第一章 绪论及基本概念

1－1 材料力学的任务

1－2 变形固体的物性假设

1－3 内力及截面法

1－4 内力的集度——应力

1－5 工程构件的分类

1－6 杆件变形的基本形式

思考题

习题

第二章 轴向拉伸与压缩

2－1 轴向拉伸与压缩的概念和工程实例

2－2 横截面上的内力和应力

2－3 斜截面上的应力

2－4 轴向拉伸与压缩时的变形

2－5 强度条件与刚度条件

2－6 应力集中的概念

2－7 材料在拉伸时的力学性能

2－8 材料在压缩时的力学性能

2－9 塑性材料和脆性材料力学性能的比较

2－10 安全系数 许用应力

2－11 拉压杆的超静定问题

2－12 圆筒形薄壁容器

思考题

习题

习题答案

第三章 剪切

3－1 剪切的概念和工程实例

3－1 剪切的实用计算

3－2 挤压的实用计算

思考题

习题

习题答案

第四章 应力状态分析

4－1 应力状态的概念

4－2 平面应力的应力状态分析——数解法

4－3 平面应力的应力状态分析——图解法（应力圆）

4－4 应力状态分类

4－5 空间应力分析一点的最大应力

4－6 广义虎克定律

思考题

习题

习题答案

第五章 扭转

5－1 扭转的概念和工程实例

5－2 自由扭转杆件的内力计算

5－3 关于剪应力的一些常用性质

5－4 圆轴扭转时横截面上的应力

5－5 扭转变形计算 强度条件和刚度条件

5－6 圆轴受扭破坏分析

5－7 矩形截面杆的自由扭转

5－8 薄壁杆件的自由扭转

5－9 圆柱形密圈螺旋弹簧

思考题

习题

习题答案

第六章 梁的内力

6－1 弯曲平面弯曲的概念

6－2 静定梁的分类

6－3 剪力方程和弯矩方程

6－4 用分布荷载集度q、剪力Q、弯矩M的关系作内力图

6－5 按叠加原理作弯矩图

思考题

习题

习题答案

第七章 梁的应力

7－1 梁的正应力和正应力强度条件

7－2 梁的剪应力和剪应力强度条件

7－3 梁内一点的应力状态 主应力迹线

7－4 弯曲中心 平面弯曲的充要条件

7－5 提高梁承载能力的措施

思考题

习题

习题答案

第八章 梁的变形

8－1 梁截面的挠度和转角

8－2 梁挠曲线的近似微分方程

8－3 用积分法求梁的变形

8－4 用共轭梁法求梁的变形

8－5 用叠加法求梁的变形

8－6 梁的刚度校核高梁弯曲刚度的措施

8－7 用变形比较法解简单超静定梁

思考题

习题

习题答案

第九章 能量法

9－1概述

9－2 应变能的计算

9－3 余功余能余比能

9－4 卡氏定理

9－5 运用卡氏第二定理解超静定问题

思考题

习题

习题答案

第十章 强度理论

10－1 强度理论的概念及材料的两种破坏形式

10－2 四个常用的强度理论及其评述

10－3 莫尔强度理论

思考题

习题

习题答案

第十一章 组合变形

11－1 概述

11－2 斜弯曲

11－3 拉伸（压缩）与弯曲的组合

11－4 偏心拉伸和偏心压缩

11－5 截面核心

11－6 扭转与拉压以及扭转与弯曲的组合

11－7 组合变形的一般情况

思考题

习题

习题答案

第十二章 压杆稳定

12－1 压杆稳定的概念

12－2 细长压杆临界力的欧拉公式

12－3 欧拉公式的适用范围临界应力总图

12－4 压杆稳定的实用计算——φ系数法

12－5 提高压杆稳定性的措施

思考题

习题

习题答案

第十三章 动荷载

13－1 概述

13－2 惯性力问题

13－3 冲击荷载

13－4 提高构件抵抗冲击能力的措施

13－5 材料的动力强度和冲击韧度

思考题

习题

习题答案

第十四章 构件的疲劳强度计算

14－1 交变应力和疲劳破坏

14－2 交变应力的基本参数

14－3 S－N曲线和持久极限

14－4 影响构件持久极限的主要因素

14－5 对称循环下构件的疲劳强度计算

14－6 持久极限曲线

14－7 非对称循环下构件的疲劳强度计算

14－8 弯扭组合变形时构件的疲劳强度计算

思考题

习题

习题答案

第十五章 极限荷载

15－1概述

15－2 超静定杆系的极限荷载

15－3 圆轴受扭时的极限扭矩

15－4 梁的极限弯矩塑性分析

15－5 残余应力

思考题

习题

习题答案

附录I 平面图形几何性质

I－1 静矩和形心

I－2 惯性矩和惯性积

I－3 惯矩和惯积的平行移轴公式

I－4 惯矩和惯积的转轴公式

I－5 惯性主轴主惯矩形心主惯矩

思考题

习题

习题答案

附录Ⅱ 平面应力条件下的应变分析

Ⅱ－1 平面应力条件下的应变分析

Ⅱ－2 一点应变实测和应力计算

思考题

习题

习题答案

附录Ⅲ 型钢规格表

1.热轧等边角钢（GB700－79）

2.热轧不等边角钢（GB701－79）

3.热轧普通工字钢（GB7 06－65）

4.热轧普通槽钢（GB707－65）

附录IV 工程名词汉、英、德对照表

本书在原《材料力学》（李宗、张大伦主编）的基础上改编而成。

内容包括轴向拉压（含材料拉压时力学性质和薄壁容器）、剪切、应力状态分析、扭转、弯曲、能量法、强度理论、组合变形、压杆稳定、动荷载、疲劳强度和极限荷载。各章均附有思考题和习题。附录部分介绍了平面图形几何性质和应变分析，还提供了型钢表和工程名词汉、英、德对照表。

本书可作为高等院校土建类、机械类多学时材料力学课程教材，也可作为其他专业和工程技术人员的参考书。

本书第1版自2004年出版以来受到很多教学第一线的教师和同学以及业余读者的厚爱，已连续印刷了6次。同时，广大读者也提出了一些宝贵的修改要求和具体意见。

著者最近几年在全国7个大区（东北在哈尔滨工业大学、西北在西北工业大学、华北在北京交通大学、中南在华中科技大学、西南在重庆大学、华南在华南理工大学、华东在南京航空航天大学）讲学的同时，对我国高等学校“材料力学”的教学状况和对“材料力学”教材的需求进行了大量调研，与全国500多名基础力学教师以及近2000名同学交换关于“材料力学”教材使用和修改的意见。通过上述调研，我们进一步认识到，当初编写教材的理念基本上是正确的，这就是：在面向21世纪课程教学内容与体系改革的基础上，进一步对教学内容加以精选，尽量压缩教材篇幅，同时进行包括主教材、教学参考书--教师用书和学生用书、电子教材--电子教案与电子书等在内的教学资源一体化的设计，努力为教学第一线的教师和同学提供高水平、全方位的服务。

本书是在上述调研的基础上，根据新的培养计划和教学基本要求，从一般院校的实际情况出发，删去大部分院校不需要的教学内容。在面向21世纪课程教学内容与体系改革的基础上，对于传统内容进一步加以精选，大大压缩教材篇幅，以满足60学时左右“材料力学”课程的教学要求。

修订的主要内容有三个方面：第一，删去了“新材料的材料力学概述”一章；新增“简单的静不定系统”一章；将原来的第2、3两章合并为一章，新增加“连接件的剪切与挤压强度计算”作为第3章；将“梁的强度问题”一章分解为两章--“梁的剪力图与弯矩图”和“梁的应力分析与强度计算”。第二，改写了部分章节，主要有: “材料力学概述”一章中，增加了内力分量以及内力分量与应力的关系等内容；“梁的应力分析与强度计算”一章中增加了弯曲剪应力的分析过程；“材料力学中的能量方法”一章中重写了虚位移一节。第三，替换了部分例题和习题，进一步降低了难度。

修订后本书依然分为基础篇与专题篇，共12章。基础篇共9章，包括： 第1章材料力学概述，第2章轴向载荷作用下杆件的材料力学问题，第3章连接件的剪切与挤压强度计算，第4章圆轴扭转时的强度与刚度计算，第5章梁的剪力图与弯矩图，第6章梁的应力分析与强度计算，第7章梁的变形分析与刚度问题，第8章应力状态与强度理论及其工程应用，第9章压杆的稳定问题；专题篇共3章，包括： 第10章材料力学中的能量方法，第11章简单的静不定系统，第12章动载荷与疲劳强度概述。其中带*的章节教师可根据情况选用。

为了保持教材建设的连续性，本书第2版由清华大学航天航空学院殷雅俊教授担任第2主编。殷雅俊教授系清华大学“国家基础课程力学教学基地”负责人、“国家力学实验教学示范中心”副主任、国家精品课程“材料力学”负责人，长期坚持教学与科研结合，坚持教学内容与教学方法改革，在教学与科学研究领域取得了一些创新性成果。他的加入将会确保不断提高本书质量，不断反映“材料力学”教学的最新成果。同时，还邀请南京航空航天大学虞伟建副教授参与第2版的编著工作，因此，本书第2版也反映了最近几年南京航空航天大学力学教育与教学的成果。

21世纪新事物层出不穷，没有也不应该有一成不变的教材，我们将努力跟上时代的步伐，以不断提高“材料力学”课程教学质量为己任，不断地从理念、内容、方法与技术等方面对“材料力学”教材加以修订，使之日臻完善。

衷心希望关爱本书的广大读者继续对本书的缺点和不足提出宝贵意见。

基 础 篇

第1章 材料力学概述3

1.1 “材料力学”的研究内容3

1.2 杆件的受力与变形形式4

1.3 工程构件静力学设计的主要内容5

1.4 关于材料的基本假定6

1.5 弹性体受力与变形特征 7

1.6 材料力学的分析方法9

1.7 内力与内力分量9

1.8 应力及其与内力分量之间的关系10

1.9 应变以及应力-应变关系11

1.10 结论与讨论13

习题14

第2章 轴向载荷作用下杆件的材料力学问题17

2.1 轴力与轴力图17

2.2 轴向载荷作用下杆件横截面上的应力20

2.3 最简单的强度问题22

2.4 轴向载荷作用下的变形分析与计算26

2.5 两种典型材料拉伸时的力学性能29

2.6 两种典型材料压缩时的力学性能34

2.7 结论与讨论35

习题40

第3章 连接件的剪切与挤压强度计算47

3.1 铆接件的强度失效形式及相应的强度计算方法47

3.2 焊缝强度的剪切假定计算51

3.3 结论与讨论55

习题55

第4章 圆轴扭转时的强度与刚度计算59

4.1 外加扭力矩、扭矩与扭矩图59

4.2 剪应力互等定理 剪切胡克定律61

4.3 圆轴扭转时横截面上的剪应力分析与强度设计62

4.4 圆杆扭转时的变形及刚度条件70

4.5 结论与讨论72

习题74

第5章 梁的剪力图与弯矩图77

5.1 工程中的弯曲构件77

5.2 梁的内力及其与外力的相互关系78

5.3 剪力方程与弯矩方程81

5.4 剪力图与弯矩图84

5.5 载荷集度、剪力、弯矩之间的微分关系87

*5.6 刚架的内力与内力图91

5.7 结论与讨论93

习题95

第6章 梁的应力分析与强度计算99

6.1 与应力分析相关的截面图形几何性质99

6.2 平面弯曲时梁横截面上的正应力105

6.3 梁的强度计算116

*6.4 弯曲剪应力分析122

6.5 斜弯曲的应力计算与强度设计130

6.6 弯矩与轴力同时作用时横截面上的正应力135

6.7 结论与讨论139

习题145

第7章 梁的变形分析与刚度问题151

7.1 梁的变形与梁的位移151

7.2 梁的小挠度微分方程及其积分153

7.3 叠加法确定梁的挠度与转角158

7.4 梁的刚度问题166

7.5 简单的静不定梁168

7.6 结论与讨论171

习题174

第8章 应力状态与强度理论及其工程应用179

8.1 应力状态的基本概念179

8.2 平面应力状态任意方向面上的应力181

8.3 应力状态中的主应力与最大剪应力184

8.4 应力圆及其应用189

8.5 一般应力状态下的应力-应变关系193

8.6 一般应力状态下的应变能密度194

8.7 强度理论概述196

8.8 关于脆性断裂的强度理论197

8.9 关于屈服的强度理论199

8.10 圆轴承受弯曲与扭转共同作用时的强度计算202

8.11 圆柱形薄壁容器的应力分析与强度设计简述207

8.12 结论与讨论209

习题212

第9章 压杆的稳定问题217

9.1 压杆稳定的基本概念217

9.2 两端铰支压杆的临界载荷 欧拉公式219

9.3 不同刚性支承对压杆临界载荷的影响221

9.4 临界应力与临界应力总图222

9.5 压杆稳定性设计的安全因数法228

9.6 结论与讨论231

习题234

专 题 篇

第10章 材料力学中的能量方法241

10.1 基本概念241

10.2 互等定理244

10.3 虚位移原理、各种受力形式下内力虚功的表达式247

10.4 莫尔方法251

10.5 应用于直杆的图乘法254

10.6 结论与讨论258

习题259

第11章 简单的静不定系统261

11.1 静不定系统的几个基本概念261

11.2 力法与正则方程263

11.3 对称性与反对称性在求解静不定问题中的应用265

11.4 空间静不定结构的特殊情形268

11.5 图乘法在求解静不定问题中的应用269

11.6 结论与讨论274

习题275

第12章 动载荷与疲劳强度概述279

12.1 等加速度直线运动时构件上的惯性力与动应力279

12.2 旋转构件的受力分析与动应力计算280

12.3 构件上的冲击载荷与冲击应力计算284

12.4 疲劳强度概述288

12.5 疲劳极限与应力-寿命曲线293

12.6 影响疲劳寿命的因素294

12.7 基于无限寿命设计方法的疲劳强度296

12.8 结论与讨论298

习题300

附录303

附录A 型钢规格表305

附录B 习题答案320

附录C

索引328

参考文献335

1 绪论

1.1 材料力学的任务

1.2 材料力学的发展简况

1.3 变形固体及其基本假设

1.4 外力及分类

1.5 内力、截面法和应力

1.6 变形与应变

1.7 杆件的基本变形形式

习题

2 轴向拉伸、压缩与剪切

2.1 工程实际中的轴向拉伸或压缩问题

2.2 轴向拉伸或压缩时的内力

2.3 轴向拉伸或压缩时的应力

2.4 材料拉伸或压缩时的力学性能

2.5 轴向拉伸或压缩时的强度计算

2.6 轴向拉伸或压缩时的变形

2.7 应变能的概念

2.8 拉伸或压缩超静定问题

2.9 应力集中的概念

2.10 剪切与挤压的实用计算

习题

3 扭转

3.1 工程实际中的扭转问题

3.2 外力偶矩的计算扭矩和扭矩图

3.3 薄壁圆筒的扭转

3.4 圆轴扭转时的应力强度计算

3.5 圆轴扭转时的变形刚度计算

3.6 非圆截面杆扭转的概念

习题

4 弯曲内力

4.1 工程实际中的弯曲问题

4.2 剪力和弯矩

4.3 剪力方程和弯矩方程剪力图和弯矩图

4.4 剪力、弯矩和分布载荷集度问的关系

4.5 平面刚架和曲杆的内力图

习题

5 弯曲应力

5.1 横截面上的正应力

5.2 梁的弯曲正应力强度条件

5.3 梁的弯曲切应力及其强度计算

5.4 提高梁弯曲强度的措施

习题

6 弯曲变形

6.1 工程实际中的弯曲变形问题

6.2 梁的挠曲线近似微分方程

6.3 积分法求梁的变形

6.4 叠加法求梁的变形

6.5 梁的刚度计算提高梁弯曲刚度的措施

6.6 简单超静定梁

习题

7 应力状态与强度理论

7.1 应力状态概述

7.2 二向应力状态

7.3 三向应力状态

7.4 应力与应变的关系

7.5 材料的破坏形式

7.6 常用强度理论

习题

8 组合变形

8.1 概述

8.2 拉伸（或压缩）与弯曲的组合

8.3 扭转与弯曲的组合

习题

9 压杆稳定

9.1 压杆稳定的概念

9.2 细长压杆的临界力

9.3 欧拉公式的适用范围 临界应力总图

9.4 压杆的稳定计算

9.5 提高压杆稳定性的措施

习题

10 动载荷与交变应力

10.1 概述

10.2 构件有加速度时的动应力计算

10.3 构件受冲击时的动应力计算

10.4 交变应力下材料的持久极限及其影响因素

10.5 对称和非对称循环下构件的疲劳强度计算

10.6 提高构件抗冲击与疲劳的措施

习题

11 能量法及超静定结构

11.1 功应变能

11.2 互等定理

11.3 单位载荷法

11.4 静不定结构概述

11.5 用力法求解静不定结构

11.6 对称性及反对称性质的应用

习题

附录Ⅰ 截面的几何性质

Ⅰ.1 静矩和形心

Ⅰ.2 惯性矩、惯性积和极惯性矩

Ⅰ.3 平行移轴公式

Ⅰ.4 转轴公式

习题

附录Ⅱ 型钢表

附录Ⅲ 索引

习题参考答案

参考文献