材料力学1（第5版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

内容简介

　　《材料力学1（第5版）》概念确切、说理透彻、内容丰富的特点和相邻两版间的连续性，《材料力学1（第5版）》包含了材料力学的基本内容，可供50—60学时的材料力学课程选用。
　　《材料力学1（第5版）》共9章，内容包括：绪论及基本概念、轴向拉伸和压缩、扭转、弯曲应力、梁弯曲时的位移、简单的超静定问题、应力状态和强度理论、组合变形及连接部分的计算、压杆稳定。
　　《材料力学1（第5版）》为“十二五”普通高等教育本科国家规划教材，在第四版的基础上修订而成。
　　《材料力学1（第5版）》适用于高等学校土建、水利类各专业，也可供其他专业及有关工程技术人员参考。
　　《材料力学1（第5版）》配有《材料力学学习指导》、《材料力学电子教案与习题解答》和《材料力学网上作业与查询系统》，可作为《材料力学1（第5版）》的参考资料配合使用。

内页插图

目录

第一章 绪论及基本概念
1-1 材料力学的任务
1-2 材料力学发展概述
1-3 可变形固体的性质及其基本假设
1-4 材料力学主要研究对象（杆件）的几何特征
1-5 杆件变形的基本形式

第二章 轴向拉伸和压缩
2-1 轴向拉伸和压缩的概念
2-2 内力·截面法·轴力及轴力图
2-3 应力·拉（压）杆内的应力
2-4 拉（压）杆的变形·胡克定律
2-5 拉（压）杆内的应变能
2-6 材料在拉伸和压缩时的力学性能
2-7 强度条件·安全因数·许用应力
2-8 应力集中的概念
2-9 静强度可靠性设计概念
思考题
习题

第三章 扭转
3-1 概述
3-2 薄壁圆筒的扭转
3-3 传动轴的外力偶矩·扭矩及扭矩图
3-4 等直圆杆扭转时的应力·强度条件
3-5 等直圆杆扭转时的变形·刚度条件
3-6 等直圆杆扭转时的应变能
3-7 等直非圆杆自由扭转时的应力和变形
3-8 开口和闭口薄壁截面杆自由扭转时的应力和变形
思考题
习题

第四章 弯曲应力
4-1 对称弯曲的概念及梁的计算简图
4-2 梁的剪力和弯矩·剪力图和弯矩图
4-3 平面刚架和曲杆的内力图
4-4 梁横截面上的正应力·梁的正应力强度条件
4-5 梁横截面上的切应力·梁的切应力强度条件
4-6 梁的合理设计
思考题
习题

第五章 梁弯曲时的位移
5-1 梁的位移——挠度及转角
5-2 梁的挠曲线近似微分方程及其积分
5-3 按叠加原理计算梁的挠度和转角
5-4 奇异函数·梁挠曲线的初参数方程
5-5 梁的刚度校核·提高梁的刚度的措施
5-6 梁内的弯曲应变能
思考题
习题

第六章 简单的超静定问题
6-1 超静定问题及其解法
6-2 拉压超静定问题
6-3 扭转超静定问题
6-4 简单超静定梁
思考题
习题

第七章 应力状态和强度理论
7-1 概述
7-2 平面应力状态的应力分析·主应力
7-3 空间应力状态的概念
7-4 应力与应变间的关系
7-5 空间应力状态下的应变能密度
7-6 强度理论及其相当应力
7-7 莫尔强度理论及其相当应力
7-8 各种强度理论的应用
思考题
习题

第八章 组合变形及连接部分的计算
8-1 概述
8-2 两相互垂直平面内的弯曲
8-3 拉伸（压缩）与弯曲
8-4 扭转与弯曲
8-5 连接件的实用计算法
8-6 铆钉连接的计算
8-7 榫齿连接
思考题
习题

第九章 压杆稳定
9-1 压杆稳定性的概念
9-2 细长中心受压直杆临界力的欧拉公式
9-3 不同杆端约束下细长压杆临界力的欧拉公式·压杆的长度因数
9-4 欧拉公式的应用范围·临界应力总图
9-5 实际压杆的稳定因数
9-6 压杆的稳定计算·压杆的合理截面
思考题
习题

附录Ⅰ 截面的几何性质
Ⅰ-1 截面的静矩和形心位置
Ⅰ-2 极惯性矩·惯性矩·惯性积
Ⅰ-3 惯性矩和惯性积的平行移轴公式·组合截面的惯性矩和惯性积
Ⅰ-4 惯性矩和惯性积的转轴公式·截面的主惯性轴和主惯性矩
Ⅰ-5 计算惯性矩的近似方法
思考题
习题
附录Ⅱ 常用截面的几何性质计算公式
附录Ⅲ 型钢规格表
附录Ⅳ 简单荷载作用下梁的挠度和转角
附录Ⅴ 力学性能名词及符号的新旧对照表

主要参考书
习题答案
索引
Synopsis
COntentS
作者简介

前言/序言

　　本教材的第四版于2002年8月出版以来，得到广大高等工科院校力学教师的认同而被选用。第5版在保留原教材概念深入浅出，说理透彻，内容丰富、翔实的特色，以及保持教材连续性的基础上进行了修订，同时广泛征求了工科院校材料力学教师的意见。第5版的体系仍保持为相对独立的《材料力学（I）》和《材料力学（Ⅱ）》，主要进行了以下几方面的工作：
　　1.将《材料力学（I）》第一章中的“材料力学与生产实践的关系”改写为“材料力学发展概述”，以便读者对材料力学的建立和发展有个大致的概貌。
　　2.在《材料力学（I）》第二章“轴向拉伸和压缩”中，编入了可靠性设计的概念，使学生对可靠性原理在结构设计中的应用，能有初步的基本了解。
　　3.在《材料力学（I）》第五章的“梁挠曲线的初参数方程”中引入了奇异函数，使初参数方程更具有普遍性，从而适用于梁在各种荷载作用下的位移计算。
　　4.对于思考题，适当删减类似名词解释的题目，增加一些具有启发、思考性的题目，以深化对基本概念和基本理论的理解。
　　5.对于例题和习题，适当减少简单套用公式的“基本题”，增设一些联系工程实际和较为深入的题目，以培养学生分析、解决问题和综合、创新的能力，并在例题中列出了解题步骤，以明确解题思路。对于较为深入（带星号）的习题，给出了“提示”，以期有助于读者分析、思考。
　　6.第5版对文字叙述进行了全面修订，力求简练、确切、规范、严谨。
　　除了以上几方面外，本书第5版根据国家标准的更新，也进行了相应的修订。
　　参加第5版修订工作的有胡增强、郭力（东南大学）和江晓禹（西南交通大学），并由胡增强主持修订。大连理工大学郑芳怀教授对书稿进行了认真、细致的审阅，并提出了很多建设性的意见，为提高第5版教材的质量作出了贡献，特此致谢。此外，东南大学钱伯勤教授、西南交通大学葛玉梅教授、江苏科技大学景荣春教授及众多兄弟院校的同仁对第5版的修订工作均提供了不少宝贵的意见，谨此一并致谢。
　　希望采用本教材的广大教师和读者，对使用中发现的问题，提出宝贵意见和建议，以利于今后再次修订，使之更臻完善。

结构工程师的必读之作：深入理解材料的内在力量 本书并非专注于材料在特定载荷下的宏观响应，而是致力于构建读者对固体力学基础理论的深刻理解，旨在培养工程师在面对复杂结构设计与分析时的理论素养与工程直觉。它涵盖了从最基本的应力、应变概念出发，到复杂本构关系、失效判据的完整知识体系，是任何希望在结构工程、机械设计或土木工程领域有所建树的专业人士不可或缺的参考书。 第一部分：基础理论的夯实——从连续介质到本构关系的建立 本书的开篇并未直接跃入具体的构件分析，而是将重点放在了“为什么”和“如何”建立描述材料行为的数学模型上。 1. 几何与运动的描述： 我们首先从几何角度审视物体形变，引入变形梯度张量、应变张量（包括小变形近似下的线性应变张量）的概念。重点阐述了转动和纯变形的分离，这对于理解材料在复杂载荷下的真实形变状态至关重要。读者将学习如何利用位移场来描述构件的运动和变形，为后续的力学分析打下坚实的几何基础。 2. 应力状态的表征： 继而，我们将注意力转向描述物体内部内力状态的应力概念。本书详细探讨了柯西应力张量及其物理意义，并深入分析了应用于不同边界条件下的应力平衡方程。偏重于在三维空间中，如何通过主应力分析来确定结构中最危险的应力方向和大小，这远比单纯计算某个截面上的正应力和剪应力来得系统和完备。 3. 材料的本构关系：线弹性理论的深度剖析 本部分是全书的理论核心。我们摒弃了对特定材料（如钢或混凝土）的预设，而是专注于描述弹性响应的普适性数学关系。 胡克定律的推广： 从最简单的各向同性弹性体出发，推导并详细解析了广义胡克定律（涉及杨氏模量$E$和泊松比$ u$）。随后，我们拓展至材料的各向异性描述，引入了材料本构张量（弹性系数矩阵）的概念，这对于复合材料或晶体材料的分析至关重要。 本构方程的完整性与守恒： 讨论了描述弹性行为所需的独立常位数目的确定性，以及应力、应变关系中的对称性（基于能量守恒的互易性原理）。 本构方程的求解： 详细讨论了在已知应变场或应力场的情况下，如何运用本构关系式求解另一个场的数学方法，包括应力/应变表示定理在求解中的应用。 第二部分：变形的几何与能量原理——超越应力法的强大工具 本部分引导读者跳出纯粹基于力平衡的分析框架，引入能量方法，这是现代结构分析的基石。 1. 变形的几何分析的深化： 深入研究了应变张量与旋转张量的分解，并讨论了在分析大变形问题中（虽然本书主攻工程弹性范围，但理论基础必须扎实）线弹性假设失效时，如何选择更合适的几何描述。 2. 能量原理的基石： 本书将详细阐述虚功原理（虚拟位移原理）和虚应力原理（虚拟力原理）。这不仅仅是计算工具，更是建立结构稳定性和变形兼容性的内在逻辑。 弹性体系的势能： 建立了体系总势能泛函（包括应变能和外力做功），并推导出变分原理在结构力学中的应用，例如位移法的能量等效形式。 互易性原理的深刻性： 深入探讨了贝蒂-普拉格(Betti-Rayleigh)互易定理，展示了在同一弹性体系中，不同载荷组合下的位移响应之间的内在联系，这是进行结构动力学和有限元模型验证的重要理论依据。 第三部分：问题的求解方法论——从解析到数值思维的过渡 本书侧重于对解析解的理解，而非简单套用公式，同时为向数值模拟过渡提供必要的理论指导。 1. 经典问题的解析求解技巧： 在坚实的基础之上，本书将演示如何将理论应用于几个典型的三维问题，例如： 拉伸、剪切与扭转的统一描述： 如何用应力分量来精确描述这些经典载荷下的状态，并讨论应力奇异性（如尖角处）的性质。 挠度与位移的计算基础： 尽管可能不涉及具体的梁或板的微分方程（那些属于结构力学范畴），但本书会展示如何利用应变能密度函数来计算任意点沿特定方向的线位移或角位移，这是对更复杂结构系统进行能量分析的起点。 2. 破裂与失效的先导思考： 在分析材料的弹性极限之前，本书会介绍判断结构安全性的基本准则，侧重于应力状态的分类。 失效判据的理论背景： 讨论了最大剪应力理论（Tresca准则）和最大畸变能密度理论（Von Mises准则）的几何意义和适用范围，重点在于它们如何将复杂的三维应力状态简化为基于屈服极限的二维判据，而不是简单地给出一个屈服应力值。 总结： 本书旨在提供一个坚实且普适的理论框架，使读者能够脱离对特定载荷和截面的依赖，真正掌握材料在载荷作用下内在的力学响应规律。它强调的是原理的推导、概念的辨析以及求解方法的逻辑性，是通往高级结构分析和研究的必经阶梯。掌握了这些基本原理，工程师才能在面对前所未有的材料或载荷组合时，自信地建立、求解并验证设计方案的可靠性。