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何青，刘静静 编

图书标签:

• 材料力学
• 力学
• 学习
• 习题
• 解析
• 工程
• 教材
• 大学
• 理工科
• 基础

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512378858

版次：1

商品编码：11768393

包装：平装

丛书名： “十三五”普通高等教育本科规划教材

开本：16开

出版时间：2015-08-01

用纸：胶版纸

页数：315

字数：492000

正文语种：中文

内容简介

　　《材料力学习题解析》为“十三五”普通高等教育本科规划教材，是与何青主编的《普通高等教育“十二五”规划教材材料力学》相配套的教学与学习参考书。《材料力学习题解析》继承了主教材的风格特点，结构严谨，层次分明，语言精练，通俗易懂。全书按主教材内容，共分13章，对主教材的全部思考题和习题做了详细的解答。书末安排了适用不同学时要求的四套模拟试卷，方便读者检查学习效果。《材料力学习题解析》可与主教材配套使用，也可单独使用。
　　《材料力学习题解析》可作为高等学校工科各专业材料力学课程的学习参考书和应试指导书，也可作为报考相关专业硕士研究生以及参加大学生力学竞赛的复习指导书，还可供大学力学教师和一般工程技术人员参考。

内页插图

目录

前言

第1章 绪论
思考题
习题

第2章 构件的内力分析
思考题
习题

第3章 轴向拉伸与压缩
思考题
习题

第4章 平面图形的几何性质
思考题
习题

第5章 扭转与剪切
思考题
习题

第6章 弯曲
思考题
习题

第7章 应力状态分析和强度理论
思考题
习题

第8章 组合变形
思考题
习题

第9章 压杆稳定
思考题
习题

第10章 能量法
思考题
习题

第11章 超静定结构
思考题
习题

第12章 动载荷与动应力
思考题
习题

第13章 交变应力与疲劳强度
思考题
习题

附录 模拟试卷
试卷一(适合少学时)
试卷二(适合少学时)
试卷三(适合多学时)
试卷四(适合多学时)
模拟试卷答案
参考文献

前言/序言

深入理解材料力学：理论与实践的桥梁 材料力学，作为工程科学的基石之一，其核心在于研究固体材料在各种外力作用下的响应。它不仅是机械工程、土木工程、航空航天工程等学科的必修课程，更是解决工程实际问题、设计安全可靠结构的理论依据。本书旨在为广大读者提供一套系统、深入的学习材料力学的方法，通过详实的理论阐述和精选的习题解析，帮助读者构建坚实的理论基础，并熟练掌握解决各类工程问题的能力。 一、 材料力学的核心内容与学习目标 材料力学主要研究构件在载荷作用下产生的应力、应变以及变形。这些基本概念构成了理解材料力学问题的起点。 应力（Stress）： 描述内力在物体截面上的分布程度，是衡量材料内部抵抗变形能力的指标。理解应力的概念，包括正应力（Normal Stress）和剪应力（Shear Stress），是分析材料力学问题的关键。正应力垂直于截面，产生拉伸或压缩；剪应力平行于截面，产生滑动或扭转。我们将深入探讨不同受力状态下应力的产生机制、计算方法以及应力状态的描述（如主应力、摩尔圆等）。 应变（Strain）： 描述材料在载荷作用下发生的几何变形程度。应变是无量纲的，表示相对长度的变化（线应变）或角度的变化（剪应变）。我们将详细讲解线应变和剪应变的定义，以及它们与宏观变形的关系。理解应变与应力之间的关系，即材料的本构关系，是材料力学分析的核心。 本构关系（Constitutive Relation）： 描述材料的应力与应变之间的关系，通常以胡克定律（Hooke's Law）为代表。对于线弹性材料，应力与应变成正比，比例系数为材料的弹性模量（Young's Modulus）或剪切模量（Shear Modulus）。我们将重点介绍单向拉伸/压缩、剪切以及复杂应力状态下的本构关系，并讨论材料的弹性极限、屈服强度、抗拉强度等重要的力学性能指标。 强度（Strength）与刚度（Stiffness）： 强度是指材料抵抗破坏的能力，通常以许用应力（Allowable Stress）或屈服强度来衡量。刚度是指材料抵抗变形的能力，通常以弹性模量来衡量。本书将通过大量实例，展示如何根据材料的强度和刚度要求，进行工程设计和构件校核。 稳定性（Stability）： 对于细长构件，在受压时可能发生失稳（Buckling），即在载荷未达到材料屈服强度之前就发生突然的、显著的变形。我们将探讨细长压杆的稳定性问题，介绍欧拉临界载荷（Euler's Critical Load）的计算方法，以及影响稳定性的各种因素。 二、 核心章节内容深度解析 本书将涵盖材料力学的所有核心内容，并力求通过精细化的解析，让读者真正理解每一个概念和计算过程。 1. 轴向载荷作用下的杆件： 这是材料力学中最基础的部分，主要研究杆件承受轴向拉力或压力时的应力、应变和变形。我们将详细讲解： 轴向应力与轴向应变： 如何计算受轴向载荷的杆件的应力分布，以及杆件的总伸长量或缩短量。 胡克定律在轴向载荷下的应用： 如何利用弹性模量计算轴向应力与应变的关系。 材料的强度与刚度校核： 如何根据材料的许用应力和杆件的几何尺寸，判断杆件的强度是否满足要求；如何根据材料的弹性模量和载荷，计算杆件的变形并与允许变形进行比较。 静不定问题： 当杆件的约束条件超过其自由度时，需要借助材料的变形协调条件来求解。我们将通过多杆串联、并联等典型算例，深入解析静不定问题的求解思路与方法。 热应力： 由于温度变化引起的材料伸缩受阻而产生的应力。我们将推导热应力的计算公式，并分析其在结构中的影响。 2. 扭转载荷作用下的杆件： 主要研究轴类构件承受扭矩时的应力、应变和扭转角。 圆轴的扭转： 详细推导圆形实心轴和空心轴的剪应力分布规律，以及最大剪应力发生的位置。 扭转切应力与扭转角： 如何计算截面上的切应力，以及轴的扭转变形（扭转角）。 圆轴的强度与刚度条件： 如何根据材料的许用切应力和轴的几何尺寸，设计满足强度要求的轴；如何根据材料的剪切模量和扭矩，计算轴的扭转角，并进行刚度校核。 非圆截面轴的扭转： 简要介绍非圆截面轴在扭转下的应力分布复杂性，以及如何采用数值方法或近似方法进行分析。 3. 横向载荷作用下的梁： 这是材料力学中最为重要且应用最广泛的部分之一，研究梁在弯矩和剪力作用下的应力、应变和变形。 梁的内力图： 掌握绘制梁的剪力图（SFD）和弯矩图（BMD）的方法，这是分析梁受力特性的基础。 弯曲正应力： 推导梁在弯矩作用下的正应力分布规律，即“中性轴”理论，并讲解如何计算不同位置的正应力。 弯曲切应力： 推导梁在剪力作用下的切应力分布规律，并分析切应力在截面上的分布特点。 梁的挠度计算： 讲解不同载荷和边界条件下梁的挠度（变形）计算方法，包括积分法、叠加法等。 梁的强度与刚度条件： 如何根据材料的许用正应力和许用切应力，进行梁的强度校核；如何根据允许挠度，进行梁的刚度校核。 超静定梁： 介绍处理超静定梁的方法，如虚功原理、能量法等。 应力集中： 分析在梁的几何突变处（如孔、缺口）产生的应力集中现象，以及其对结构安全的影响。 4. 组合变形： 在实际工程中，构件常常同时承受多种载荷，导致发生组合变形。 轴向载荷与弯曲的组合： 分析同时承受轴向力和弯矩作用的构件（如受弯杆件），如何计算总的应力分布。 弯曲与扭转的组合： 分析同时承受弯矩和扭矩作用的构件（如轴），如何进行强度和刚度校核，特别是如何处理不同应力分量之间的组合效应，引入等效应力概念。 5. 材料的强度理论： 当材料承受复杂应力状态时，需要引入强度理论来判断其是否会发生屈服或断裂。 屈服准则： 介绍常用的屈服准则，如最大应力理论（Rankine理论）、最大剪应力理论（Tresca理论）、畸变能密度理论（von Mises理论）等，并分析它们的适用范围。 断裂准则： 讨论脆性材料的断裂准则。 6. 能量原理： 能量原理在材料力学中扮演着重要的角色，尤其是在求解复杂问题和处理变形时。 虚功原理： 介绍虚功原理及其在求解位移和内力中的应用。 卡氏定理（Castigliano's Theorem）： 阐述卡氏定理，展示如何利用其求解结构变形。 材料力学中的能量方法： 介绍弹性势能、应变能等概念，以及如何利用能量方法解决静不定问题和计算变形。 7. 稳定性问题： 细长压杆的失稳： 深入研究细长压杆的临界失稳载荷，包括不同端部约束条件下的计算。 柔度与细长比： 讲解柔度（Slenderness Ratio）的概念，以及它在判断压杆是否属于细长杆或短柱时的重要性。 三、 习题解析的理念与特色 本书的另一核心亮点在于其详实的习题解析。我们深知，材料力学知识的掌握，离不开大量的练习和对解题过程的深入理解。因此，本书的习题解析将遵循以下理念： 循序渐进，由易到难： 习题的选择将遵循由基本概念到复杂应用的逻辑顺序，确保读者在掌握基础后，逐步挑战更高难度的题目。 思路清晰，步骤详尽： 每一个解析都将详细展示解题的思路、关键步骤、公式推导以及计算过程，力求让读者“知其然，更知其所以然”。 多样化方法，突出重点： 对于同一类问题，我们可能提供多种解题方法，并重点突出最常用、最有效的方法，同时也会讲解不同方法的优缺点和适用范围。 理论联系实际，注重工程应用： 许多习题都来源于实际工程问题，解析中会结合工程背景，解释为何这样分析，以及结果的工程意义。 常见错误分析，防患于未然： 在解析中，我们会适时指出常见的错误解题思路或计算陷阱，帮助读者规避失误。 图示化辅助，直观易懂： 重要的受力图、变形图、内力图等都会清晰绘制，帮助读者更直观地理解问题。 四、 学习建议 要真正掌握材料力学，我们建议读者： 1. 扎实基础： 务必深入理解基本概念，如应力、应变、本构关系等，这是后续学习的基石。 2. 勤于思考： 在做题时，不要急于套用公式，而是要先分析问题，理解载荷、约束以及材料的性质，然后选择合适的分析方法。 3. 注重绘图： 熟练绘制受力图、内力图、变形图等，对于理解和分析问题至关重要。 4. 反思总结： 每完成一个题目，都应花时间回顾解题过程，总结解题思路和技巧，并尝试将其应用于其他类似问题。 5. 与时俱进： 材料力学作为一门经典学科，其基本原理历经考验。但工程实践不断发展，新的材料、新的结构形式不断涌现，学习者应保持开放的心态，关注学科的最新进展。 本书旨在成为您学习材料力学过程中不可或缺的伙伴，通过对理论的深度剖析和对习题的精细解析，助力您在材料力学的学习道路上披荆斩棘，最终融会贯通，将其应用于实际工程中，创造出更加安全、高效、可靠的工程结构。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的让我感觉像是捡到了宝藏！之前啃材料力学的时候，那些公式和推导看得我头昏脑涨，感觉自己好像在对着一本天书。尤其是遇到一些棘手的题目，网上零散的解答要么过于简略，要么用词晦涩，真的让人抓狂。但当我拿到这本书，简直是眼前一亮。它不是那种简单地罗列答案的书，而是真正地把解题的思路、关键步骤以及其中的原理都剖析得明明白白。我特别喜欢它对每一个解题过程的详细拆解，就像一位经验丰富的老教授，循循善诱地告诉你“为什么这么做”，而不是简单地告诉你“怎么做”。很多时候，我卡在某个地方，读完书里的解析，恍然大悟，原来之前我思考的方向就是偏的，或者忽略了某个重要的前提条件。书中的图示也很精炼，不多不少，正好点出问题核心，配合文字讲解，效果非常棒。即使是我之前觉得最难理解的一些概念，通过书里的题目解析，也变得清晰易懂了。这本书绝对是那些在材料力学学习中感到吃力、需要系统性指导的同学们的福音，它不仅仅是习题的解答，更是一次深入的、实操性的学习过程。

评分☆☆☆☆☆

对于我这种机械工程专业的学生来说，材料力学简直就是一门“拦路虎”，每次上课都感觉云里雾里，尤其是那些涉及受力分析、应力应变计算的部分，简直让人欲哭无泪。在网上找了很多资料，但总感觉不够系统，而且很多解法跳跃性太大，跟不上思路。偶然间朋友推荐了这本《材料力学习题解析》，说实话，我一开始是抱着试试看的心态，但没想到，这本书简直就是我学习路上的“救命稻草”。它给出的习题解析，真的是详细到令人发指，每一个步骤都解释得清清楚楚，而且还会告诉你为什么用这个公式，这个公式的适用条件是什么。书里的插图也画得特别到位，很多时候一个简简单单的受力图，就点出了问题的关键。我最喜欢的是，这本书对于一些容易混淆的概念，都会在解析中进行对比和辨析，这让我一下子就明白了之前困扰我的那些细节。用了这本书之后，我做题的信心大增，也慢慢找到了学习材料力学的窍门。强烈推荐给所有跟我一样被材料力学折磨过的同学们！

评分☆☆☆☆☆

我算是一个比较“好面子”的学习者，平时不太愿意轻易求助别人，总想着自己摸索。但在材料力学这个科目上，我实在是被困住了。每次遇到难题，就感觉像是撞到了南墙，越想越糊涂。这本书，我必须说，它真的改变了我对“习题解析”的看法。它不是那种敷衍了事的答案集，而是像一篇篇精炼的学术论文，条理清晰，逻辑严谨。我尤其喜欢它在解析过程中，时不时地插入一些“技巧提示”或者“易错点提醒”。这些小小的细节，往往能在我关键时刻点醒我，让我豁然开朗。而且，书中的排版设计也非常人性化，重点内容都会用加粗或者不同的颜色标出，阅读起来很舒服，不会感到疲劳。我尝试着按照书中的方法去解题，发现自己不仅能够解决眼前的题目，还能举一反三，解决一些变体题目。这让我对材料力学这个学科产生了前所未有的兴趣，也让我看到了自己在这门学科上进步的可能性。这本书，对于那些想要系统性地提升材料力学解题能力，并且享受学习过程的同学来说，绝对是值得拥有的。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我都觉得材料力学的学习是理论与实践脱节的。课本上的公式推导固然重要，但如何将这些理论知识应用到实际的题目中，却是我的一大难题。这本书的出现，恰恰填补了我的这个空白。它不仅仅是简单地给出一道题和它的答案，而是像一位经验丰富的导师，一步一步地引导你思考。我特别欣赏书中对每一个问题的分析角度，它会从不同的切入点来讲解，有时是基于力的平衡，有时是基于能量守恒，有时又是基于变形的协调。这种多角度的解析方式，让我能够更全面地理解同一个问题，也培养了我解决问题的灵活性。而且，书中对于一些常见的错误解法，也会进行提示和纠正，这让我避免了走很多弯路。读完这本书，我感觉自己不只是学会了如何解题，更重要的是，我学会了如何分析问题、如何思考。这种能力的提升，远比单纯掌握一道题的解法要重要得多。对于想要深入理解材料力学，并将其应用于实际的同学们来说，这本书绝对是不可多得的佳作。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我买这本书的初衷，纯粹是因为老师推荐，并没有抱太大的期望，想着不过是多一本习题集罢了。但翻开之后，我真的被它的深度和广度惊到了。它所涵盖的题目类型非常全面，几乎涵盖了课程教学大纲中的所有重点和难点。更让我印象深刻的是，它在解析中不仅仅是给出计算过程，还深入探讨了不同解法的优劣，以及在实际工程应用中可能遇到的各种变体和注意事项。这让我意识到，材料力学不仅仅是理论知识的堆砌，更是与工程实践紧密相连的学科。书中的一些解析，甚至引用了相关的工程案例，这极大地激发了我学习的兴趣，让我觉得我学到的知识是有实际价值的。而且，书中的语言风格非常严谨，但又不会让人觉得枯燥乏味，在关键的地方会有一些巧妙的引导，让我能够主动思考，而不是被动接受。我感觉这本书不仅仅是在解决我眼前的习题难题，更是在为我未来的工程生涯打下坚实的基础，让我对材料力学这个领域有了更深层次的理解和敬畏。

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