材料力学

系统全面　注重材料力学与中学力学、大学力学系列课程的联系，适应了力学系列课程改革的需要。

承上启下　注重与后续专业课和实际工程的联系，充分考虑了工程单位对高素质工程技术人才的需求。

重点突出　注重材料力学知识的分类和分层，重点在于计算方法的研究与应用。

启发思考　每章均配有小结、思考题、习题及参考答案。

本书是为适应应用型本科土建类、机械类专业的教学改革需要而编写的高等学校规划教材，是江西省一流本科课程、江西省精品资源共享课程“材料力学”的配套教材。

根据当前教育改革的要求，在编写过程中做了以下努力：

（1）注重材料力学与中学力学、大学力学系列课程的联系，适应力学系列课程改革的需要。

结合江西省高中新的课程改革的现状，在课程体系、教学内容上进行了改革和创新。把中学物理中的力学和大学普通物理中的力学、理论力学、材料力学、结构力学作为力学系列课程的一个相互连通的体系，增加了材料力学与其他力学课程衔接的内容，减少或删除了材料力学与其他力学课程衔接重复的教学内容，删去了日常生活和工程实际中用处很少的内容，精简次要部分。

（2）注重与后续专业课和实际工程的联系，充分考虑工程单位对高素质工程技术人才的需求，在书中引入了工程案例分析，强化应用能力的培养。

在材料力学教学内容、例题、习题、思考题设计中加入了后续专业课、实际工程设计、施工的有关内容，引入工程案例分析，始终突出“理论联系实际”的方针，注重针对性、实用性和先进性。

（3）注重材料力学知识的分类和分层，重点在于计算方法的研究与应用。

在例题、习题、思考题设计中把问题分成若干类型，每种类型由浅入深，紧紧围绕专业和工程实际，培养学生应用材料力学解决工程问题的能力。

（4）在每章后面都配有小结、习题、思考题及参考答案，旨在指导学生学习，启发学生思考。

本书由章宝华、赵新胜、徐斌任主编，谢帮华、邓映香、吴晔、刘优平、陈莉任副主编，具体编写分工如下：内容提要、前言、第1章、第2章、第5章、第6章、习题参考答案、参考文献由章宝华（南昌工程学院）编写；第3章由徐斌（南昌工程学院）编写；第4章由刘优平（南昌工程学院）编写；第7章、第8章由赵新胜（江西应用科技学院）编写；第9章由谢帮华（南昌工程学院）编写；第10章、附录由邓映香（江西应用科技学院）编写；第11章由吴晔（南昌工程学院）编写；第12章、第13章由陈莉（南昌工程学院）编写。全书由章宝华统稿，扶名福主审。

在本书的编写过程中，得到南昌工程学院领导的大力支持，在此致以诚挚的谢意。

限于作者水平，书中难免存在不妥之处，恳请各位专家、同仁和广大读者批评指正。

编 者

2024年8月

第1章 绪论及基本概念 1
1.1 材料力学的研究对象 1
1.2 杆件的计算模型 3
1.3 杆件的基本变形和组合变形 4
1.4 材料力学的任务 6
1.5 内力、截面法和应力、应变的概念 7
1.6 材料力学发展简史 11
小结 13
习题 13
思考题 15
第2章 轴向拉伸、压缩与剪切 16
2.1 轴力、轴力计算规则及轴力图 16
2.2 轴向拉伸、压缩时的应力 19
2.3 轴向拉伸、压缩时的变形 23
2.4 轴向拉伸、压缩时材料的力学性能 25
2.4.1 轴向拉伸时材料的力学性能 25
2.4.2 轴向压缩时材料的力学性能 29
2.5 轴向拉伸、压缩时的强度计算 30
2.6 轴向拉伸、压缩时的应变能 33
2.7 轴向拉伸、压缩时的超静定问题 35
2.8 应力集中的概念 38
2.9 连接件的实用强度计算 39
小结 44
习题 46
思考题 53
第3章 截面的几何性质 55
3.1 截面的静矩（面积矩）和形心位置 55
3.2 惯性矩、极惯性矩和惯性积 60
3.3 平行移轴公式 63
3.4 惯性矩和惯性积的转轴公式 65
3.5 形心主惯性轴和形心主惯性矩 67
小结 68
习题 72
思考题 74
第4章 扭转 75
4.1 扭矩、扭矩计算规则及扭矩图 76
4.1.1 外力偶矩（external moment）
的计算 76
4.1.2 扭矩及扭矩图 77
4.2 薄壁圆筒的扭转 79
4.2.1 薄壁圆筒扭转时的切应力 79
4.2.2 切应力互等定理 80
4.2.3 剪切胡克定律 81
4.3 圆轴扭转时的应力和强度计算 81
4.3.1 圆轴扭转时横截面上的切应力 81
4.3.2 圆轴扭转时的强度计算 84
4.4 圆轴扭转时的变形和刚度计算 87
4.4.1 圆轴扭转时的变形 87
4.4.2 圆轴扭转时的刚度计算 87
4.5 圆轴扭转时的应变能 90
4.6 圆轴扭转时的超静定问题 91
4.7 非圆截面杆扭转的概念 92
小结 94
习题 96
思考题 101
第5章 弯曲内力 103
5.1 平面弯曲的概念及梁的计算简图 104
5.1.1 平面弯曲的概念 104
5.1.2 梁的计算简图 105
5.2 梁的剪力与弯矩、剪力与弯矩计算
规则及剪力图与弯矩图 105
5.2.1 剪力与弯矩 105
5.2.2 剪力方程与弯矩方程以及剪力图
与弯矩图 109
5.3 剪力FS(x)、弯矩M(x)与荷载集度q(x)
间的关系及其应用 113
5.4 作梁的弯矩图的叠加法和分段叠加法 114
5.5 作梁的剪力图与弯矩图的控制截面法
（简易法） 116
5.6 平面刚架、斜梁和曲杆的内力图 118
小结 121
习题 122
思考题 126
第6章 弯曲应力 127
6.1 概述 128
6.2 梁横截面上的正应力和强度条件 128
6.2.1 梁横截面上的正应力 128
6.2.2 梁的正应力强度条件 132
6.3 梁横截面上的切应力和强度条件 136
6.3.1 梁横截面上的切应力 136
6.3.2 梁的切应力强度计算 140
6.4 提高梁弯曲强度的措施 142
小结 146
习题 147
思考题 154
第7章 弯曲变形 155
7.1 概述 155
7.2 用积分法求梁的位移 156
7.2.1 挠曲线近似微分方程 156
7.2.2 用积分法求梁的挠度和转角 158
7.3 用叠加法求梁的位移 166
7.4 梁的刚度计算和提高梁弯曲
刚度的措施 169
7.5 梁弯曲时的应变能 171
7.6 简单超静定梁 172
小结 174
习题 175
思考题 179
第8章 应力状态和强度理论 180
8.1 应力状态的概念 181
8.2 二向应力状态下的应力分析 183
8.2.1 解析法 183
8.2.2 图解法—应力圆法 189
8.3 梁的主应力迹线 194
8.4 三向应力状态下的应力分析 195
8.5 广义胡克定律 197
8.6 强度理论及其应用 201
8.6.1 材料的破坏形式 201
8.6.2 常用的强度理论及其应用 202
8.6.3 莫尔强度理论及其应用 206
小结 209
习题 212
思考题 216
第9章 组合变形 217
9.1 组合变形的概念 217
9.2 两个相互垂直平面内的弯曲 219
9.3 压缩 （拉伸）与弯曲的组合 222
9.4 扭转与弯曲的组合 231
小结 233
习题 235
思考题 239
第10章 压杆稳定 241
10.1 压杆稳定的概念 241
10.2 细长压杆的临界力 242
10.2.1 两端铰支细长压杆的临界力 242
10.2.2 其他支座条件下细长压杆的
临界力 244
10.3 压杆的临界应力及临界应力总图 245
10.3.1 细长压杆的临界应力 245
10.3.2 临界应力总图 247
10.4 压杆的稳定计算 249
10.4.1 安全因数法 249
10.4.2 折减系数法 252
10.5 提高压杆稳定性的措施 255
小结 255
习题 256
思考题 260
第11章 构件的动载荷强度计算 261
11.1 动静法—达朗贝尔原理 261
11.2 考虑惯性力时的动应力计算 262
11.3 受冲击载荷时的动应力计算 267
11.4 冲击韧性 273
小结 274
习题 275
思考题 279
第12章 构件的疲劳强度计算 280
12.1 交变应力与应力循环特性
疲劳破坏的概念 280
12.2 疲劳极限及其测定 285
12.3 影响构件疲劳极限的主要因素 288
12.4 对称循环下的疲劳强度计算 295
12.5 非对称循环下构件的疲劳强度计算 298
小结 301
习题 302
思考题 304
第13章 能量法 305
13.1 应变能、余能 306
13.2 卡氏定理 316
13.3 用能量法解超静定问题 320
小结 321
习题 323
思考题 325
附录1 型钢表 326
附录2 主要符号 339
附录3 习题参考答案 340
参考文献 342

1. 系统集成项目管理工程师考试32小时通关（第3版） [主编　薛大龙 副主编　上官绪阳]
2. 软考论文高分特训与范文10篇——系统分析师（第二版） [薛大龙 邹月平 施游]
3. 黄河海勃湾水利枢纽防凌安全运行 [王战领 王丛发 范瑜彬 著]
4. 大学生心理健康教育 [方雄 著]
5. 达梦数据库管理与应用 [主 编 郭景辉 范丽萍 庄 鑫]
6. 信息系统管理工程师章节习题与考点特训（适配第2版考纲） [主 编 薛大龙 王建平]
7. 网络工程师真题及冲刺卷精析（适用机考） [主编 朱小平 施游]
8. 网络工程师32小时通关（适配第6版考纲） [主编　薛大龙　王开景]
9. 大学语文 [主编　陈秀泉]
10. 平面与色彩构成（微课版） [主编　帅敏　高菲　刘彩虹]
11. 边缘计算与智能视觉应用 [主编 林海 许华宇 徐卉]
12. 零基础玩转国产大模型DeepSeek [徐永冰 张帅 编著]
13. 网络工程师5天修炼（适配第6版考纲） [主编　朱小平 施游]
14. 信息系统项目管理师考试32小时通关（适用第4版考纲） [薛大龙]
15. 信息系统管理工程师考试32小时通关（适配第2版考纲） [薛大龙　刘伟]
16. 土木工程材料检测实训 [洪晓江 达则晓丽 钱波]
17. 科技信息检索与论文写作实用教程 [李振华]
18. 传统山水画论解读与实践 [陈钠 著]
19. Python数据库编程 [主编 殷树友 邢 翀]
20. 计算机基础实训指导 [主编 袁春萍 朱妮]
21. 嵌入式人工智能技术应用（数字教材） [主编 胡娜 杨国勇 晏廷荣]
22. Vienna整流器技术 [桂存兵 著]
23. 变频器与伺服应用 [陈刚 叶云飞]
24. 物联网工程设计与实践 [汤琳 李敏]
25. 炉边夜话——深入浅出话AI [汪建　著]
26. 电商运营与管理 [钟肖英 陈潇]
27. Java面向对象程序设计 [主编 姜春磊 陈虹洁]
28. 信息技术基础（Windows 10+WPS Office）（微课版） [主编　石利平　田辉平　谢盛嘉]
29. 人工智能应用 [主编　陈　萍　刘培培　陈孟军]
30. 大学生职业发展与就业指导 [主编　刘志坚]