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本教材根据教育部高等学校力学基础课程教学指导分委员会最新制定的“材料力学课程教学基本要求(A类)”编写，是普通高等教育“十一五”国家级规划教材和北京高等教育精品教材，也是国家精品课程的配套教材。全书共分10章。内容包括：杆件在一般外力作用下的内力分析、应力应变分析及应力应变关系、轴向拉压及材料的常规力学性能、扭转、弯曲、组合变形、能量法、静不定结构、压杆稳定、动载荷。全书共配有591道题目，其中包括例题128道、思考题168道和习题295道，以及北京理工大学2010~2013年攻读硕士学位研究生入学考试“材料力学”试题。

目录
绪论1
1.1外力与杆件横截面上的内力3
1.2杆件变形的基本形式6
1.3杆件的内力方程和内力图7
1.4直杆横截面上内力与载荷集度的微分关系18
1.5弯曲时内力图的绘制19
思考题36
习题38
第2章应力应变分析及应力应变关系42
2.1应力的概念及变形体在一点处的应力状态42
2.2平面应力状态的解析法44
2.3平面应力状态的图解法——应力圆（莫尔圆）48
2.4三向应力状态分析简介49
2.5应变的概念及一点处的应变状态57
2.6平面应力状态下的应变分析59
2.7应力应变关系60
思考题66
习题68
第3章轴向拉压及材料的常规力学性能72
3.1轴向拉压杆件的应力和变形72
3.2常温静载下材料的基本力学性能77
3.3材料的塑性变形机理与模型82
3.4复合材料的力学性能及新材料简介83
3.5轴向拉压杆件的失效及强度条件84
3.6轴向拉压杆件的分析和强度计算85
3.7应力集中及其对构件强度的影响89
3.8剪切和挤压的工程实用计算90
3.9变形比较法求解简单拉压静不定问题92
思考题95
习题98
第4章扭转103
4.1圆轴扭转时的应力和变形103
4.2圆轴扭转的强度与刚度108
4.3非圆截面杆扭转简介113
4.4薄壁杆件扭转简介114
4.5圆轴的弹塑性扭转118
思考题120
习题122
第5章弯曲127
5.1弯曲变形的基本概念与分类127
5.2纯弯曲时的应力与弯曲正应力公式128
5.3剪切弯曲时的应力与弯曲切应力公式131
5.4弯曲强度条件及应用138
5.5弯曲中心简介145
5.6弯曲变形的描述与挠曲线近似微分方程147
5.7计算弯曲位移的积分法149
5.8计算弯曲位移的叠加法155
5.9提高弯曲强度和刚度的主要措施159
5.10弯曲问题的进一步讨论161
思考题165
习题169
第6章组合变形175
6.1组合变形的概念与分析方法175
6.2复杂应力状态下的强度理论175
6.3斜弯曲182
6.4拉（压）弯组合变形与偏心拉压186
6.5弯扭组合变形191
6.6组合变形的一般情形196
思考题198
习题203
第7章能量法210
7.1弹性变形固体的外力功、应变能和功能原理210
7.2互等定理217
7.3变形体的虚位移原理及杆件的虚功方程219
7.4单位载荷法220
7.5单位载荷法用于求解线弹性结构的位移——莫尔定理223
7.6计算莫尔积分的图乘法227
思考题237
习题241
第8章静不定结构246
8.1静不定结构的概念与分类246
8.2力法求解静不定结构249
8.3利用对称性与反对称性简化静不定结构的求解261
8.4温度应力和装配应力问题271
8.5静不定结构的主要特点及其在工程中的应用276
思考题276
习题280
第9章压杆稳定286
9.1压杆稳定的基本概念286
9.2理想细长压杆的临界压力288
9.3压杆的柔度与临界应力299
9.4压杆的稳定性计算304
思考题311
习题315
第10章动载荷319
10.1动载荷的基本概念319
10.2以恒定加速度平移或做匀速转动构件的强度计算319
10.3冲击问题322
10.4交变应力与疲劳失效338
思考题347
习题350
附录A平面图形的几何性质355
A.1静矩和形心355
A.2惯性矩、极惯性矩与惯性积357
A.3平行移轴公式358
A.4转轴公式、主惯性轴与主惯性矩360
思考题363
习题364
附录B型钢表366
附录C北京理工大学2010~2013年攻读硕士学位研究生入学考试“材料力学”试题369
习题参考答案377
参考文献392

前言
    “材料力学”是一门与工程实际联系非常紧密的技术基础课，对许多工科专业来说，是学生接触工程实际的第一门课程，也是学生从理论基础课程向工程专业课程过渡的一座桥梁，其教学质量的优劣对许多后续专业课程的学习都有直接的影响。这门课程同时运用了较多的高等数学知识进行理论分析与定量计算，研究解决的又是工程中真正的实际问题，是直接为各应用领域的工程技术服务的。
    本教材根据教育部高等学校力学基础课程教学指导分委员会最新制定的“材料力学课程教学基本要求（A类）”，借鉴了国内外一些优秀教材的成功经验，结合北京理工大学工程力学教研室（我校“工程力学”课程2006年被评为国家级精品课程，工程力学教学团队2007年被评为首届国家级教学团队）多年来的教学研究、改革与实践的成果和作者二十多年从事基础课教学的丰富经验编写而成，并被列为普通高等教育“十一五”国家级规划教材和北京高等教育精品教材。
    本教材注重材料力学的基本概念、基本理论和基本方法的阐述，力求体系优化、条理清晰、叙述清楚、内容翔实，所选例题、思考题和习题富有新意，题型覆盖面广并难易兼顾，着力培养学生将工程实际问题简化为适当力学模型并进行理论分析和工程计算的能力。围绕着重视理论基础，掌握研究方法，加强综合能力，提高科学素质，培养工程意识和激发创新思维等培养目标进行了有益的尝试。
    材料力学具有公式繁多，知识点零散，基本概念和基本理论貌似浅显却难以深入掌握等特点，所研究的问题与工程实际及日常生活有着广泛的联系，解题过程中需要对基本定理或原理加以灵活应用，抓住主要矛盾，略去次要因素，并将其抽象为适当的理论模型，对于工科的大学生，这是他们从纯理论的基础课走向工程专业课学习的第一步。本教材较多地采用从一般到特殊的知识体系，结构紧凑，表述简洁，在重视理论分析的同时，特别注重其在实际工程中的应用，通过例题、思考题和习题将书本理论应用于实际问题，有利于培养和提高学生的学习兴趣和应用理论知识解决实际问题的能力。在例题的编写方面，注意典型性、多样性、新颖性、综合性、实用性与启发性，解题步骤规范，着力培养学生的正确思考方法。针对学生在阅读例题时往往止步于求出答案，缺乏对例题的深入思考这一弊端，本书在所有例题的后面都附有求解过程中的注意事项，有的特别点明本题的解题关键，有的详细点出学生在解题中容易混淆的概念或容易忽略的问题，还有的明确指出初学者常犯的错误及其根源，有的对学生可能遇到的相关问题展开了进一步的分析与讨论，让学生加深、加宽对问题本质的理解，以启迪学生的思维，开阔学生的视野，起到举一反三的作用。有些例题加强了与工程实际的联系，有助于提高学生的学习兴趣，对培养学生的工程意识也有促进作用；有些例题还给出了一题多解，并对各种方法进行了一定的分析与比较，从而引导学生用多角度分析问题，锻炼学生的综合思维能力，对培养学生的创新能力也有一定作用。每章后面都配有一定数量的与教学内容相关的思考题，一方面将有关重要概念的理解引向深入，另一方面也给学生留下独立思考的空间。每章之后还配有类型多样、难度不等的习题，覆盖基本理论和基本方法的掌握以及理论结合实际问题的灵活应用，使学生得到比较全面的训练，并适度增加了综合性练习，以满足学生进一步提高的要求。为方便读者，书后附有习题参考答案。本书中的很多例题、思考题和习题是作者参考国内外一些优秀教材和教辅书籍中部分例题、思考题和习题，结合自己二十多年的教学经验重新编撰的，在此，作者向这些教材、教辅书籍的编著者们深表谢意！附录C给出了北京理工大学2010～2013年攻读硕士学位研究生入学考试“材料力学”试题，相信对有志于报考相关专业的研究生在“材料力学”课程的系统复习和提高方面有一定的帮助。
    总之，全书力争将基本概念阐述得科学、准确，将基本理论阐述得系统、全面，将基本方法阐述得清楚、易懂，帮助读者在较短的时间内深入理解并融会贯通所学知识，掌握综合分析和解决基本实际力学问题的方法，具备理论联系实际的能力，富有开拓精神和创新思维，更好地满足新世纪对人才培养的更高要求。
    本教材由全国力学教学优秀教师韩斌副教授潜心编著，刘海燕副教授仔细校核了所有例题和习题的解答并绘制了部分思考题和习题的插图，全国优秀教师、第三届北京市高等学校教学名师奖获得者水小平教授对全书内容进行了认真审核，并作了进一步修改完善。工程力学教研室全体教师对初稿经过了四年的教学实践，获得了很好的教学效果。廖力、秦晓桐、李海龙、白若阳、赵希淑等老师在教材的编写过程中也参与了部分工作，书中部分内容取自教师们日常教学中的研讨及期末试题。
    首届高等学校国家级教学名师奖获得者梅凤翔教授对书稿进行了详细审阅并提出了宝贵意见。本书在编写过程中得到北京理工大学教务处、宇航学院的相关领导的关心和鼓励，电子工业出版社对本教材的出版提供了大力支持和热情帮助。对此，作者一并表示衷心的感谢！
    编写一套基本概念清楚，基本理论系统，例题和解题指导富有启发性，与教材内容结合的思考题和习题类型丰富、题材新颖，并能与实际问题紧密结合的材料力学教材是作者多年的愿望，也深深体会到做好这项工作的艰难，需要有极大的热情、强烈的责任心并投入不懈的精力。限于作者的水平，教材中难免存在疏漏和错误之处，真诚期待广大读者提出进一步修改的意见和建议，使本教材能够不断得到改进和提高。
                                                            韩斌 刘海燕 水小平
                                                                2013年10月

教材

韩斌：副教授，全国力学教学优秀教师，国家精品课程“工程力学”和首届国家级教学团队骨干成员，北京理工大学工程力学教研室主任，主讲过“理论力学”、“材料力学”、“工程力学”、“连续介质力学”、“固体本构关系”等课程。2004年获北京市教育教学成果（高等教育）一等奖，2005年获高等教育国家级教学成果二等奖， 2009年获校第四届T－more优秀教师奖，2012年获北京市教育教学成果（高等教育）二等奖。先后参与编写了2套普通高等教育国家级规划教材和北京高等教育精品教材。主要从事宏微观断裂力学及功能梯度材料力学性能分析的研究工作，已在国内重要刊物上公开发表二十多篇科研和教学论文。

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材料力学教程