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机械设计思考题与习题解答，ISBN：9787040284058，作者：张锋 编
《材料力学：理论与应用》 本书系统地阐述了材料力学这一工程学科的基础理论，并结合大量实际工程案例，旨在帮助读者建立扎实的理论基础，培养解决工程实际问题的能力。 核心内容概览： 1. 应力与应变的基本概念： 内力与应力： 深入解析外力在材料内部产生的内力及其分布规律，介绍各种应力状态（拉应力、压应力、剪应力、弯曲应力、扭转应力）的定义、计算方法及工程意义。我们将从最基本的杆件轴向受力出发，逐步深入到更复杂的应力耦合情况。 应变与变形： 探讨材料在外力作用下产生的几何变化，包括线应变、剪应变等，并阐述它们与应力的关系，即材料的本构关系。我们将详细讲解胡克定律在不同应力状态下的体现。 应力与应变的关系（本构关系）： 重点介绍线弹性材料的应力-应变曲线，讲解弹性模量、泊松比、剪切弹性模量等关键参数，并讨论材料在弹性变形和塑性变形阶段的行为。 2. 材料在简单载荷作用下的受力分析： 轴向拉伸与压缩： 这是最基础的受力形式。我们将学习如何计算杆件的轴向应力和应变，以及由此产生的伸长或缩短量。书中会包含大量关于杆件强度和刚度设计的例子，例如桥梁的受力杆件、起重机的吊钩等。 剪切与扭转： 详细分析杆件承受剪切载荷和扭转载荷时产生的应力分布，学习扭转梁的应力、应变以及转角计算。这部分内容对于设计轴、齿轮等传动零件至关重要，例如汽车传动轴的设计，螺栓连接的剪切分析等。 弯曲： 弯曲是工程中最常见的受力形式之一。本书将深入剖析梁在横向载荷作用下的弯曲变形，介绍弯矩图和剪力图的绘制方法，以及梁内应力的分布规律（如中性轴、最大弯曲应力）。我们将通过梁的挠度和转角计算，学习如何选择合适的梁截面以满足强度和刚度要求，例如在建筑结构、机械平台的设计中。 3. 组合变形与应力分析： 组合变形： 许多工程构件同时承受多种载荷，导致复杂的应力状态。本书将教授如何分析承受拉压、弯曲、扭转等组合载荷的构件的应力，并应用应力叠加原理进行计算。 应力状态与应力分析： 介绍应力张量的概念，以及如何通过应力坐标变换来确定任意截面上的应力。重点讲解主应力、最大剪应力，并引入莫尔圆方法，提供直观的应力分析工具。 4. 材料的强度与刚度设计： 强度条件： 讲解许用应力、强度计算的基本方法，确保构件在设计载荷下不发生断裂或屈服。我们会对比不同材料的许用应力，并给出选择材料的指导原则。 刚度条件： 讲解变形限制的要求，确保构件在载荷作用下的变形在允许范围内，避免因变形过大而影响使用性能。例如，精密仪器的支撑结构、航空航天部件的变形控制。 杆件稳定性（压杆稳定性）： 对于受压杆件，除了强度和刚度，还需要考虑其稳定性问题。我们将介绍欧拉公式等稳定性计算方法，并讨论细长压杆失稳的原因和防止措施。 5. 复合材料力学基础（选讲）： 随着新材料的广泛应用，本书也将初步介绍复合材料的力学性能特点，以及它们在设计中的应用潜力，为读者了解前沿工程材料提供一个基础的视角。 学习方法与特色： 理论与实践相结合： 每个章节都配有丰富的例题，涵盖了机械、土木、航空航天等多个工程领域的实际问题，帮助读者理解理论知识在工程中的应用。 清晰的逻辑结构： 内容循序渐进，从基本概念到复杂分析，确保读者能够逐步掌握材料力学的知识体系。 直观的图示说明： 大量运用图表、示意图和三维模型，帮助读者更直观地理解应力、应变和变形的分布情况。 计算方法详解： 详细讲解各种计算公式的推导过程和使用方法，并提供实际操作的指导。 工程应用导向： 强调材料力学在工程设计中的指导作用，培养读者解决实际工程问题的思维能力。 本书适用于： 高等院校机械设计、土木工程、航空航天、力学等相关专业的本科生。 从事工程设计、研发、技术咨询等工作的工程师。 对材料力学感兴趣并希望系统学习的自学者。 通过学习本书，读者将能够掌握分析和计算各种工程构件在载荷作用下应力、应变和变形的基本方法，为进行工程设计和解决实际工程问题打下坚实的理论基础。
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