 杆 联 接 件 的 强 度 计 算思 考 题 习 题第 三 章 扭 转3-1 概 述3
4、-2 圆 杆 扭 转 时 的 应 力3-3 圆 杆 扭 转 时 的 变 形 扭 转 超 静 定 问 题3-4 扭 转 时 材 料 的 力 学 性 能3-5 扭 转 圆 杆 的 强 度 计 算 和 刚 度 计 算3-6 非 圆 截 面 杆 的 扭 转 思 考 题习 题第 四 章 平 面 弯 曲4-1 概 述4-2 梁 横 截 面 的 正 应 力4-3 梁 横 截 面 的 切 应 力4-4 梁 的 强 度 计 算4-5 非 对 称 截 面 梁 的 平 面 弯 曲 开 口 薄 壁 截 面 的 弯 曲 中 心4-6 梁 的 极 限 弯 矩 和 极 限 荷 载 法 强 度 计 算4-7 梁 的 挠 度
5、和 转 角4-8 梁 的 挠 曲 线 近 似 微 分 方 程4-9 积 分 法 计 算 梁 的 变 形4-10 叠 加 法 计 算 梁 的 变 形4-11 梁 的 刚 度 计 算4-12 简 单 超 静 定 梁 思 考 题习 题第 五 章 应 力 状 态 分 析5-1 应 力 状 态 的 概 念5-2 平 面 应 力 状 态 分 析5-3 基 本 变 形 杆 件 的 应 力 状 态 分 析5-4 三 向 应 力 状 态 的 最 大 应 力5-5 广 义 胡 克 定 律 体 积 应 变5-6 应 变 能 和 应 变 能 密 度 思 考 题习 题第 六 章 强 度 理 论6-1 强 度 理 论 的
6、 概 念6-2 四 种 常 用 的 强 度 理 论6-3 莫 尔 强 度 理 论6-4 强 度 理 论 的 应 用 思 考 题习 题第 七 章 组 合 变 形 杆 件 的 应 力 分 析 与 强 度 计 算7-1 概 述7-2 斜 弯 曲7-3 拉 伸 （ 压 缩 ） 与 弯 曲 的 组 合7-4 偏 心 压 缩 （ 拉 伸 ）7-5 截 面 核 心7-6 弯 曲 与 扭 转 的 组 合 思 考 题习 题第 八 章 压 杆 稳 定8-1 压 杆 稳 定 性 的 概 念8-2 细 长 压 杆 的 临 界 力8-3 压 杆 的 柔 度 与 压 杆 的 非 弹 性 失 稳8-4 压 杆 的 稳 定
7、计 算8-5 提 高 压 杆 稳 定 性 的 措 施思 考 题 习 题第 九 章 动 荷 载 和 交 变 应 力9-1 概 述9-2 构 件 作 匀 加 速 直 线 运 动 和 匀 速 转 动 时 的 应 力9-3 构 件 受 冲 击 时 的 应 力 和 变 形9-4 交 变 应 力 和 疲 劳 破 坏9-5 交 变 应 力 的 特 性 和 疲 劳 极 限9-6 钢 结 构 构 件 的 疲 劳 计 算 思 考 题习 题第 十 章 杆 件 变 形 计 算 的 能 量 法10-1 概 述10-2 杆 件 的 弹 性 应 变 能10-3 虚 力 原 理10-4 卡 氏 第 二 定 理10-5 莫 尔
8、 定 理 思 考 题习 题附 录 A 平 面 图 形 几 何 性 质习 题附 录 B 型 钢 表习 题 答 案 参 考 文 献1作 为 绪 论 ， 本 章 将 介 绍 材 料 力 学 的 任 务 、 研 究 范 畴 、 研 究 对 象 、 研 究 的 基 本 方 法 以 及材 料 力 学 课 程 的 特 点 。 在 材 料 力 学 中 ， 是 将 物 体 作 为 变 形 固 体 ， 研 究 的 对 象 是 杆 件 。 因 此 ，本 章 还 将 介 绍 变形 固 体 的 基 本 假 设 ， 杆 件 变 形 的 基 本 形 式 ， 受 力 杆 件 中 的 应 力 、 变 形 、 位 移 和 应 变
9、 等 重 要 的 概 念 。第 一 章 绪 论 基 本 概 念1 1 材 料 力 学 的 任 务1 - 2 变 形 固 体 的 概 念 及 其 基 本 假 设1 3 杆 件 及 其 变 形 形 式1 - 4 应 力一 、 外 力 和 内 力 的 回 顾 二 、 应 力1 - 5 位 移 和 应 变一 、 位 移 二 、 应 变1 - 6 材 料 力 学 的 特 点 思 考 题习 题返 回 总 目 录2第 一 章 绪 论 基 本 概 念1 1 材 料 力 学 的 任 务建筑物、 机器等是由许多部件组成的， 例如建筑物的组成部件有梁、 板、 柱和承重墙等， 机 器 的 组成 部 件 有 齿轮、 传
10、 动 轴等。 这 些 部件统 称 为构 件 (member)。 为 了 使 建筑物 和 机 器 能正常工作， 必须对构件进行设计， 即选择合适的尺寸和材料， 使之满足一定的要求。 这些 要求是：1 强 度 (strength)要求 构件抵抗破坏的能力称为强度。 构件在外力作用下必须具有足 够的强度才不致发生破坏，即不发生强度失 效 (failure)。2 刚度 (rigidity)要求 构件抵抗变形的能力称为刚度。 在某些情况下， 构件虽有足够 的强度， 但若刚度不够， 即受力后产生的变形过大 ， 也会影响正常工作 。 因此设计时， 必 须 使构件具有足够的刚度，使其变形限制在工程允许的范围内
11、，即不发生刚度失效。3 稳 定性 (stability)要求 构件在外力 作用下保持原有形状下平衡的能力称为稳定性。 例如受压力作用的细长直杆， 当压力较小时， 其直线形状的平衡是稳定的； 但当压力过大时 ， 直杆不能保持直线形状下的平衡， 称为失稳。 这类构件须具有足够的稳定性， 即不发生稳定 失效。一般说来， 强度要求是基本的， 只是在某些情况下， 才对构件提出刚度要求。 至于稳定 性问题，只有在一定受力情况下的某些构件才会出现。为了满足上述要求， 一方面必须从理论上分析和计算构件受外 力 (external force)作 用产 生的内 力 (internal force)、 应 力 (
12、stress)和变 形 (deformation)， 建立强度、 刚度和稳定性计算 的 方 法 ； 另 一 方 面 ， 构 件 的 强 度 、 刚 度 和 稳 定 性 与 材 料 的 力 学 性 质 (mechanical properties) 有关， 而材料的力学性质需要通过试验确定。 此外， 由于理论分析要根据对实际现象的观察 进 行 抽 象 简 化 ， 对 所 得 结 果 的 可 靠 性 也 要 用 试 验 来 检 验 。 材 料 力 学 (mechanics of materials) 的 任 务 就 是 从 理 论 和 试 验 两 方 面 ， 研 究 构 件 的 内 力 、 应 力
13、 和 变 形 ， 在 此 基 础 上 进 行 强 度 、 刚 度 和 稳定 性 计 算 ， 以便 合 理 地选择 构 件 的尺寸 和 材 料 。 必须指出， 要完全解决这些问 题 ， 还应考虑工程上的其它问题，材料力学只是提供基本的理论和方法。在选择构件的尺寸和材料时， 还要考虑经济要求， 即尽量降低材料的消耗和使用成本低 的材料； 但为了安全， 又希望构件尺寸大些， 材料质量高些 。 这两者之间存在着一定的矛盾， 材料力学则正是在解决这些矛盾中产生并不断发展的。材料力学作为一门科学，一般认为是在 17 世纪 开始建立的。此后，随着生产的发展， 各国科学家对与构件有关的力学问题， 进行了广泛深入的研究， 使材料力学这门学科得到了 长足的发展。 长期以来， 材料力学的概念、 理论和方法已广泛应用于土木、 水利、 船 舶与海 洋、 机械 、 化 工、 冶金、 航 空与航天等工程领域。 计算机以及实验方法和设备的飞速发展和 广泛应用，为材料力学的工程应用提供了强有力的手段。
