《材料力學(xué)》為“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式設(shè)計。全書共分11章，主要包括：軸向拉壓和剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲內(nèi)力、彎曲應(yīng)力、彎曲變形、應(yīng)力狀態(tài)和強度理論、組合變形、壓桿穩(wěn)定、能量法、動載荷和交變應(yīng)力等內(nèi)容�！恫牧狭W(xué)》充分考慮學(xué)生自學(xué)的需求，注重材料力學(xué)課程與以前所學(xué)內(nèi)容的銜接，語言通俗易懂、合理設(shè)置自測題，以節(jié)為單位，設(shè)置本節(jié)導(dǎo)航、例題、小結(jié)與習(xí)題（部分節(jié)沒有習(xí)題），隨課程內(nèi)容需求設(shè)置基礎(chǔ)測試。本節(jié)導(dǎo)航中有思維導(dǎo)圖，隨著內(nèi)容的講解，有拓展閱讀和討論內(nèi)容，方便讀者開拓視野與思路。可掃封底二維碼互動交流。
本書適用于土木類、機械類專業(yè)高等院校教學(xué)用書。
適讀人群 ：本書適用于土木類、機械類專業(yè)高等院校教學(xué)用書。
《材料力學(xué)》這本書是作者多年教學(xué)經(jīng)驗、教學(xué)改革的總結(jié)與體現(xiàn)。作為曾經(jīng)學(xué)習(xí)材料力學(xué)的學(xué)生，知道學(xué)習(xí)的困難。拿到《材料力學(xué)》趙國華老師的書稿拜讀后，感覺像有老師在身邊親切講授，語言輕松活潑，不斷強調(diào)已經(jīng)學(xué)過的知識，鞏固；結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，按節(jié)布置學(xué)習(xí)起來也沒有太多壓力，邊講還設(shè)置了基礎(chǔ)測試題，能直接對剛學(xué)過的知識回顧是否掌握；拓展閱讀、隨處可見的討論能擴展知識的邊緣；小結(jié)與習(xí)題能檢測是否掌握了所學(xué)知識。充分體現(xiàn)“以學(xué)生為導(dǎo)向”，非常適合學(xué)生自學(xué)，也非常適合翻轉(zhuǎn)課堂教師來使用設(shè)計。金課的標準是“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度”，在這本書可以得到體現(xiàn)。
期待您會愛上這本書，能夠有效地幫助到您的學(xué)習(xí)與教學(xué)，祝您成為材料力學(xué)這門課程的學(xué)霸！
材料力學(xué)是土木類、機械類專業(yè)學(xué)生必修課程之一。本書是基于當前教學(xué)改革的趨勢，讓編寫的教材能夠“以成果為導(dǎo)向”，適合于“翻轉(zhuǎn)課堂”等新的教學(xué)模式使用的基礎(chǔ)上編寫的。
在本書的編寫中，我們注重了以下三點：和以前內(nèi)容的銜接，即將以前學(xué)過的相關(guān)內(nèi)容提示一下；基本內(nèi)容盡量做到通俗易懂，使同學(xué)能夠通過自學(xué)掌握；設(shè)置自測題，供同學(xué)檢測學(xué)習(xí)情況。本書還提供了一些拓展閱讀的參考資料，用于拓展學(xué)生知識邊界。本教材使用說明如下。
本教材設(shè)置有“本節(jié)導(dǎo)航”“知識點測試（基礎(chǔ)測試）”“例題”“小結(jié)”“習(xí)題”等欄目。
本節(jié)導(dǎo)航：是本節(jié)內(nèi)容的概括介紹。除此之外，還附上了思維導(dǎo)圖，用來提示本節(jié)內(nèi)容的綱要。當然，由于思維導(dǎo)圖是后面正文的綱要，可能有讀者開始感覺看不明白。因此，建議先學(xué)習(xí)后面正文的內(nèi)容，然后反過頭來再根據(jù)思維導(dǎo)圖來梳理本節(jié)內(nèi)容。
知識點測試（基礎(chǔ)測試）：針對本節(jié)內(nèi)容中學(xué)生應(yīng)該掌握的知識點給出的一些問題。這些問題結(jié)合教學(xué)大綱中規(guī)定的要求，考查學(xué)生對一些識記性知識的掌握情況。由于這些知識點是后面應(yīng)用的基礎(chǔ)，所以建議讀者根據(jù)自己答題的情況復(fù)習(xí)前面的內(nèi)容，進行查缺補漏，然后再閱讀后面的內(nèi)容。
例題：運用知識解決問題的示例。本教材的特點是對每一個例題都給出了問題分析，有些分析還提出了相關(guān)的問題供讀者思考。通過分析，讀者應(yīng)該能掌握解題的思路。所以，建議讀者在讀完分析部分后，可以自己試著把例題當作練習(xí)先做一下，再和后面的解答進行對比。
小結(jié)：實際是引用了教學(xué)大綱中對本節(jié)內(nèi)容的要求。讀者可以對照小結(jié)評估一下自己學(xué)習(xí)的情況。
習(xí)題：針對本節(jié)內(nèi)容的習(xí)題，檢驗學(xué)生對知識的應(yīng)用能力。個別題目難度較大，用*號標出，供學(xué)有余力的同學(xué)研究。本教材習(xí)題沒有答案，以免學(xué)生養(yǎng)成對答案的習(xí)慣。但對一些難度較大的題目，后面會附有簡單的提示。
本書的編寫，希望盡量將內(nèi)容寫得通俗易懂一些，適于學(xué)生自學(xué)。同時，在行文中會提出一些問題，希望讀者讀到此處，能掩卷思考一下。畢竟學(xué)習(xí)是為了喚起心智，不能只講通俗易懂，還要讓讀者培養(yǎng)思考的習(xí)慣。
全書共分11章，主要包括：軸向拉壓和剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲內(nèi)力、彎曲應(yīng)力、彎曲變形、應(yīng)力狀態(tài)和強度理論、組合變形、壓桿穩(wěn)定、能量法、動載荷和交變應(yīng)力等內(nèi)容。本書配有讀者交流圈（掃二維碼進入）可供讀者探討互動。由于水平所限，書中難免存在不足和疏漏之處，望各位讀者斧正并提出寶貴意見，以期再版時修訂、完善。
編者
2020年7月
趙國華，副教授，濟南大學(xué)，力學(xué)部副主任，濟南大學(xué)教師發(fā)展專家組成員，校督導(dǎo)組成員。主要講授理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程力學(xué)、有限元法等力學(xué)類課程，自1995年至圖書出版時講授力學(xué)類課程已有25年時間，教學(xué)經(jīng)驗豐富，完成了理論力學(xué)校級優(yōu)質(zhì)課建設(shè)、材料力學(xué)校級精品課建設(shè)、濟南大學(xué)百門課程教改項目：有限元法等教改項目，趙國華的課程改革深受學(xué)生喜愛，多次獲得濟南大學(xué)本科教學(xué)貢獻獎等，還獲得全國基礎(chǔ)力學(xué)青年教師講課比賽二等獎。
第1章緒論
1.1材料力學(xué)的相關(guān)概念和基本假設(shè) / 1
本節(jié)導(dǎo)航 / 1
1.1.1什么是材料力學(xué)？ / 1
1.1.2材料力學(xué)的研究對象 / 2
1.1.3材料力學(xué)的研究任務(wù) / 3
1.1.4材料力學(xué)的基本假設(shè) / 5
小結(jié) / 8
1.2構(gòu)件的外力和內(nèi)力 / 9
本節(jié)導(dǎo)航 / 9
1.2.1外力 / 9
1.2.2內(nèi)力和截面法 / 10
1.2.3應(yīng)力 / 12
1.2.4內(nèi)力和應(yīng)力的關(guān)系 / 13
小結(jié) / 14
習(xí)題 / 14
1.3構(gòu)件的變形 / 15
本節(jié)導(dǎo)航 / 15
1.3.1構(gòu)件的微觀變形 / 15
1.3.2桿的宏觀變形 / 17
小結(jié) / 19
習(xí)題 / 19
第2章軸向拉壓和剪切
軸向拉壓桿的概念和實例 / 20
2.1軸向拉壓桿的內(nèi)力和內(nèi)力圖 / 21
本節(jié)導(dǎo)航 / 21
2.1.1軸向拉壓桿橫截面內(nèi)力 / 22
2.1.2軸向拉壓桿的內(nèi)力圖——軸力圖 / 23
小結(jié) / 25
習(xí)題 / 25
2.2軸向拉壓桿的應(yīng)力 / 26
本節(jié)導(dǎo)航 / 26
2.2.1軸向拉壓桿的變形規(guī)律 / 27
2.2.2軸向拉壓桿橫截面的應(yīng)力 / 27
2.2.3圣維南原理 / 28
2.2.4軸向拉壓桿斜截面上的應(yīng)力 / 32
小結(jié) / 34
習(xí)題 / 34
2.3材料在拉壓時的力學(xué)性能 / 35
本節(jié)導(dǎo)航 / 35
2.3.1低碳鋼在拉伸時的力學(xué)性能 / 36
2.3.2低碳鋼在壓縮時的力學(xué)性能 / 41
2.3.3鑄鐵拉伸和壓縮時的力學(xué)性能 / 42
小結(jié) / 44
習(xí)題 / 44
2.4軸向拉壓桿的強度 / 45
本節(jié)導(dǎo)航 / 45
2.4.1安全因數(shù)和許用應(yīng)力 / 45
2.4.2軸向拉壓桿的強度條件 / 46
2.4.3應(yīng)力集中對強度的影響 / 47
小結(jié) / 50
習(xí)題 / 50
2.5軸向拉壓桿的變形 / 51
本節(jié)導(dǎo)航 / 51
2.5.1軸向拉壓桿線應(yīng)變的計算 / 52
2.5.2軸向拉壓桿縱向變形的計算 / 52
2.5.3軸向拉壓桿橫向應(yīng)變的計算 / 53
2.5.4求解位移的能量法 / 57
小結(jié) / 60
習(xí)題 / 61
2.6拉壓超靜定問題 / 62
本節(jié)導(dǎo)航 / 62
2.6.1超靜定問題的概念 / 62
2.6.2超靜定問題解法舉例 / 63
小結(jié) / 63
2.6.3溫度應(yīng)力問題 / 65
2.6.4裝配應(yīng)力 / 66
小結(jié) / 68
習(xí)題 / 68
2.7剪切和連接部分的計算 / 69
本節(jié)導(dǎo)航 / 69
2.7.1剪切的實用計算 / 70
2.7.2擠壓的實用計算 / 71
2.7.3被連接件的凈斷面校核 / 72
小結(jié) / 75
習(xí)題 / 75
第3章扭轉(zhuǎn)
扭轉(zhuǎn)的概念和實例 / 76
3.1扭轉(zhuǎn)內(nèi)力和內(nèi)力圖 / 77
本節(jié)導(dǎo)航 / 77
3.1.1傳動軸扭力偶矩的計算 / 78
3.1.2軸的內(nèi)力 / 78
3.1.3軸的內(nèi)力圖 / 79
小結(jié) / 81
習(xí)題 / 81
3.2薄壁圓筒的扭轉(zhuǎn) / 82
本節(jié)導(dǎo)航 / 82
3.2.1薄壁圓筒的相關(guān)參數(shù) / 82
3.2.2薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)時的變形特點 / 83
3.2.3薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力特點 / 84
3.2.4橫截面切應(yīng)力和扭矩（扭力偶）的關(guān)系 / 85
3.2.5剪切胡克定律的測定 / 86
小結(jié) / 87
3.3等直圓軸扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力 / 87
本節(jié)導(dǎo)航 / 87
3.3.1等直圓軸扭轉(zhuǎn)時的切應(yīng)力公式 / 88
3.3.2圓軸切應(yīng)力強度 / 92
小結(jié) / 94
習(xí)題 / 94
3.4圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形 / 95
本節(jié)導(dǎo)航 / 95
3.4.1圓軸扭轉(zhuǎn)變形計算的基礎(chǔ) / 95
3.4.2圓軸的扭轉(zhuǎn)變形 / 96
3.4.3圓軸扭轉(zhuǎn)的剛度條件 / 96
3.4.4計算圓軸變形的能量法 / 99
習(xí)題 / 102
3.5矩形截面桿的自由扭轉(zhuǎn) / 103
本節(jié)導(dǎo)航 / 103
3.5.1自由扭轉(zhuǎn)和約束扭轉(zhuǎn) / 103
3.5.2矩形截面桿自由扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力和變形 / 104
習(xí)題 / 106
第4章彎曲內(nèi)力
4.1彎曲內(nèi)力概述 / 107
本節(jié)導(dǎo)航 / 107
4.1.1彎曲變形的概念 / 107
4.1.2彎曲變形的實例 / 108
4.1.3對稱彎曲的概念 / 109
4.1.4梁力學(xué)模型的簡化 / 109
4.2梁的內(nèi)力和內(nèi)力圖 / 112
本節(jié)導(dǎo)航 / 112
4.2.1梁的內(nèi)力 / 112
4.2.2梁的內(nèi)力圖 / 115
小結(jié) / 118
習(xí)題 / 118
4.3梁內(nèi)力圖的簡易畫法 / 119
本節(jié)導(dǎo)航 / 119
4.3.1載荷集度、剪力與彎矩間的微分關(guān)系 / 119
4.3.2微分關(guān)系的應(yīng)用 / 120
4.3.3內(nèi)力圖規(guī)律小結(jié) / 122
小結(jié) / 126
習(xí)題 / 126
4.4平面剛架和曲桿的內(nèi)力 / 127
本節(jié)導(dǎo)航 / 127
4.4.1平面剛架的內(nèi)力及符號規(guī)定 / 128
4.4.2平面曲桿的內(nèi)力及符號規(guī)定 / 128
小結(jié) / 130
習(xí)題 / 130
第5章彎曲應(yīng)力
5.1彎曲正應(yīng)力公式 / 131
本節(jié)導(dǎo)航 / 131
5.1.1純彎曲的概念 / 132
5.1.2純彎曲時的正應(yīng)力 / 132
小結(jié) / 136
習(xí)題 / 137
5.2彎曲正應(yīng)力公式的應(yīng)用 / 137
本節(jié)導(dǎo)航 / 137
5.2.1彎曲正應(yīng)力公式的討論和推廣 / 137
5.2.2對稱彎曲梁的正應(yīng)力強度條件 / 140
小結(jié) / 143
習(xí)題 / 143
5.3彎曲切應(yīng)力強度條件 / 145
本節(jié)導(dǎo)航 / 145
5.3.1對稱彎曲的切應(yīng)力 / 145
5.3.2彎曲正應(yīng)力和彎曲切應(yīng)力的比較 / 148
5.3.3梁的切應(yīng)力強度條件 / 149
小結(jié) / 151
習(xí)題 / 151
5.4提高彎曲強度的措施 / 152
本節(jié)導(dǎo)航 / 152
5.4.1提高彎曲強度的措施 / 153
5.4.2材料力學(xué)性能的利用 / 155
5.4.3采用等強度梁 / 156
小結(jié) / 158
習(xí)題 / 158
5.5彎曲中心 / 159
本節(jié)導(dǎo)航 / 159
5.5.1彎曲中心的概念 / 159
5.5.2彎曲中心的確定 / 161
小結(jié) / 164
習(xí)題 / 164
第6章彎曲變形
6.1彎曲變形的基本概念和基本方程 / 166
本節(jié)導(dǎo)航 / 166
6.1.1彎曲變形的相關(guān)概念 / 167
6.1.2彎曲變形的基本方程 / 168
小結(jié) / 169
6.2積分法求彎曲變形 / 169
本節(jié)導(dǎo)航 / 169
6.2.1撓曲線近似微分方程的積分 / 170
6.2.2積分常數(shù)的確定 / 170
小結(jié) / 175
習(xí)題 / 175
6.3疊加法求彎曲變形 / 176
本節(jié)導(dǎo)航 / 176
6.3.1疊加法的概念 / 176
6.3.2載荷疊加法 / 176
6.3.3變形疊加法 / 181
小結(jié) / 182
習(xí)題 / 182
6.4梁變形的應(yīng)用 / 183
本節(jié)導(dǎo)航 / 183
6.4.1梁的剛度條件 / 184
6.4.2提高梁剛度的措施 / 185
6.4.3超靜定梁 / 186
小結(jié) / 188
習(xí)題 / 188
第7章應(yīng)力狀態(tài)和強度理論
7.1應(yīng)力狀態(tài)的概念 / 189
本節(jié)導(dǎo)航 / 189
7.1.1應(yīng)力狀態(tài)的概念 / 190
7.1.2主單元體和主應(yīng)力的概念 / 190
7.1.3一點應(yīng)力狀態(tài)的確定 / 191
7.1.4二向應(yīng)力狀態(tài)實例——薄壁壓力容器 / 192
7.1.5三向應(yīng)力狀態(tài)實例 / 194
小結(jié) / 194
習(xí)題 / 194
7.2二向應(yīng)力狀態(tài)分析的解析法 / 195
本節(jié)導(dǎo)航 / 195
7.2.1二向應(yīng)力狀態(tài)的一般形式 / 195
7.2.2任意截面應(yīng)力的確定 / 196
7.2.3正應(yīng)力的極值——主應(yīng)力 / 197
7.2.4主應(yīng)力的應(yīng)用——主應(yīng)力跡線 / 201
小結(jié) / 202
習(xí)題 / 202
7.3二向應(yīng)力狀態(tài)分析的圖解法 / 204
本節(jié)導(dǎo)航 / 204
7.3.1應(yīng)力圓（莫爾圓）的繪制 / 204
7.3.2應(yīng)力圓的應(yīng)用 / 205
小結(jié) / 209
習(xí)題 / 209
7.4三向應(yīng)力狀態(tài)基礎(chǔ) / 210
本節(jié)導(dǎo)航 / 210
7.4.1空間應(yīng)力狀態(tài)的求解方法 / 211
7.4.2空間應(yīng)力狀態(tài)的兩個重要結(jié)論 / 212
小結(jié) / 213
習(xí)題 / 213
7.5點的變形分析 / 214
本節(jié)導(dǎo)航 / 214
7.5.1各向同性材料的廣義胡克定律 / 214
7.5.2單元體的體積改變和形狀改變 / 219
小結(jié) / 222
習(xí)題 / 223
7.6強度理論 / 224
本節(jié)導(dǎo)航 / 224
7.6.1強度理論的概念和類型 / 225
7.6.2四種經(jīng)典的強度理論 / 226
7.6.3強度理論的統(tǒng)一形式 / 227
7.6.4各種強度理論的適用條件 / 228
小結(jié) / 232
習(xí)題 / 232
第8章組合變形
8.1組合變形的概念 / 234
本節(jié)導(dǎo)航 / 234
8.1.1組合變形的概念 / 234
8.1.2解決組合變形問題的一般方法：疊加法 / 235
小結(jié) / 237
8.2雙對稱彎曲 / 237
本節(jié)導(dǎo)航 / 237
8.2.1雙對稱彎曲的概念 / 238
8.2.2雙對稱彎曲橫截面的應(yīng)力和強度條件 / 238
8.2.3雙對稱彎曲的變形和剛度條件 / 240
小結(jié) / 242
習(xí)題 / 242
8.3扭彎組合變形 / 243
本節(jié)導(dǎo)航 / 243
8.3.1扭彎組合變形實例 / 243
8.3.2外力分析和變形分解 / 244
8.3.3內(nèi)力分析 / 244
8.3.4應(yīng)力分析 / 244
8.3.5強度校核 / 245
8.3.6強度問題的進一步討論 / 245
小結(jié) / 249
習(xí)題 / 249
8.4拉彎組合變形 / 250
本節(jié)導(dǎo)航 / 250
8.4.1拉彎組合變形實例 / 251
8.4.2變形分解 / 251
8.4.3內(nèi)力分析 / 252
8.4.4應(yīng)力分析 / 252
8.4.5強度問題 / 252
小結(jié) / 255
習(xí)題 / 255
8.5偏心壓縮和截面核心 / 256
本節(jié)導(dǎo)航 / 256
8.5.1偏心壓縮柱橫截面應(yīng)力 / 256
8.5.2偏心壓縮柱的截面核心 / 258
小結(jié) / 261
習(xí)題 / 261
第9章壓桿穩(wěn)定
9.1壓桿穩(wěn)定的概念 / 263
本節(jié)導(dǎo)航 / 263
9.1.1平衡穩(wěn)定性的概念 / 263
9.1.2壓桿穩(wěn)定的概念 / 264
9.2理想壓桿的臨界力計算 / 265
本節(jié)導(dǎo)航 / 265
9.2.1兩端鉸支理想細長壓桿的臨界力 / 265
9.2.2不同桿端約束下細長桿臨界力的歐拉公式 / 266
小結(jié) / 269
習(xí)題 / 269
9.3壓桿的穩(wěn)定計算 / 270
本節(jié)導(dǎo)航 / 270
9.3.1臨界應(yīng)力的歐拉公式 / 270
9.3.2臨界應(yīng)力總圖 / 271
9.3.3壓桿的穩(wěn)定校核 / 272
小結(jié) / 280
習(xí)題 / 280
9.4壓桿穩(wěn)定的合理設(shè)計 / 282
本節(jié)導(dǎo)航 / 282
9.4.1壓桿穩(wěn)定性設(shè)計的依據(jù) / 282
9.4.2提高壓桿穩(wěn)定性的措施 / 282
小結(jié) / 284
第10章能量法
10.1應(yīng)變能和卡式第一定理 / 285
本節(jié)導(dǎo)航 / 285
10.1.1線彈性體的外力功和應(yīng)變能 / 285
10.1.2非線性彈性體的外力功和應(yīng)變能 / 288
10.1.3應(yīng)變能的特點 / 289
10.1.4卡式第一定理 / 290
小結(jié) / 294
習(xí)題 / 294
10.2余能和卡式第二定理 / 295
本節(jié)導(dǎo)航 / 295
10.2.1彈性體余功和余能的概念 / 295
10.2.2彈性體的余能定理 / 296
10.2.3線彈性體的卡式第二定理 / 297
小結(jié) / 300
習(xí)題 / 300
第11章動載荷和交變應(yīng)力
11.1構(gòu)件的慣性載荷 / 302
本節(jié)導(dǎo)航 / 302
11.1.1構(gòu)件在加速平移時的動載荷 / 302
11.1.2構(gòu)件在轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的動載荷 / 305
小結(jié) / 306
習(xí)題 / 307
11.2構(gòu)件的沖擊載荷 / 307
本節(jié)導(dǎo)航 / 307
11.2.1沖擊問題的概念和假設(shè) / 308
11.2.2典型沖擊問題舉例 / 309
小結(jié) / 313
習(xí)題 / 313
11.3交變應(yīng)力和疲勞破壞 / 315
本節(jié)導(dǎo)航 / 315
11.3.1交變應(yīng)力的概念 / 315
11.3.2疲勞破壞 / 317
11.3.3材料的疲勞強度 / 318
11.3.4構(gòu)件的疲勞強度校核 / 319
11.3.5鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其連接的疲勞計算 / 321
小結(jié) / 324
習(xí)題 / 324
附錄
附錄Ⅰ截面的幾何性質(zhì) / 326
本節(jié)導(dǎo)航 / 326
Ⅰ.1截面的面積矩 / 326
Ⅰ.2平行移軸公式和轉(zhuǎn)軸公式 / 332
小結(jié) / 336
習(xí)題 / 336
附錄Ⅱ型鋼表 / 338
Ⅱ.1等邊角鋼截面尺寸、截面面積、理論重量及截面特性（GB/T 706—2016） / 338
Ⅱ.2不等邊角鋼截面尺寸、截面面積、理論重量及截面特性（GB/T 706—2016） / 342
Ⅱ.3工字鋼截面尺寸、截面面積、理論重量及截面特征（GB/T 706—2016） / 346
Ⅱ.4槽鋼截面尺寸、截面面積、理論重量及截面特性（GB/T 706—2016） / 348
參考文獻
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