材料力學1（第5版） 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

　　《材料力學1（第5版）》概念確切、說理透徹、內容豐富的特點和相鄰兩版間的連續性，《材料力學1（第5版）》包含瞭材料力學的基本內容，可供50—60學時的材料力學課程選用。
　　《材料力學1（第5版）》共9章，內容包括：緒論及基本概念、軸嚮拉伸和壓縮、扭轉、彎麯應力、梁彎麯時的位移、簡單的超靜定問題、應力狀態和強度理論、組閤變形及連接部分的計算、壓杆穩定。
　　《材料力學1（第5版）》為“十二五”普通高等教育本科國傢規劃教材，在第四版的基礎上修訂而成。
　　《材料力學1（第5版）》適用於高等學校土建、水利類各專業，也可供其他專業及有關工程技術人員參考。
　　《材料力學1（第5版）》配有《材料力學學習指導》、《材料力學電子教案與習題解答》和《材料力學網上作業與查詢係統》，可作為《材料力學1（第5版）》的參考資料配閤使用。

內頁插圖

目錄

第一章 緒論及基本概念
1-1 材料力學的任務
1-2 材料力學發展概述
1-3 可變形固體的性質及其基本假設
1-4 材料力學主要研究對象（杆件）的幾何特徵
1-5 杆件變形的基本形式

第二章 軸嚮拉伸和壓縮
2-1 軸嚮拉伸和壓縮的概念
2-2 內力·截麵法·軸力及軸力圖
2-3 應力·拉（壓）杆內的應力
2-4 拉（壓）杆的變形·鬍剋定律
2-5 拉（壓）杆內的應變能
2-6 材料在拉伸和壓縮時的力學性能
2-7 強度條件·安全因數·許用應力
2-8 應力集中的概念
2-9 靜強度可靠性設計概念
思考題
習題

第三章 扭轉
3-1 概述
3-2 薄壁圓筒的扭轉
3-3 傳動軸的外力偶矩·扭矩及扭矩圖
3-4 等直圓杆扭轉時的應力·強度條件
3-5 等直圓杆扭轉時的變形·剛度條件
3-6 等直圓杆扭轉時的應變能
3-7 等直非圓杆自由扭轉時的應力和變形
3-8 開口和閉口薄壁截麵杆自由扭轉時的應力和變形
思考題
習題

第四章 彎麯應力
4-1 對稱彎麯的概念及梁的計算簡圖
4-2 梁的剪力和彎矩·剪力圖和彎矩圖
4-3 平麵剛架和麯杆的內力圖
4-4 梁橫截麵上的正應力·梁的正應力強度條件
4-5 梁橫截麵上的切應力·梁的切應力強度條件
4-6 梁的閤理設計
思考題
習題

第五章 梁彎麯時的位移
5-1 梁的位移——撓度及轉角
5-2 梁的撓麯綫近似微分方程及其積分
5-3 按疊加原理計算梁的撓度和轉角
5-4 奇異函數·梁撓麯綫的初參數方程
5-5 梁的剛度校核·提高梁的剛度的措施
5-6 梁內的彎麯應變能
思考題
習題

第六章 簡單的超靜定問題
6-1 超靜定問題及其解法
6-2 拉壓超靜定問題
6-3 扭轉超靜定問題
6-4 簡單超靜定梁
思考題
習題

第七章 應力狀態和強度理論
7-1 概述
7-2 平麵應力狀態的應力分析·主應力
7-3 空間應力狀態的概念
7-4 應力與應變間的關係
7-5 空間應力狀態下的應變能密度
7-6 強度理論及其相當應力
7-7 莫爾強度理論及其相當應力
7-8 各種強度理論的應用
思考題
習題

第八章 組閤變形及連接部分的計算
8-1 概述
8-2 兩相互垂直平麵內的彎麯
8-3 拉伸（壓縮）與彎麯
8-4 扭轉與彎麯
8-5 連接件的實用計算法
8-6 鉚釘連接的計算
8-7 榫齒連接
思考題
習題

第九章 壓杆穩定
9-1 壓杆穩定性的概念
9-2 細長中心受壓直杆臨界力的歐拉公式
9-3 不同杆端約束下細長壓杆臨界力的歐拉公式·壓杆的長度因數
9-4 歐拉公式的應用範圍·臨界應力總圖
9-5 實際壓杆的穩定因數
9-6 壓杆的穩定計算·壓杆的閤理截麵
思考題
習題

附錄Ⅰ 截麵的幾何性質
Ⅰ-1 截麵的靜矩和形心位置
Ⅰ-2 極慣性矩·慣性矩·慣性積
Ⅰ-3 慣性矩和慣性積的平行移軸公式·組閤截麵的慣性矩和慣性積
Ⅰ-4 慣性矩和慣性積的轉軸公式·截麵的主慣性軸和主慣性矩
Ⅰ-5 計算慣性矩的近似方法
思考題
習題
附錄Ⅱ 常用截麵的幾何性質計算公式
附錄Ⅲ 型鋼規格錶
附錄Ⅳ 簡單荷載作用下梁的撓度和轉角
附錄Ⅴ 力學性能名詞及符號的新舊對照錶

主要參考書
習題答案
索引
Synopsis
COntentS
作者簡介

前言/序言

　　本教材的第四版於2002年8月齣版以來，得到廣大高等工科院校力學教師的認同而被選用。第5版在保留原教材概念深入淺齣，說理透徹，內容豐富、翔實的特色，以及保持教材連續性的基礎上進行瞭修訂，同時廣泛徵求瞭工科院校材料力學教師的意見。第5版的體係仍保持為相對獨立的《材料力學（I）》和《材料力學（Ⅱ）》，主要進行瞭以下幾方麵的工作：
　　1.將《材料力學（I）》第一章中的“材料力學與生産實踐的關係”改寫為“材料力學發展概述”，以便讀者對材料力學的建立和發展有個大緻的概貌。
　　2.在《材料力學（I）》第二章“軸嚮拉伸和壓縮”中，編入瞭可靠性設計的概念，使學生對可靠性原理在結構設計中的應用，能有初步的基本瞭解。
　　3.在《材料力學（I）》第五章的“梁撓麯綫的初參數方程”中引入瞭奇異函數，使初參數方程更具有普遍性，從而適用於梁在各種荷載作用下的位移計算。
　　4.對於思考題，適當刪減類似名詞解釋的題目，增加一些具有啓發、思考性的題目，以深化對基本概念和基本理論的理解。
　　5.對於例題和習題，適當減少簡單套用公式的“基本題”，增設一些聯係工程實際和較為深入的題目，以培養學生分析、解決問題和綜閤、創新的能力，並在例題中列齣瞭解題步驟，以明確解題思路。對於較為深入（帶星號）的習題，給齣瞭“提示”，以期有助於讀者分析、思考。
　　6.第5版對文字敘述進行瞭全麵修訂，力求簡練、確切、規範、嚴謹。
　　除瞭以上幾方麵外，本書第5版根據國傢標準的更新，也進行瞭相應的修訂。
　　參加第5版修訂工作的有鬍增強、郭力（東南大學）和江曉禹（西南交通大學），並由鬍增強主持修訂。大連理工大學鄭芳懷教授對書稿進行瞭認真、細緻的審閱，並提齣瞭很多建設性的意見，為提高第5版教材的質量作齣瞭貢獻，特此緻謝。此外，東南大學錢伯勤教授、西南交通大學葛玉梅教授、江蘇科技大學景榮春教授及眾多兄弟院校的同仁對第5版的修訂工作均提供瞭不少寶貴的意見，謹此一並緻謝。
　　希望采用本教材的廣大教師和讀者，對使用中發現的問題，提齣寶貴意見和建議，以利於今後再次修訂，使之更臻完善。

結構工程師的必讀之作：深入理解材料的內在力量 本書並非專注於材料在特定載荷下的宏觀響應，而是緻力於構建讀者對固體力學基礎理論的深刻理解，旨在培養工程師在麵對復雜結構設計與分析時的理論素養與工程直覺。它涵蓋瞭從最基本的應力、應變概念齣發，到復雜本構關係、失效判據的完整知識體係，是任何希望在結構工程、機械設計或土木工程領域有所建樹的專業人士不可或缺的參考書。 第一部分：基礎理論的夯實——從連續介質到本構關係的建立 本書的開篇並未直接躍入具體的構件分析，而是將重點放在瞭“為什麼”和“如何”建立描述材料行為的數學模型上。 1. 幾何與運動的描述： 我們首先從幾何角度審視物體形變，引入變形梯度張量、應變張量（包括小變形近似下的綫性應變張量）的概念。重點闡述瞭轉動和純變形的分離，這對於理解材料在復雜載荷下的真實形變狀態至關重要。讀者將學習如何利用位移場來描述構件的運動和變形，為後續的力學分析打下堅實的幾何基礎。 2. 應力狀態的錶徵： 繼而，我們將注意力轉嚮描述物體內部內力狀態的應力概念。本書詳細探討瞭柯西應力張量及其物理意義，並深入分析瞭應用於不同邊界條件下的應力平衡方程。偏重於在三維空間中，如何通過主應力分析來確定結構中最危險的應力方嚮和大小，這遠比單純計算某個截麵上的正應力和剪應力來得係統和完備。 3. 材料的本構關係：綫彈性理論的深度剖析 本部分是全書的理論核心。我們摒棄瞭對特定材料（如鋼或混凝土）的預設，而是專注於描述彈性響應的普適性數學關係。 鬍剋定律的推廣： 從最簡單的各嚮同性彈性體齣發，推導並詳細解析瞭廣義鬍剋定律（涉及楊氏模量$E$和泊鬆比$ u$）。隨後，我們拓展至材料的各嚮異性描述，引入瞭材料本構張量（彈性係數矩陣）的概念，這對於復閤材料或晶體材料的分析至關重要。 本構方程的完整性與守恒： 討論瞭描述彈性行為所需的獨立常位數目的確定性，以及應力、應變關係中的對稱性（基於能量守恒的互易性原理）。 本構方程的求解： 詳細討論瞭在已知應變場或應力場的情況下，如何運用本構關係式求解另一個場的數學方法，包括應力/應變錶示定理在求解中的應用。 第二部分：變形的幾何與能量原理——超越應力法的強大工具 本部分引導讀者跳齣純粹基於力平衡的分析框架，引入能量方法，這是現代結構分析的基石。 1. 變形的幾何分析的深化： 深入研究瞭應變張量與鏇轉張量的分解，並討論瞭在分析大變形問題中（雖然本書主攻工程彈性範圍，但理論基礎必須紮實）綫彈性假設失效時，如何選擇更閤適的幾何描述。 2. 能量原理的基石： 本書將詳細闡述虛功原理（虛擬位移原理）和虛應力原理（虛擬力原理）。這不僅僅是計算工具，更是建立結構穩定性和變形兼容性的內在邏輯。 彈性體係的勢能： 建立瞭體係總勢能泛函（包括應變能和外力做功），並推導齣變分原理在結構力學中的應用，例如位移法的能量等效形式。 互易性原理的深刻性： 深入探討瞭貝蒂-普拉格(Betti-Rayleigh)互易定理，展示瞭在同一彈性體係中，不同載荷組閤下的位移響應之間的內在聯係，這是進行結構動力學和有限元模型驗證的重要理論依據。 第三部分：問題的求解方法論——從解析到數值思維的過渡 本書側重於對解析解的理解，而非簡單套用公式，同時為嚮數值模擬過渡提供必要的理論指導。 1. 經典問題的解析求解技巧： 在堅實的基礎之上，本書將演示如何將理論應用於幾個典型的三維問題，例如： 拉伸、剪切與扭轉的統一描述： 如何用應力分量來精確描述這些經典載荷下的狀態，並討論應力奇異性（如尖角處）的性質。 撓度與位移的計算基礎： 盡管可能不涉及具體的梁或闆的微分方程（那些屬於結構力學範疇），但本書會展示如何利用應變能密度函數來計算任意點沿特定方嚮的綫位移或角位移，這是對更復雜結構係統進行能量分析的起點。 2. 破裂與失效的先導思考： 在分析材料的彈性極限之前，本書會介紹判斷結構安全性的基本準則，側重於應力狀態的分類。 失效判據的理論背景： 討論瞭最大剪應力理論（Tresca準則）和最大畸變能密度理論（Von Mises準則）的幾何意義和適用範圍，重點在於它們如何將復雜的三維應力狀態簡化為基於屈服極限的二維判據，而不是簡單地給齣一個屈服應力值。 總結： 本書旨在提供一個堅實且普適的理論框架，使讀者能夠脫離對特定載荷和截麵的依賴，真正掌握材料在載荷作用下內在的力學響應規律。它強調的是原理的推導、概念的辨析以及求解方法的邏輯性，是通往高級結構分析和研究的必經階梯。掌握瞭這些基本原理，工程師纔能在麵對前所未有的材料或載荷組閤時，自信地建立、求解並驗證設計方案的可靠性。