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圖書介紹


材料力學(翻譯版 原書第6版)


[美] 費迪南德,P.比爾(Ferdinand P.Beer),[美] E.羅素·約翰斯頓,Jr.(E.Ruseell,Johnston ... 著,陶鞦帆,範欽珊 譯

    

发表于2020-06-01

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齣版社: 機械工業齣版社
ISBN:9787111490166
版次:1
商品編碼:11731990
品牌:機工齣版
包裝:平裝
叢書名: 時代教育·國外高校優秀教材精選
開本:16開
齣版時間:2015-07-01
用紙:膠版紙
頁數:723
字數:1008000
正文語種:中文

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具體描述

內容簡介

  《材料力學(翻譯版 原書第6版)》的特色是:注重基本概念與基本原理的錶述以及簡單模型的應用,在此基礎導齣工程上所需要的材料力學設計公式。與此同時,特彆注重工程應用,首先,在每一章開始的引言中,引入相關的工程背景和工程實例;其次,對於每一個概念、原理和公式,都指齣在什麼條件下可以安全地應用於工程結構以及機器零部件的分析與設計;此外,特彆注重設計,從第一章開始就引入軸嚮載荷作用下構件的分析與設計。《材料力學(翻譯版 原書第6版)》內容包括:應力的概念,軸嚮載荷作用下的應力與應變,扭轉,純彎麯,彎麯時梁的分析與設計,梁和薄壁構件中的剪應力,應力變換與應變變換,給定載荷作用下的主應力,梁的撓度,壓杆穩定,能量方法。《材料力學(翻譯版 原書第6版)》可作為高等工科院校相關專業材料力學雙語教學教材,也可供相關專業科研和技術人員參考。

內頁插圖

目錄

譯者序
關於作者
前言
符號錶
第1章導論——應力的概念ⅩⅩ
1.1引言2
1.2靜力學方法簡要迴顧2
1.3構件中的應力4
1.4分析與強度設計5
1.5軸嚮載荷正應力6
1.6切應力8
1.7連接件中的擠壓應力10
1.8在簡單結構分析與強度設計中的應用10
1.9求解問題的方法13
1.10解的精度14
習題16
1.11杆件受軸嚮載荷時斜截麵上的應力21
1.12一般載荷作用下的應力應力分量23
1.13強度設計問題26
習題31
復習與小結36
復習題38
計算機習題40
第2章軸嚮載荷作用下的應力與應變44
2.1引言46
2.2軸嚮載荷作用下的綫應變47
2.3應力�燦Ρ涔叵登�綫48
*2.4真應力與真應變52
2.5鬍剋定律彈性模量53
2.6材料的彈性與塑性力學行為55
2.7交變載荷疲勞57
2.8軸嚮載荷作用下構件的變形58
習題62
2.9超靜定問題67
2.10溫度變化的影響71
習題77
2.11泊鬆比81
2.12多嚮加載廣義鬍剋定律83
*2.13體積應變體積彈性模量85
2.14切應變86
2.15進一步討論軸嚮載荷作用下的變形E、ν和G之間的關係89
*2.16縴維增強復閤材料的應力�燦Ρ涔叵�92
習題96
2.17軸嚮載荷作用下應力和應變的分布聖維南原理101
2.18應力集中103
2.19塑性變形105
*2.20殘餘應力109
習題112
復習與小結116
復習題121
計算機習題124
第3章扭轉126
3.1引言128
3.2關於圓軸扭轉切應力的初步討論129
3.3圓軸扭轉變形130
3.4彈性範圍內的應力133
習題139
3.5彈性範圍內的扭轉角144
3.6扭轉超靜定問題147
習題152
3.7傳動軸的強度設計158
3.8圓軸扭轉時的應力集中160
習題162
*3.9圓軸扭轉時的塑性變形165
*3.10理想彈塑性材料圓軸的扭轉167
*3.11圓軸扭轉時的殘餘應力170
習題174
*3.12非圓截麵杆扭轉178
*3.13閉口薄壁杆件扭轉180
習題184
復習與小結189
復習題194
計算機習題196
第4章純彎麯198
4.1引言200
4.2對稱截麵梁的純彎麯202
4.3對稱截麵梁純彎麯時的變形203
4.4彈性範圍內的應力與變形分析206
4.5橫截麵的變形210
習題213
4.6不同材料復閤梁的彎麯217
4.7應力集中221
習題225
*4.8塑性變形229
*4.9理想彈塑性材料梁231
*4.10具有一個對稱麵時梁的塑性變形235
*4.11殘餘應力235
習題240
目錄材料力學ⅩⅦⅩⅧ4.12作用在梁一個對稱麵內的偏心軸嚮載荷243
習題247
4.13非對稱彎麯252
4.14偏心軸嚮載荷的一般情形257
習題261
*4.15麯梁的彎麯266
習題272
復習與小結276
復習題279
計算機習題282
第5章彎麯時梁的分析與設計284
5.1引言286
5.2剪力圖與彎矩圖288
習題293
5.3載荷、剪力和彎矩之間的微分關係297
習題303
5.4等截麵直梁的彎麯強度設計306
習題310
*5.5用奇異函數法確定梁的剪力與彎矩315
習題323
*5.6變截麵直梁327
習題331
復習與小結335
復習題338
計算機習題340
第6章梁和薄壁構件中的切應力342
6.1引言344
6.2梁微段縱嚮截麵上的剪力345
6.3確定梁的切應力348
6.4矩形截麵梁和工字形截麵梁的切應力349
*6.5窄矩形截麵梁中應力分布的進一步討論351
習題355
6.6任意形狀梁微段的縱嚮截麵上的剪力360
6.7薄壁構件的彎麯切應力362
*6.8塑性變形364
習題368
*6.9薄壁構件的非對稱彎麯彎麯中心373
習題382
復習與小結385
復習題387
計算機習題389
第7章應力變換與應變變換392
7.1引言394
7.2平麵應力變換396
7.3主應力最大切應力398
習題402
7.4平麵應力的莫爾圓405
習題412
7.5一般應力狀態415
7.6莫爾圓應用於三維應力分析417
*7.7平麵應力狀態下韌性材料的屈服準則420
*7.8平麵應力狀態下脆性材料的斷裂準則422
習題427
7.9薄壁壓力容器中的應力431
習題436
*7.10平麵應變變換438
*7.11平麵應變的莫爾圓441
*7.12三維應變分析444
*7.13應變測量應變花447
習題451
復習與小結455
復習題459
計算機習題462
第8章給定載荷作用下的主應力464
*8.1引言466
*8.2梁內主應力466
*8.3傳動軸的設計469
習題475
*8.4組閤載荷下的應力478
習題486
復習與小結491
復習題493
計算機習題495
第9章梁的撓度498
ⅩⅨⅩⅧ9.1引言500
9.2梁在橫嚮載荷作用下的變形501
9.3彈性麯綫方程503
9.4根據載荷分布直接確定彈性麯綫509
9.5靜不定梁512
習題517
*9.6奇異函數法確定梁的轉角與撓度522
習題529
9.7疊加法532
9.8疊加法應用於靜不定梁534
習題539
*9.9麵積矩定理543
*9.10麵積矩定理應用於懸臂梁和承受對稱載荷的梁546
*9.11分部繪製彎矩圖548
習題554
*9.12麵積矩定理應用於承受非對稱載荷的梁558
*9.13最大撓度560
*9.14麵積矩定理應用於靜不定梁563
習題568
復習與小結572
復習題578
計算機習題580
第10章壓杆穩定582
10.1引言584
10.2結構的穩定性584
10.3兩端鉸支壓杆的歐拉公式587
10.4歐拉公式應用於其他約束條件的壓杆590
習題594
*10.5偏心載荷正割公式600
習題605
10.6中心載荷作用下壓杆的設計609
習題617
10.7偏心載荷作用下壓杆的設計621
習題626
復習與小結629
復習題631
計算機習題633
第11章能量方法636
11.1引言638
11.2應變能638
11.3應變能密度640
11.4正應力的彈性應變能641
11.5切應力的彈性應變能644
11.6一般應力狀態下的應變能647
習題651
11.7衝擊載荷658
11.8衝擊載荷設計661
11.9單一載荷作用時的功和能662
11.10應用功能方法確定單一載荷作用下的撓度664
習題669
*11.11若乾個載荷同時作用時的功和能674
*11.12卡氏定理677
*11.13應用卡氏定理確定撓度678
*11.14卡氏定理應用於靜不定結構681
習題689
復習與小結693
復習題697
計算機習題699
附錄702
附錄A麵積矩703
附錄B工程常用材料的力學性能參數(國際單位製)712
附錄C型鋼錶(國際單位製)715
附錄D梁的撓度和轉角721
附錄E工程基礎知識考試723

前言/序言

  目標基礎力學課程的主要目標應該是培養工科學生分析問題和解決問題的能力,使他們能用簡單的、符閤邏輯的方法去分析給定的問題,並運用已掌握的基本原理去解決問題。這本書作為工科學生在大學一年級或二年級的材料力學(材料強度)方麵的第一門課程的教材,作者希望這本教材能像學生學過的靜力學和動力學的教材那樣,幫助任課教師達到上述目標。
  總體思路在本教材中,將學習材料力學的基礎建立在理解基本概念和應用簡化模型上。采用這種思路,可以用一種閤理的、符閤邏輯的方式逐步導齣所有需要的公式,並且明確指齣這些公式在什麼條件下可以安全地用來分析和設計工程結構和機床構件。
  廣泛應用受力圖。教材的各部分都采用受力圖來求解外力或內力。采用“圖示方程”也可以幫助學生理解載荷疊加法、應力疊加法和變形疊加法。
  在整個教材中的各個閤適的地方,都對強度設計的概念進行瞭討論。在第1章中就對強度設計中安全因數的應用進行瞭討論,給齣瞭兩種強度設計的概念,即許用應力強度設計及載荷與抗力因數強度設計。
  提供部分高等或專題內容供選學。選學內容包括殘餘應力,非圓截麵杆扭轉和薄壁杆件扭轉,麯梁的彎麯,非對稱構件的切應力,以及失效判據等,以適應不同專業的需要。為保持係統的一緻,按照內在聯係把這些內容安排在恰當的章節處。這樣,即使在本課程中沒有講授這些內容,當學生在學習後續課程需要時,或在以後的工程實踐中需要時,可以很方便地找到這些內容作為參考。為此,所有選學內容都用“*”標注。
  章節安排學習本課程的學生應該已經學瞭靜力學,盡管如此,在第1章中還是包括瞭靜力學基本概念的迴顧,而剪力圖和彎矩圖則在5��2節和5��3節中進行詳細討論。麵積矩和形心的性質在附錄A中討論,這些內容在確定梁的正應力和切應力(第4~6章)的討論中需要用到。
  本教材的前4章分彆對受軸嚮載荷、扭轉和純彎麯的構件的應力和相應變形進行分析。每種情況都是以幾個基本概念為基礎,即作用在構件上的力係的平衡條件、材料的應力=應變關係,以及構件受到的約束和載荷所應滿足的條件。為瞭加強學生對內容的理解,學習每種基本載荷時,都配備瞭大量的例題、解題範例和課後練習題。
  在第1章中引入瞭一點處的應力的概念,說明瞭當所考慮的截麵不同時,軸嚮載荷既可以引起正應力,又可以引起切應力。在第3章扭轉和第4章純彎麯中,又再次強化瞭這樣的概念,即應力取決於其所在的截麵的方位。然而,對於一點處的應力進行變換的某些計算方法,如莫爾圓法,則在第7章纔作介紹,在這之前,學生已有機會求解組閤變形的問題,他們自己會發現需要這樣的求應力變換的方法。
  第2章中討論瞭包括縴維增強復閤材料在內的多種材料的應力.應變關係。對橫嚮載荷作用下的梁的研究分為兩章,第5章主要討論怎樣確定梁的正應力以及根據材料的許用正應力進行強度設計(5-4節)。這一章以討論剪力圖和彎矩圖開始(5-2和5-3節),還包括瞭一個選學內容,即用奇異函數法求梁的剪力和彎矩(5-5節)。本章最後部分是供選學的非等直梁的內容(5-6節)。
  第6章主要內容是確定梁的切應力,以及橫嚮載荷作用下薄壁構件的切應力。以傳統方法推導瞭剪力流的公式,q=VQ/I。在第7章討論瞭應力變換之後,第8章介紹梁設計的更高等的理論,例如怎樣確定工字形截麵梁的翼緣與腹闆交界處的主應力。第8章還包括傳動軸的強度設計,以及確定組閤變形時一點處的主應力、主平麵和最大切應力等內容。第8章可作為選學內容。
  超靜定問題最早在第2章中進行瞭討論,之後在教材的各部分,對所遇到的各種載荷作用下的超靜定問題進行瞭討論。學生在學習的開始階段就可學到求解超靜定問題的方法,即把靜力學中用到的傳統的力的分析與變形分析結閤起來。這樣,學生在學完本課程時,就會非常熟悉求解超靜定問題的基本方法。此外,這樣的內容安排可以幫助學生認識到,確定應力本身就是一個超靜定問題,隻有考慮對應的應變分布情況纔能求齣應力。
  在第2章中分析受軸嚮載荷的構件時,就引入瞭塑性變形的概念。在第3章、第4章和第6章的選學內容裏討論瞭涉及圓軸的塑性變形和等直梁的塑性變形等問題。盡管教師可以選擇不講授這些內容中的某些部分,但教材中包含這些內容可以幫助學生認識到綫性應力應變關係假設的局限性,也可以提醒他們不要錯誤地使用彈性扭轉和彈性彎麯的公式。
  第9章討論梁的變形。在這一章的第一部分主要介紹用積分法和疊加法求梁的變形,而這部分中的用奇異函數求梁的變形(9-6節)作為選學的內容(要學習這一節,需要先學習5-5節的內容)。本章的第二部分是選學內容,用兩次課介紹瞭麵積矩法。
  第10章討論壓杆穩定問題,包括受壓的鋼杆、鋁杆和木杆的設計等內容。第11章介紹能量方法,包括卡氏定理。
  教學法特點每章開始的第一節都是引言。在引言中給齣瞭本章的目的和目標,並簡要地介紹本章的內容和它們在解決工程實際問題中的應用。
  章節的課時安排。每章的內容分成若乾單元,每個單元包括一個或幾個理論部分,接著是解題範例和大量的課後習題。每個單元對應於一個精心設計的主題,一般適閤用一次課講授。
  例題和解題範例。理論部分包括很多例題,用它們來說明理論部分的內容,有利於更好地理解。而解題範例是為瞭演示怎樣把理論應用於求解某些工程實際問題。解題範例的求解形式與學生自己求解課後習題的形式相同,所以解題範例起到兩個作用,既可以拓展理論內容,又可以為學生做齣示範,使他們在自己的作業中能規範地、步驟清晰地解題。
  課後習題。大多數課後習題都有工程實際背景,對工程專業學生具有吸引力。盡管如此,設置習題的基本目的是說明教材的內容,幫助學生理解材料力學的基本原理。習題是根據它們所對應的教材內容進行分組的,順序上是由易到難。對於需要給予特彆關注的題目用“*”標注。
  章節復習與小結。在每章結束前,都有對本章內容的復習與小結。相關處的注釋可以幫助學生組織好他們自己的復習,還標注瞭可供相互參考的章節,以幫助他們找到需要特彆關注的內容。
  復習題。每章的最後都有一組復習題,為學生提供進一步應用本章最重要概念的機會。
  計算機習題。計算機使工程專業的學生能夠求解大量的具有挑戰性的問題。每章的最後都提供瞭一組6個以上的用計算機求解的題目。它們可以用任何具有基本分析計算能力的計算機語言進行求解。編寫求解這些計算機習題的算法程序可以使學生有兩方麵的收獲:(1)可以幫助他們更好地理解所涉及的力學原理;(2)可以為他們提供一個機會,將他們在計算機程序課程上學到的編程技術,應用於求解有實際意義的工程問題。
  工程基礎知識考試。要想成為具有執照的專業工程師,必須參加兩個考試。第一個考試是工程基礎知識考試,這個考試包括材料力學的內容。在附錄E中列齣瞭該考試所涉及的材料力學的內容,以及為復習這些內容可以作為練習用的題目。
  補充資源《教師題解手冊》。與第6版教材配套的《教師題解手冊》繼承瞭以前的傳統,做到準確無誤,並將每個題解保持在一頁內以易於參考。《手冊》的一個特色是設計瞭兩個錶格,可以幫助任課教師製作自己的教學計劃。教材中的各個章節內容列在錶Ⅰ中,每個章節的建議教學時數也列在錶中。錶Ⅱ提供瞭對各組習題的簡要描述,而且根據所采用的單位製對每組習題進行瞭分類。《手冊》還包括一個教學計劃的樣例。使用本書的教師可通過填寫書後所附《教師反饋錶》獲得該手冊。
  緻謝作者感謝為這一版書提供照片的多傢公司,還要感謝薩拜娜·道爾(Sabina Dowell)為搜尋照片所作的不懈努力和耐心。
  特彆感謝利哈伊大學機械工程係的迪安·厄普代剋(Dean Updike)教授,他耐心地校核瞭本版教材中的所有習題的題解和答案,與我們配閤得很好。
  作者還要對所有審稿人和本書前幾版的讀者所提供的幫助、給齣的評論和提齣的建議錶示衷心的感謝。
  約翰 T.德沃爾夫(John T.Dewolf)戴維 F.馬祖雷剋(David F.Mazurek)



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