简明材料力学（第3版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘鸿文，林建兴，曹曼玲 著

图书标签:

• 材料力学
• 力学
• 工程力学
• 教材
• 高等教育
• 理工科
• 清华大学出版社
• 结构力学
• 应力分析
• 变形分析

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040444964

版次：3

商品编码：11896571

包装：平装

丛书名： “十二五”普通高等教育本科国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2016-01-01

用纸：胶版纸

页数：350

字数：410000

正文语种：中文

内容简介

　　《简明材料力学（第3版）》为第3版，是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，在保持了原书的风格和特色的基础上，作了少量的修订。本书精选的材料力学的基本内容，与第2版相同，包括第1章至第13章，计有：绪论，拉伸、压缩与剪切，扭转，平面图形的几何性质，弯曲内力，弯曲应力，弯曲变形，应力状态分析和强度理论，组合变形，压杆稳定，动载荷，交变应力，能量方法和超静定结构。《简明材料力学（第3版）》如不讲授*后一章，并对其他章节作适当删减，可用作少学时的材料力学课程的教材；若能在能量方法、超静定结构等方面略作补充，《简明材料力学（第3版）》亦可用作多学时材料力学课程的教材。

内页插图

目录

第1章 绪论
1．1 材料力学的任务
1．2 变形固体的基本假设
1．3 内力、应力和截面法
1．4 位移、变形与应变
1．5 杆件变形的基本形式
习题

第2章 拉伸、压缩与剪切
2．1 轴向拉伸与压缩的概念和实例
2．2 拉伸或压缩时的内力和横截面上的应力
2．3 材料拉伸时的力学性能
2．4 材料压缩时的力学性能
2．5 失效、安全因数和强度计算
2．6 轴向拉伸或压缩的变形
2．7 轴向拉伸或压缩的应变能
2．8 拉伸、压缩超静定问题
2．9 温度应力和装配应力
2．10 应力集中的概念
2．11 剪切和挤压的实用计算
习题

第3章 扭转
3．1 扭转的概念和实例
3．2 外力偶矩的计算扭矩和扭矩图
3．3 纯剪切
3．4 圆轴扭转时的应力
3．5 圆轴扭转时的变形
3．6 扭转应变能
3．7 圆柱形密圈螺旋弹簧
3．8 矩形截面杆扭转理论简介
习题

第4章 平面图形的几何性质
4．1 静矩和形心
4．2 惯性矩和惯性半径
4．3 惯性积
4．4 平行移轴公式
4．5 转轴公式主惯性轴
习题

第5章 弯曲内力
5．1 弯曲的概念和实例
5．2 梁的支座和载荷的简化
5．3 剪力和弯矩
5．4 剪力方程和弯矩方程 剪力图和弯矩图
5．5 载荷集度、剪力和弯矩间的关系
5．6 刚架和曲杆的弯曲内力
习题

第6章 弯曲应力
6．1 梁的纯弯曲
6．2 纯弯曲时的正应力
6．3 横力弯曲时的正应力
6．4 弯曲切应力
6．5 提高弯曲强度的措施
习题

第7章 弯曲变形
7．1 工程问题中的弯曲变形挠度和转角
7．2 挠曲线的近似微分方程
……
第8章 应力状态分析和强度理论
第9章 组合变形
第10章 压杆稳定
第11章 动载荷
第12章 交变应力
第13章 能量方法和超静定结构
附录A 型钢表
附录B 计及截面切应变影响的梁横力弯曲正应力的分析
附录C 变截面梁弯曲切应力和弯曲中心
附录D 习题答案
参考文献
作者简介

前言/序言

　　本书以第1版为基础，保持前两版的风格和特色不变，精选的材料力学基本内容不变，适当增加了一些新内容。按照教育部高等学校力学基础课程教学指导委员会的《高等学校理工科非力学专业力学基础课程教学基本要求》进行修订，主要改动如下：
　　1.增加了新材料的力学性能图。
　　2.增加了阶梯状细长压杆临界力的例题。
　　3.增加了弯曲中心的概念和例题（附录C）。
　　4.增加了计及截面切应变影响的梁横力弯曲正应力的分析（附录B）。
　　5.增加了变截面梁弯曲切应力的公式（附录C）。
　　6.增加了有关测试、设备及应用等资料的微视频二维码。
　　本教材承浙江大学庄表中教授审阅，他的审阅极为认真、细致和严谨，提出了许多宝贵意见，并提供了微视频二维码的有关资料，谨此致谢。
　　限于修订者水平，疏漏之处难免，还望广大教师和读者批评指正。

简明材料力学（第3版）—— 洞悉结构之秘，驾驭万物之力 材料力学，作为工程科学的基石，是理解和设计各类结构与机械的关键。它研究材料在各种载荷作用下的行为，揭示物质形态与受力之间的深刻联系。从宏伟的桥梁到精密的仪器，从日常的家用电器到尖端的航空航天器，无不凝聚着材料力学原理的智慧。《简明材料力学（第3版）》正是这样一本旨在系统、深入浅出地介绍这门学科核心知识的著作。它不仅是机械、土木、航空航天、材料等众多工程领域本科生的必备教材，更是广大工程技术人员和科研工作者手中宝贵的参考工具。 本书最大的特色在于其“简明”的定位。在力求全面涵盖材料力学基础概念与方法的同时，我们始终将逻辑清晰、重点突出、易于理解作为编撰的首要原则。避免了不必要的繁琐推导和过时内容，取而代之的是直观的物理图像、典型的工程实例以及精炼的数学表达，力求在有限的篇幅内，最大程度地展现材料力学知识的精髓。 第三版的出版，是在前两版成功经验的基础上，根据当前教学改革的趋势、科技发展的最新动态以及读者的反馈意见，进行的一次全面而审慎的修订。相较于前版，第三版在内容编排、例题选择、习题设计以及图示呈现等方面均有 significant 的改进，使其更具前瞻性、实用性与教学价值。 核心内容深度解析： 本书内容体系完整，循序渐进，覆盖了材料力学的经典范畴，并融入了新的视角。 第一部分：绪论与基本概念 在开始深入探讨具体问题之前，本书首先为读者构建了一个坚实的理论基础。 绪论： 阐述材料力学的研究对象、基本假设、研究方法及其在工程实践中的重要性。通过引人入胜的工程案例，激发读者对材料力学学习的兴趣。 应力与应变： 这是材料力学中的两个核心概念。本书详细介绍了内力的概念，并由此引申出应力——单位面积上的内力。通过清晰的定义和几何解释，读者可以理解法向应力与剪应力的区别与联系。对于应变，则从几何角度出发，介绍了法向应变与剪应变，强调了其描述物体变形的本质。我们特别注重应力状态与应变状态在一点的描述，引入了应力张量与应变张量的基本概念，为后续更复杂的分析奠定基础。 材料的力学性能： 详细介绍了强度、刚度、稳定性等材料的基本力学性能指标。通过对单轴拉伸/压缩试验等典型试验的解读，系统阐述了应力-应变曲线的各种特征，如弹性模量、比例极限、屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率等。对于不同类型的材料，如金属、高分子、陶瓷、复合材料等，会根据其典型力学行为进行分类介绍。此外，还重点介绍了泊松比、剪切弹性模量等重要参数，以及材料的疲劳、蠕变、断裂等力学行为，这些都是在实际工程设计中至关重要的考量因素。 第二部分：杆件的轴向载荷与扭转 本部分是材料力学中最基础、最常见的受力情况的分析。 轴向载荷下的杆件： 详细分析了杆件承受轴向拉力或压力时产生的应力与变形。推导了轴向应力的计算公式，并介绍了胡克定律在轴向拉伸/压缩中的应用。重点讲解了截面法在确定内力（轴力）中的应用。对于杆件的轴向变形，推导了其计算公式，并强调了刚度条件在设计中的应用。特别增加了对温度应力的分析，这是许多工程实际中不可忽视的因素。 扭转载荷下的杆件： 深入分析了圆轴承受扭转载荷时的应力与变形。详细推导了扭转梁的剪应力公式，区分了等截面直杆和变截面直杆的情况，并讨论了应力集中现象。对于扭转变形，推导了扭转角的计算公式。特别扩展了对薄壁圆筒在扭转作用下应力状态的分析，以及非圆形杆件的扭转问题初步介绍，这在实际的机械连接设计中非常常见。 第三部分：梁的弯曲 梁的弯曲是结构力学中应用最广泛、最复杂的章节之一。 梁的内力： 重点讲解了梁的内力（剪力与弯矩）的概念，以及它们在梁上分布规律的确定。详细介绍了梁的弯剪图（V-M图）的绘制方法，这是分析梁内力状态的关键工具。 弯曲应力： 详细推导了正应力在弯曲梁内的分布规律，即弯曲正应力公式（欧拉-伯努利梁理论）。引入了截面模量的概念，并对各种常见截面（矩形、圆形、工字形等）的截面模量进行了计算。同时，介绍了弯曲剪应力的分布规律，重点分析了矩形截面和工字形截面的剪应力分布情况。 梁的变形： 深入分析了梁在弯曲作用下的挠曲线。详细推导了梁的挠曲线方程，并讲解了通过积分法求解梁的挠度和转角。本书提供了多种典型梁在各种荷载作用下的挠度和转角计算公式，便于读者直接应用。此外，增加了超静定梁的初步分析方法，如叠加法和容许变形法，拓展了梁的分析范围。 第四部分：应力状态与应变状态 本部分旨在更深入地理解材料在复杂载荷下的应力与应变情况。 平面应力状态： 详细讲解了应力圆（莫尔圆）的应用，通过图形化的方法，直观地确定任意截面上的应力，以及主应力和主应力方向。同样，也介绍了应变圆的应用，以确定主应变和主应变方向。 应力与应变的关系： 进一步探讨了广义胡克定律，详细阐述了各向同性材料和正交各向异性材料的本构关系。介绍了应力张量与应变张量之间的联系，为更深入的力学分析打下基础。 单元体应力分析： 综合运用前面学到的知识，分析单元体在各种复杂应力状态下的表现，为理解材料的强度和破坏提供理论依据。 第五部分：压杆稳定性 稳定性是结构安全性的一个重要方面，尤其对于受压构件。 压杆失稳： 详细介绍了压杆失稳（屈曲）的基本概念和原因。推导了欧拉临界力公式，并讨论了边界条件对临界力的影响。 非理想压杆： 考虑了材料非线性、几何初始缺陷、端部约束不精确等实际因素对压杆稳定性的影响，介绍了正弦半波法、假定刚度法等实际工程中常用的近似计算方法。 第六部分：材料力学在工程中的应用 本部分将理论知识与实际工程紧密结合，增强了本书的实用性。 疲劳与断裂： 针对实际工程中常见的疲劳失效，详细介绍了S-N曲线、应力幅、平均应力等概念，以及疲劳寿命预测的基本方法。对于断裂力学，介绍了应力强度因子、断裂韧性等基本概念，并讨论了裂纹扩展的判据。 塑性力学初步： 简要介绍了材料的塑性变形及其在工程中的应用，如塑性铰、极限载荷等概念，为理解大变形和失效分析提供了初步的视角。 有限元法简介： 简要介绍有限元法在材料力学问题求解中的应用，展示了现代计算力学工具的强大能力，为读者进一步学习打下基础。 本版特色与亮点： 内容更新与优化： 结合最新的工程实践需求和教学改革方向，对部分章节内容进行了充实和更新。例如，在“梁的弯曲”部分，增加了对斜弯曲的分析，以及对集中力和弯矩作用下梁的内力与变形的更详细讨论。 丰富的工程实例： 全书穿插了大量典型且富有代表性的工程实例，如桥梁的受力分析、飞机机翼的应力分布、机械零件的强度设计等，帮助读者将抽象的理论概念与实际工程问题建立联系，增强学习的直观性和趣味性。 详实的例题与习题： 精心设计了不同难度和类型的例题，从基础概念的理解到复杂问题的求解，步步引导。习题部分涵盖了概念题、计算题和综合分析题，鼓励读者独立思考和解决问题。 精炼的数学推导与清晰的物理图像： 在保证数学严谨性的同时，更加注重物理过程的形象化解读。通过大量示意图、剖面图、应力云图等，使抽象的力学概念变得生动易懂。 强调计算方法与工具： 在介绍经典解析方法的同时，也融入了现代计算工具的应用思路，如有限元法的初步介绍，为读者适应未来的工程发展奠定基础。 排版与设计优化： 全书采用清晰的排版格式，图表清晰，重点突出，便于读者阅读和查阅。 《简明材料力学（第3版）》不仅是一本教材，更是一扇通往工程世界大门的钥匙。它将教会你如何“看懂”结构，如何“预测”材料在力的作用下的反应，最终帮助你成为一名更具创造力和解决问题能力的工程师。无论你是初涉材料力学领域的学生，还是希望巩固和深化相关知识的从业者，本书都将是你不可或缺的良师益友。通过学习本书，你将能够洞悉结构的内在规律，驾驭万物的力量，为创造更安全、更高效、更美好的工程世界贡献你的力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常独特，既有学术的严谨性，又不失幽默感。作者在讲解抽象概念时，常常会引用一些生动形象的比喻，比如用“橡皮筋”来解释弹性形变，或者用“桥梁的摇晃”来类比结构的振动。这种方式极大地降低了理解门槛，让我这个初学者也能轻松地抓住核心要点。而且，作者的提问方式也很巧妙，经常在关键节点设置一些思考题，引导读者主动去探究原理，而不是被动接受知识。我记得有一次在讲到应力集中时，作者就问了一个关于“咖啡杯把手为什么容易断裂”的问题，然后循序渐进地解释了其中的力学原理。这种互动式的讲解方式让我觉得学习过程更加有趣，也更能激发我的学习兴趣。书中的案例分析也选取得非常好，涵盖了工程实践中的各种典型场景，读起来感觉很有代入感，让我能更直观地理解理论知识的应用。

评分☆☆☆☆☆

这本书的印刷质量真的令人惊叹，纸张厚实，触感温润，不像有些教材那样泛着廉价的光泽。封面设计简洁而不失专业感，蓝色的底色搭配白色的书名，给人一种沉静、理性的感觉。书本的装订也非常牢固，每一页都翻动得很顺畅，一点也不用担心会散架。我特别喜欢它的大小，恰到好处，放在书桌上不显拥挤，拿在手里也比较轻便，方便携带去图书馆或者教室。书页的排版也做得非常用心，字体大小适中，行间距合理，阅读起来一点也不费眼。公式的排版尤其清晰，各种符号都标注得一目了然，这对于理解复杂的力学概念来说至关重要。章节之间的过渡也很自然，逻辑性很强，让人能够循序渐进地学习。总而言之，从拿到这本书的第一刻起，我就感受到了它作为一本专业教材所应有的严谨和精致，这种体贴的设计在一定程度上也减轻了我对材料力学这门课程的畏惧感。

评分☆☆☆☆☆

这本书在提供丰富的理论知识的同时，也注重培养读者的工程思维。它不仅仅是罗列公式和定理，而是引导读者去思考“为什么”和“怎么做”。在解决实际问题时，作者会引导读者一步步分析问题的本质，选择合适的理论工具，并最终得出合理的解决方案。我特别喜欢书中的一些“案例分析”环节，这些案例都来源于真实的工程项目，通过对这些案例的深入剖析，我不仅学习到了具体的计算方法，更重要的是学会了如何将理论知识应用到实际工程中去。而且，这本书的参考文献也做得非常详尽，对于想要深入研究某个领域的读者来说，提供了很好的指引。总的来说，这本书在知识的深度和广度上都做得很好，而且在培养读者的工程实践能力方面也下足了功夫，是一本非常值得推荐的材料力学教材。

评分☆☆☆☆☆

我在这本书中找到了一种前所未有的学习体验，它不像我之前读过的任何一本技术类书籍那样枯燥乏味。作者的叙述方式非常富有感染力，仿佛他正坐在我对面，耐心地和我分享着他对材料力学的独到见解。书中的插图质量非常高，不仅清晰美观，而且都恰到好处地出现在了讲解的关键位置，帮助我理解那些抽象的概念。我最喜欢的是书中的一些“小贴士”或者“思考时间”的板块，这些内容往往能点出一些容易被忽略但非常重要的细节，或者引出一些发人深省的问题，让我感觉作者是真的站在读者的角度去考虑问题的。而且，这本书的例子选择也非常贴近生活，比如分析乐高积木的承重能力，或者讲解自行车车架的设计原理，这些生活化的例子让我更容易产生共鸣，也更能体会到材料力学在日常生活中的应用。

评分☆☆☆☆☆

这本书在内容编排的逻辑性上做得非常出色，整个知识体系层层递进，非常适合系统性地学习。它从最基本的概念入手，比如应力、应变、弹性模量等，然后逐步深入到更复杂的梁的弯曲、扭转以及材料的疲劳和断裂等内容。每个章节的学习都建立在前一章的基础上，确保了学习的连贯性。我尤其欣赏的是，书中对公式的推导过程都讲解得非常详细，每一步的依据都清晰明了，这让我在理解公式的来源和含义时，不再感到困惑。而且，作者并没有仅仅停留在理论层面，而是将大量的篇幅用于介绍实际工程中的应用。比如在讲到材料的强度时，就结合了桥梁、飞机等实际案例，分析了不同材料在不同载荷下的受力情况。这种理论与实践紧密结合的方式，让我对材料力学这门课程有了更深刻的认识，也对它的实际价值有了更直观的感受。