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本书是与普通高等教育“十一五”国家级规划教材和北京高等教育精品教材——《材料力学教程》（韩斌等编著，电子工业出版社）配套的教学参考、学习辅导和考研指导用书。本书按照主教材的体系结构顺序编写，对每章的教学内容和重点、难点做了简洁、清晰、深入的归纳与总结。选取了主教材中一部分概念性较强、较深入及高于基本要求的思考题和比较典型及综合性较强的习题给予了详细解答。多数题目都采用了一题多解的方法，希望能够活跃读者的思维，促进多角度思考问题。每题后面都附有关于提炼模型、分析思路、解题关键、易犯错误及提高拓展的“解析”。另外还附有六套自测题，以便读者自行检验和总结对材料力学知识的掌握情况。

绪论	1
第1章  杆件在一般外力作用下的内力分析	3
1.1  内容提要	3
1.1.1  外力、内力与内力分量	3
1.1.2  杆件的内力方程和内力图的绘制	4
1.2  思考题及解答	5
1.3  习题及解答	8
第2章  应力应变分析及应力应变关系	20
2.1  内容提要	20
2.1.1  一点处的应力状态的概念及其表示方法	20
2.1.2  应力状态分析	21
2.1.3  应变分析	26
2.1.4  应力应变关系	27
2.2  思考题及解答	31
2.3  习题及解答	34
第3章  轴向拉压及材料的常规力学性能	48
3.1  内容提要	48
3.1.1  轴向拉压杆件的内力、应力与变形	48
3.1.2  典型工程材料在常温静载下的力学性能	50
3.1.3  轴向拉压杆件的强度问题	51
3.1.4  连接件实用计算	52
3.1.5  应力集中概念	53
3.1.6  求解拉压杆件简单静不定问题	53
3.1.7  温度应力和装配应力	53
3.2  思考题及解答	54
3.3  习题及解答	60
第4章  扭转	71
4.1  内容提要	71
4.1.1  圆轴扭转时的内力、应力与变形	71
4.1.2  圆轴扭转时的强度与刚度问题	74
4.1.3  非圆截面轴的扭转	75
4.1.4  薄壁杆件的自由扭转	75
4.2  思考题及解答	76
4.3  习题及解答	79
第5章  弯曲	93
5.1  内容提要	93
5.1.1  杆件在弯曲变形时的内力与应力	93
5.1.2  梁的强度问题	100
5.1.3  弯曲中心	101
5.1.4  梁的弯曲变形问题	101
5.2  思考题及解答	105
5.3  习题及解答	124
第6章  组合变形	144
6.1  内容提要	144
6.1.1  组合变形的概念与分析方法	144
6.1.2  复杂应力状态下的强度理论	144
6.1.3  求解组合变形强度问题的总思路	147
6.1.4  典型的组合变形问题	148
6.1.5  承受内压的薄壁圆筒的强度条件	151
6.2  思考题及解答	151
6.3  习题及解答	158
第7章  能量法	172
7.1  内容提要	172
7.1.1  功能原理和应变能	172
7.1.2  互等定理	174
7.1.3  虚位移原理在变形体中的应用	175
7.1.4  单位载荷法	175
7.1.5  莫尔定理求位移	176
7.1.6  计算莫尔积分的图乘法	176
7.2  思考题及解答	178
7.3  习题及解答	187
第8章  静不定结构	202
8.1  内容提要	202
8.1.1  静不定结构的概念	202
8.1.2  力法正则方程	204
8.1.3  利用对称性简化静不定结构的计算	206
8.1.4  简单的空间刚架静不定分析	208
8.1.5  静不定结构的特点	208
8.2  思考题及解答	209
8.3  习题及解答	222
第9章  压杆稳定	246
9.1  内容提要	246
9.1.1  弹性体稳定的基本概念	246
9.1.2  理想细长压杆的临界压力	247
9.1.3  理想压杆的临界应力、柔度及其临界应力总图	247
9.1.4  压杆的稳定性计算	250
9.1.5  提高压杆稳定性的措施	251
9.2  思考题及解答	251
9.3  习题及解答	264
第10章  动载荷	274
10.1  内容提要	274
10.1.1  动载荷的基本概念	274
10.1.2  惯性力问题	274
10.1.3  冲击问题	274
10.1.4  交变应力与疲劳失效	277
10.2  思考题及解答	280
10.3  习题及解答	286
附录A  平面图形几何性质	301
A.1  内容提要	301
A.1.1  几何参数的定义	301
A.1.2  几个相关定理	302
A.1.3  基本公式	302
A.1.4  主惯性轴与主惯性矩	303
A.2  思考题及解答	304
A.3  习题及解答	307
附录B  自测题	310
附录C  自测题参考答案	320
参考文献

“材料力学”是高等工科院校开设的一门与工程力学、航空航天、土木工程、机械、动力、材料、船舶、水利等许多工科专业联系非常紧密的重要技术基础课程，它的知识既可以直接应用于工程实际，又是学生从理论基础课程向工程专业课程过渡的第一门课程，该课程知识掌握得是否扎实对许多后续专业课程的学习都有直接的影响。然而材料力学具有公式较多，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，且题型多变，所研究的问题又与工程实际及日常生活有着广泛的联系等特点，这对于习惯了应试教育的工科大学生而言，无疑是一门具有挑战性和相当难度的课程。随着科学技术的飞速发展，新课程不断增加，传统课程学时量相应减少，而为了提高学生的培养质量，更好地满足新世纪对人才培养的更高要求，不能降低课程的要求，故在单位时间内传授的知识量将会大大增加，出版一本与材料力学教材配套的学习指导书的需要就显得非常必要和迫切。我们在总结自己丰富的教学经验和对课程多年的研究成果的基础上，精心编写了这本《材料力学学习指导与题解》。本书是与韩斌副教授主编的《材料力学教程》（普通高等教育“十一五”国家级规划教材、北京高等教育精品教材，电子工业出版社2013年11月出版）相配套的学习指导书。该书遵循了原教材的章节顺序，共分10章编写。每章由 “内容提要”、“思考题及解答”、“习题及解答”三部分组成。
    本书将“材料力学”课程的基本理论、基本概念与解题的基本方法等主要内容做了精辟的归纳总结，以方便读者复习和学习时查阅；对重点内容进行了强调，对难点进行了剖析，并给出了学习和解题时应注意的事项，以方便读者更好地复习和深入理解课程内容；书中还涉及了一些材料力学中较深、较难与扩展性的问题，甚至某些内容比主教材还有所深入，以期扩大读者的视野，满足进一步提高的需求；所选题目注重基础性、典型性、多样性、综合性、启发性与深入性，每题都给出了规范的解题步骤，目的在于帮助初学者尽快摆脱初等的、应试教育的思维模式，用理性的、力学的角度处理工程问题，而且规范的解题步骤也是确保求解正确的有效方法。本书对某些内容尝试着从多角度论述，帮助读者培养独立思考的习惯，改变那种捡拾现成结论、把无理性地盲目套用公式当成学习的法宝、从不注重公式成立的前提条件和得出结论过程和人云亦云的思维模式。解题时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，本书通过部分题目对如何进行工程建模、如何建立简单正确的力学模型以及化简问题的尺度进行了有益的探讨，其中一些具有一定深度和难度的思考题和习题是大多数材料力学相关书籍没有出现过的内容。相信该书的出版能够对学生的课程学习提供有力的帮助，对于准备报考硕士研究生的人员和从事“材料力学”教学工作的教师来说都是很有价值的参考资料。另外，在附录中还有六套自测题（均选自北京理工大学历届材料力学课程期末考试题，所有考试题均为课程组教师自编题目），以便读者自行检验和总结对材料力学知识的掌握情况。
    本书由刘海燕副教授精心编写，书中的多数思考题和习题是在韩斌副教授手稿的基础上完善、补充、扩展、修改，或重新求解，或给出新的解题方法后而成；全国力学教学优秀教师韩斌副教授、全国优秀教师和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分别进行了认真审核、细致修改并做了进一步的完善，水小平教授对“内容提要”部分做了许多补充，使之更加全面和系统；李海龙老师提供了部分难题的求解和一些基本概念的科学提法，并参与了全书的校核工作；工程力学课程组的白若阳、廖力、秦晓桐、苏煜、张强、赵希淑等老师在本书的编写过程中也参与了部分工作。
    本书中的部分内容、思考题和习题的解答是作者参考国内外一些优秀教材和教辅书籍，并结合自己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！ 
    本书在编写过程中得到了北京理工大学教务处、宇航学院相关领导的关心和支持，也得到了宇航学院力学系许多教师，尤其是工程力学课程组全体教师的鼓励和帮助。首届高等学校国家级教学名师奖获得者梅凤翔教授对全书进行了认真的审阅，提出了很好的修改意见和建议。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！
    编写一本知识要点详实，题目类型多样，不但兼顾基本教学需求，还应富有启发性，并能与实际问题紧密结合的材料力学学习指导书是作者的夙愿，本书给出的解答过程能够达到概念清楚、思路明晰、方法简练以及结果正确，这是作者努力的目标。然而要做到这些其实是一项艰苦的工作，需要有极大的热情、强烈的责任心并不断投入精力。限于作者的水平，书中疏漏、欠妥和有误之处在所难免，恳请广大读者批评指正。

刘海燕  韩  斌  水小平     
2014年8月

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