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第一章绪论
材料力学总体介绍
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●1.1材料力学与生产实践的关系
介绍材料力学与生产实践的关系。
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●1.2材料力学的任务
为保证构件能正常工作,构件应有足够的承受规定载荷的能力。因此应当满足以下要求:强度要求、刚度要求、稳定性要求。
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●1.3变形固体的基本假设
研究构件的强度、刚度、稳定性时,对变形固体作下列假设:连续性假设、均匀性假设、各项同性假设。
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●1.4外力、内力与应力
按外力的作用方式可以分为表面力和体积力。按载荷随时间变化的特点,又可分为静载荷和动载荷。截面法求内力可将该法归纳三个步骤。
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●1.5变形与应变
变形包括线变形和角变形。应变包括线应变和角应变。
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第二章拉伸、压缩与剪切
拉伸、压缩与剪切的知识
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●2.1轴向拉压的概念 横截面上的内力
轴向拉伸或压缩横截面上的轴力,并画轴力图。
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●2.2直杆轴向拉伸或压缩时横截面和斜截面上的应力
直杆拉伸压变形时横截面上正应力的计算;斜截面上的应力计算,包括最大正应力和切应力。
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●2.3材料拉伸与压缩的力学性能
塑性材料低碳钢和脆性材料铸铁、其他塑性材料的拉伸力学性能。
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●2.4失效、安全因数和强度计算 应力集中
根据强度条件,对拉伸压缩杆件进行强度校核、截面设计和确定许可载荷等强度计算。
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●2.5轴向拉伸或压缩时的变形
当应力不超过比例极限时,杆件的伸长量与拉力F和杆件的原长成正比,与横截面积成反比。这也是胡克定律的另一种表达形式。
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●2.6拉伸或压缩时的应变能
弹性固体在外力作用下,因变形而储存的能量称为应变能。
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●2.7拉伸、压缩超静定问题
通过列力的平衡方程和变形协调方程,求解超静定问题。
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●2.8温度应力和装配应力
通过列力的平衡方程和变形协调方程,求解温度和装配引起的超静定问题。
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●2.9剪切实用计算
剪切变形横截面上切应力的计算。
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●2.10挤压实用计算
挤压变形挤压面上挤压应力的计算。
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●2.11实验 材料弹性模量E与泊松比m的测定
通过实验测定某一材料的弹性模量和泊松比。
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第三章扭转
扭转的相关知识
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●3.1扭矩和扭矩图
截面法求扭矩,并画扭矩图。
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●3.2圆轴扭转时的应力及切应力互等定理
通过变形几何关系、物理关系、静力关系推导扭转变形时切应力的计算公式。
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●3.3圆轴扭转时的强度计算
通过扭转变形的强度条件进行强度校核、截面设计和许可载荷的计算。
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●3.4圆轴扭转时的变形及刚度条件
单位长度扭转角与扭矩大小成正比,与抗扭刚度成反比。
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第四章弯曲内力
弯曲内力的相关知识
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●4.1弯曲的概念和受弯杆件的简化
静定梁的基本形式包括简支梁、外伸梁、悬臂梁。
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●4.2剪力和弯矩
截面法求弯曲变形时横截面上的内力。
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●4.3剪力方程和弯矩方程 剪力图和弯矩图
若以横坐标x表示横截面上梁轴线上的位置,建立剪力方程和弯矩方程及其习题
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●4.4载荷集度、剪力和弯矩间的关系
利用载荷集度、剪力和弯矩的微分、积分关系绘制剪力图和弯矩图。
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第五章弯曲应力
弯曲应力的相关知识
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●5.1纯弯曲
纯弯曲和横力弯曲的概念和特点。
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●5.2纯弯曲时的正应力
变形几何关系和物理关系。通过几何关系、物理关系和静力学关系推导弯曲变形时正应力的计算公式。
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●5.3横力弯曲时的正应力
利用纯弯曲时正应力的计算公式,计算横力弯曲时横截面上的正应力。利用强度条件进行强度校核、截面设计和许可载荷的计算。
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●5.4弯曲切应力
利用平衡方程和切应力互等定理推导矩形截面梁的弯曲切应力。讨论工字型截面梁的切应力。改善梁的受力状况;选择梁截面的合理形状;等强度梁。
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●5.5提高弯曲强度的措施
提高弯曲强度的措施
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●5.6实验 纯弯曲梁正应力实验
通过实验测定纯弯曲梁横截面上的正应力。
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第六章弯曲变形
弯曲变形的相关知识
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●6.1挠曲线的近似微分方程
挠曲线的近似微分方程。
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●6.2弯曲变形积分法
利用挠曲线的近似微分方程,列出边界条件和连续条件,求挠度和转角等。
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●6.3弯曲变形叠加法
利用叠加法求挠度和转角。
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●6.4梁的刚度校核与提高梁弯曲刚度的措施
改善结构形式和载荷的作用方式,减小弯矩;选择合理的截面形状。
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第七章应力和应变分析、强度理论
应力和应变分析、强度理论
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●7.1应力状态概述
应力状态的分类:单向应力状态、平面应力状态、三向应力状态。
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●7.2二向和三向应力状态实例
二向应力状态实例:薄壁圆筒;三向应力状态:滚珠轴承中,滚珠与外圈接触点的应力状态。
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●7.3平面应力状态分析-解析法
通过求斜面上的正应力和切应力,进一步求得平面应力状态下的最大和最小正应力,及切应力的极大值和极小值。通过实例,求解平面应力状态下的最大最小正应力及切应力的极大极小值,以及对应的方位。
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●7.4平面应力状态分析-图解法
通过画应力圆的方法,求平面应力状态下斜面上的应力,最大最小正应力及切应力的极大极小值,以及对应的方位。
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●7.5三向应力状态
通过画应力圆的方法求三向应力状态。
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●7.6广义胡克定律
复杂应力状态下,应力与应变的关系。
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●7.7复杂应力状态应变能密度
体积改变能密度和畸变能密度。
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●7.8强度理论
最大拉应力理论、最大伸长线应变理论、最大切应力理论、畸变能密度理论。应用强度理论进行危险点的校核。
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第八章组合变形
组合变形的相关知识
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●8.1组合变形和叠加原理
利用叠加原理解决组合变形问题。
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●8.2拉伸或压缩与弯曲组合
拉伸或压缩与弯曲的组合变形在工程中是常见的。应用叠加原理解决拉压与弯曲的组合变形。
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●8.3斜弯曲
斜弯曲
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●8.4扭转和弯曲组合
以圆截面杆为例,应用第三和第四强度理论对弯扭组合进行强度校核。
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第九章压杆稳定
压杆稳定的相关知识
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●9.1压杆稳定的概念
通过实例引出压杆稳定的概念,并提出临界压力。
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●9.2细长压杆的临界压力
欧拉公式。
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●9.3欧拉公式的适用范围 经验公式
三类杆件的临界压力。
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●9.4压杆稳定的校核
压杆稳定的条件:工作安全因数大于规定的稳定安全因数。
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第十章动载荷 交变应力
动载荷 交变应力的相关知识
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●10.1动载荷概述
动载荷的分类。
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●10.2用动静法求应力和变形
(1)以匀加速度向上提升的杆件;(2)匀速旋转的圆环。
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●10.3杆件受冲击时的应力和变形
通过能力守恒近似计算冲击问题,推导出冲击动荷因数。
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●10.4交变应力
交变应力与疲劳失效的概念;交变应力的循环特征、应力幅、平均应力。
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第十一章能量方法
能量方法的相关知识
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●11.1杆件应变能的计算
杆件基本变形下的应变能。
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●11.2应变能的普遍表达式
弹性体在一般受力情况下的应变能。
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●11.3互等定理
功的互等定理和位移互等定理。
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●11.4卡氏定理
应用卡氏第二定理求位移、转角等。卡氏定理的应用。
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●11.5单位载荷法莫尔积分
应用莫尔积分求位移、转角等。莫尔积分的应用。
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●11.6计算莫尔积分的图乘法
莫尔积分的进一步应用。
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第十二章平面图形的几何性质
平面图形的几何性质
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●12.1静矩和形心
组合图形形心坐标的计算。
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●12.2惯性矩、惯性半径、惯性积
常见图形的惯性矩、极惯性矩。
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●12.3平行移轴公式
利用平行移轴公式计算组合图形的惯性矩。