时代教育国外高校优秀教材精选：材料力学（英文版·原书第6版） [Mechanics of Materials,6e] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] Ferdinand P.Beer，E.Russell Johnston，John T.Dewolf 等 著

图书标签:

• 材料力学
• 工程力学
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• 高等教育
• 理工科
• 机械工程
• 结构力学
• 教材
• 原版教材

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111432470

版次：1

商品编码：11321531

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 时代教育国外高校优秀教材精选

外文名称：Mechanics of Materials,6e

开本：16开

出版时间：2013-08-01

用纸：胶版纸

页数：111

字数：976000##

内容简介

　　《时代教育国外高校优秀教材精选：材料力学（英文版·原书第6版）》的特色是，注重基本概念与基本原理的表述以及简单模型的应用，在此基础导出工程上所需要的材料力学设计公式。与此同时，特别注重工程应用。首先，在每一章开始的引言中，引入相关的工程背景和工程实例；其次，对于每一个概念、原理和公式，都指出在什么条件下可以安全地应用于工程结构以及机器零部件的分析与设计；此外，特别注重设计，从第一章开始就引入轴向载荷作用下构件的分析与设计。《时代教育国外高校优秀教材精选：材料力学（英文版·原书第6版）》内容包括应力的概念，轴向载荷作用下的应力与应变，扭转，纯弯曲，弯曲时梁的分析与设计，梁和薄壁构件中的切应力，应力变换与应变变换，给定载荷作用下的主应力，梁的挠度，压杆稳定和能量方法。
　　《时代教育国外高校优秀教材精选：材料力学（英文版·原书第6版）》可供高等院校相关专业材料力学双语教学使用，也可供相关专业科研人员和工程技术人员参考。

目录

前言
符号表
第1章 导论——应力的概念
1.1 引言
1.2 静力学方法简要回顾
1.3 构件中的应力
1.4 分析与强度设计
1.5 轴向载荷正应力
1.6 切应力
1.7 联接件中的挤压应力
1.8 简单结构中分析与强度设计的应用
1.9 求解问题的方法
1.10 解的精度
1.11 杆件受轴向载荷时斜截面上的应力
1.12 一般载荷作用下的应力应力分量
1.13 强度设计问题
复习和小结

第2章 轴向载荷作用下的应力与应变
2.1 引言
2.2 轴向载荷作用下的正应变
2.3 应力·应变关系曲线
*2.4 真应力与真应变
2.5 胡克定律弹性模量
2.6 材料的弹性与塑性力学行为
2.7 交变载荷 疲劳
2.8 轴向载荷作用下构件的变形
2.9 超静定问题
2.10 温度变化的影响
2.11 泊松比
2.12 多向加载广义胡克定律
*2.13 体积应变 体积弹性模量
2.14 切应变
2.15 进一步讨论轴向载荷作用下的变形E、ν和G之间的关系
*2.16 纤维增强复合材料的应力?应变关系
2.17 轴向载荷作用下应力和应变的分布圣维南原理
2.18 应力集中
2.19 塑性变形
*2.20 残余应力
复习和小结

第3章 扭转
3.1 引言
3.2 关于圆轴扭转切应力的初步讨论
3.3 圆轴扭转变形
3.4 弹性范围内的应力
3.5 弹性范围内的扭转角
3.6 扭转超静定问题
3.7 传动轴的强度设计
3.8 圆轴扭转时的应力集中
*3.9 圆轴扭转时的塑性变形
*3.10 理想弹塑性材料圆轴的扭转
*3.11 圆轴扭转时的残余应力
*3.12 非圆截面杆扭转
*3.13 闭口薄壁杆件扭转
复习和小结

第4章 纯弯曲
4.1 引言
4.2 对称截面梁的纯弯曲
4.3 对称截面梁纯弯曲时的变形
4.4 弹性范围内的应力与变形分析
4.5 横截面的变形
4.6 不同材料复合梁的弯曲
4.7 应力集中
*4.8 塑性变形
*4.9 弹塑性材料梁
*4.10 具有一个对称面梁的塑性变形
*4.11 残余应力
4.12 作用在梁一个对称面内的轴向偏心载荷
4.13 非对称弯曲
4.14 轴向偏心载荷的一般情形
*4.15 曲杆的弯曲
复习和小结

第5章 弯曲时梁的分析与设计
5.1 引言
5.2 剪力图与弯矩图
5.3 载荷、剪力和弯矩之间的关系
5.4 等截面直梁的弯曲强度设计
*5.5 奇异函数法确定梁的剪力与弯矩
*5.6 变截面直梁
复习和小结

第6章 梁和薄壁构件中的切应力
6.1 引言
6.2 梁微段纵向截面上的剪力
6.3 确定梁的切应力
6.4 矩形截面和工字形截面梁的切应力
*6.5 窄矩形截面梁中应力分布的进一步讨论
6.6 任意形状梁微段的纵向截面上的剪力
6.7 薄壁构件的切应力
*6.8 塑性变形
*6.9 薄壁构件的非对称弯曲弯曲中心
复习和小结

第7章 应力变换与应变变换
7.1 引言
7.2 平面应力状态变换
7.3 主应力最大切应力
7.4 平面应力状态的莫尔圆
7.5 一般应力状态
7.6 莫尔圆在三向应力状态分析中的应用
*7.7 平面应力状态下韧性材料的屈服判据
*7.8 平面应力状态下脆性材料的断裂判据
7.9 薄壁压力容器中的应力
*7.10 平面应变变换
*7.11 平面应变莫尔圆
*7.12 三向应变分析
*7.13 应变测量应变花
复习和小结

第8章 给定载荷作用下的主应力
*8.1 引言
*8.2 梁内主应力
*8.3 传动轴的强度设计
*8.4 组合载荷作用下的应力
复习和小结

第9章 梁的挠度
9.1 引言
9.2 横向载荷作用下梁的变形
9.3 弹性挠曲线方程
*9.4 根据载荷分布状况直接确定挠曲线
9.5 梁的超静定问题
*9.6 奇异函数法确定梁的转角和挠度
9.7 叠加法
9.8 用叠加法求解梁的超静定问题
*9.9 面积矩定理
*9.10 面积矩定理应用于悬臂梁和承受对称载荷的梁
*9.11 单个载荷弯矩图法
*9.12 面积矩定理应用于承受非对称载荷的梁
*9.13 最大挠度
*9.14 面积矩定理应用于超静定梁
复习和小结

第10章 压杆稳定
10.1 引言
10.2 结构的稳定性
10.3 两端铰支压杆的欧拉公式
10.4 欧拉公式应用于其他约束条件的压杆
*10.5 偏心受压割线公式
10.6 对心受压杆件的稳定性计算
10.7 偏心受压杆件的稳定性计算
复习和小结

第11章 能量方法
11.1 引言
11.2 应变能
11.3 应变能密度
11.4 正应力的弹性应变能
11.5 切应力的弹性应变能
*11.6 一般应力状态下的应变能
11.7 冲击载荷
11.8 受冲击载荷时的强度设计
11.9 单个载荷作用下的功和能
11.10 用能量法求单个载荷作用时的挠度
*11.11 多载荷作用下的功和能
*11.12 卡氏定理
*11.13 用卡氏定理求挠度
*11.14 超静定结构
复习和小结

附录A
A面积矩A
B工程常用材料的力学性能参数A
C型钢表A
D梁的挠度和转角A
E工程基础知识练习A
照片来源名单C
索引

前言/序言

结构与性能的交响：探索材料力学的世界 材料力学，这门古老而又充满活力的学科，是理解和设计我们周围世界的基石。从宏伟的桥梁到精密的电子元件，从日常的家用电器到尖端的航空航天器，材料力学无处不在，它指导着工程师们如何选择合适的材料，如何进行精确的结构设计，以确保其在承受各种载荷时能够安全、可靠地工作。本书将带您深入探索材料力学的核心概念、分析方法与应用实践，揭示物质在受力作用下所展现出的复杂而迷人的行为。 核心概念的深度解析：应力、应变与材料行为 材料力学的起点在于理解材料在受到外力作用时内部产生的变化。本书将首先聚焦于“应力”（Stress）这一基本概念。应力是单位面积上所承受的力，它描述了材料内部的内力分布。我们将详细讲解正应力（Normal Stress）和剪应力（Shear Stress）的定义、计算方法以及它们在不同载荷条件下的表现。正应力垂直于截面，通常与拉伸或压缩载荷相关，而剪应力平行于截面，则与剪切载荷相联系。通过丰富的实例，您将直观地理解不同类型的应力如何作用于材料，并可能导致其内部发生改变。 紧随其后的是“应变”（Strain），它是材料变形的量度。应变描述了材料相对于其原始尺寸发生的相对变化。本书将深入探讨正应变（Normal Strain）和剪应变（Shear Strain），以及它们与各自应力之间的定量关系。正应变反映了材料长度的伸长或缩短，而剪应变则描述了材料角度的变化。理解应力与应变之间的关系，即材料的本构关系（Constitutive Relation），是材料力学的核心。 材料的本构关系因材料种类而异，展现出丰富多样的力学行为。本书将详细介绍几种典型的材料模型，包括理想弹性体（Ideal Elastic Body）、弹塑性体（Elasto-plastic Body）以及黏弹性体（Viscoelastic Body）。 弹性行为： 弹性是材料在外力去除后能够恢复其原始形状和尺寸的能力。我们将深入研究线性弹性（Linear Elasticity）模型，其中应力与应变成正比，比例系数即为材料的弹性模量（Young's Modulus），也称为杨氏模量。此外，我们还会讨论泊松比（Poisson's Ratio），它描述了材料在单向受力时，横向应变与纵向应变之间的比例关系。理解弹性行为对于预测结构在正常工作载荷下的变形至关重要。 塑性行为： 当材料受力超过其弹性极限，进入塑性阶段时，即使外力去除，材料也不会完全恢复原状，会发生永久变形。本书将探讨屈服强度（Yield Strength）、应变硬化（Strain Hardening）等概念，并介绍描述塑性行为的常用模型。理解塑性行为对于设计能够承受较大载荷而不发生破坏的结构，以及分析材料的成形过程具有重要意义。 强度与刚度： 材料的强度（Strength）决定了其抵抗永久变形或断裂的能力，而刚度（Stiffness）则反映了其抵抗弹性变形的能力。本书将区分并讲解抗拉强度（Tensile Strength）、抗压强度（Compressive Strength）、屈服强度等强度指标，以及材料的弹性模量等刚度指标，并探讨如何根据工程需求选择具有合适强度和刚度的材料。 受力分析的强大工具：梁、轴、壳与板 材料力学的应用离不开对特定结构形式的分析。本书将系统地介绍几种常见的工程结构在载荷作用下的力学行为： 梁（Beams）： 梁是最常见的工程构件之一，广泛应用于建筑、桥梁和机械设计中。本书将深入分析梁在各种载荷（如集中力、均布载荷、力偶）作用下的内力（剪力和弯矩）、应力（弯曲正应力和剪应力）以及变形（挠度）。我们将详细讲解梁的弯曲理论，包括中性轴（Neutral Axis）、截面模量（Section Modulus）等关键概念，并介绍求解梁弯曲问题的常用方法，如积分法、虚功法等。此外，我们还会涉及组合梁、渐变截面梁等更复杂的梁结构分析。 轴（Shafts）： 轴是传递扭矩的机械构件，广泛应用于动力传动系统中。本书将讲解轴在扭矩作用下的剪应力分布和扭转角（Angle of Twist）。我们将推导扭转应力与扭矩之间的关系，并引入极惯性矩（Polar Moment of Inertia）的概念。此外，我们还会讨论承受弯矩和轴向载荷的轴，以及如何进行轴的强度和刚度设计，以避免发生强度破坏或过大的变形。 壳体（Shells）和板（Plates）： 壳体和板是承受面内载荷或压力载荷的薄壁结构。本书将介绍薄壳理论和薄板理论的基本原理，分析其在各种载荷下的应力（主要为膜应力）和变形。我们将探讨圆筒壳、球壳以及矩形板等典型结构的受力特性，并介绍求解这些结构问题的基本方法。这些分析在压力容器、航空器结构、汽车车身等领域具有重要应用。 分析方法的深入探讨：应力分析、变形分析与失效分析 除了对特定结构形式的分析，本书还将深入探讨材料力学通用的分析方法： 广义胡克定律： 在三维应力状态下，材料的应力与应变关系更为复杂。本书将介绍广义胡克定律，它将各向同性材料在三向应力作用下的应变与应力联系起来，其中包含了弹性模量和泊松比等材料常数。 主应力与最大剪应力： 在任意一点，都存在三个相互垂直的平面，这些平面上的应力只有正应力，而剪应力为零，这三个正应力即为主应力（Principal Stresses）。最大剪应力（Maximum Shear Stress）则在主应力平面之间。本书将讲解如何通过应力张量（Stress Tensor）和莫尔圆（Mohr's Circle）等工具，计算出任意截面上的应力状态，并确定主应力和最大剪应力，这对于预测材料的失效模式至关重要。 能量法： 能量法是一种强大的力学分析工具，它基于功和能的概念来求解结构的行为。本书将介绍虚功原理（Principle of Virtual Work）和卡氏定理（Castigliano's Theorem），并展示如何利用这些方法来求解结构的变形和内力，尤其适用于复杂的结构和载荷情况。 弹塑性分析： 当材料进入塑性状态后，其行为会变得更加复杂，线性的应力-应变关系不再适用。本书将初步介绍弹塑性分析的基本概念，包括屈服准则（Yield Criteria，如冯·米塞斯准则和莫尔-库仑准则）和流动法则（Flow Rule），并讲解如何分析材料在塑性变形下的行为。 疲劳（Fatigue）： 在反复加载条件下，即使应力低于材料的屈服强度，材料也可能发生断裂，这种现象称为疲劳。本书将介绍疲劳的机理、S-N曲线（Stress-Number of Cycles Curve）等概念，并探讨如何进行疲劳寿命的预测和设计。 断裂力学（Fracture Mechanics）： 断裂力学研究材料中裂纹的扩展和材料的断裂行为。本书将引入断裂韧性（Fracture Toughness）、应力强度因子（Stress Intensity Factor）等概念，并分析裂纹在应力作用下的扩展条件，这对于确保结构在存在缺陷时的安全性具有重要意义。 工程应用的实践视角：设计、模拟与优化 材料力学的最终目的是应用于工程实践，本书将从多个角度展现其应用价值： 结构设计原则： 本书将贯穿工程设计的思想，强调安全性、经济性和可靠性。通过对材料选择、截面尺寸确定、连接方式设计等方面的讨论，帮助读者理解如何将材料力学的理论转化为实际的设计方案。 有限元分析（Finite Element Analysis, FEA）： 随着计算技术的发展，有限元分析已成为现代工程设计中不可或缺的工具。本书将介绍有限元分析的基本思想，解释其如何将复杂的连续体问题离散化为一组方程组进行求解，并展示其在材料力学问题分析中的强大能力。 实验方法： 理论分析需要实验验证。本书将简要介绍几种常用的材料力学实验，如拉伸试验、弯曲试验、扭转试验等，以及如何通过实验数据来确定材料的力学性能参数，并验证理论模型的准确性。 优化设计： 在满足性能要求的前提下，如何实现结构的轻量化和成本优化是工程设计的重要目标。本书将介绍一些优化设计的思想，以及如何利用材料力学来指导优化过程。 学习建议与展望 本书旨在为读者构建一个坚实的材料力学知识体系，并培养其独立分析和解决工程问题的能力。在学习过程中，建议读者： 勤于思考，善于联系： 将理论知识与实际工程问题紧密联系，理解每个概念的物理意义和工程背景。 重视计算，反复练习： 材料力学是一门计算性很强的学科，通过大量的例题和习题练习，可以加深对理论的理解和掌握。 善用工具，拓展视野： 熟悉并运用现代工程分析工具，如有限元软件，可以更有效地解决复杂问题。 材料力学的研究领域还在不断发展，例如在纳米材料、生物材料、智能材料等新兴领域的力学行为研究，以及先进的计算方法和实验技术的应用，都为材料力学注入了新的活力。掌握材料力学的知识，将为您在未来的工程设计、科学研究以及技术创新领域打下坚实的基础，让您能够更深入地理解物质世界的奥秘，并创造出更美好、更安全、更高效的工程解决方案。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在校的机械工程专业的学生，最近开始接触一些更深入的课程，包括材料力学。我从朋友那里了解到这本《Mechanics of Materials, 6e》是国外高校广泛采用的优秀教材，所以也入手了一本。拿到书的那一刻，我就被它厚重的体量和严谨的编排方式所吸引。虽然我还没来得及深入研读，但仅仅是翻阅目录和前几章，就能感受到它在内容上的深度和广度。我特别期待书中关于应力、应变、材料强度和刚度等基础概念的详细阐述，希望能够帮助我建立起扎实的理论基础。另外，据说这本书的习题设计非常经典，能够很好地检验和巩固所学知识，这一点我也非常期待。我计划在接下来的学习中，将其作为我的主要参考书，并尝试去理解它背后的逻辑和推导过程。这本书给我最直观的感受就是它“硬核”，不是那种浅尝辄止的科普读物，而是真正意义上的学术教材，相信认真研读后一定会有很大的收获。我对这本书充满了学习的动力，希望通过它能够提升自己在材料力学领域的专业能力，为未来的课程和研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我是一名喜欢挑战自我、追求深度知识的大学二年级学生，对工程学科的理论基础有着近乎苛刻的要求。这本《Mechanics of Materials, 6e》对我来说，不仅仅是一本课程教材，更像是一座知识的宝库。我非常期待书中能够深入探讨应力集中的根源及其规避方法，并提供关于薄壁结构和厚壁圆筒受力分析的详尽讲解。我对这本书所包含的关于组合梁、弯曲与扭转耦合效应的分析方法尤为感兴趣，这对于理解更复杂的工程结构至关重要。我希望书中能够提供一些具有启发性的问题，引导我思考材料在极端条件下的行为，例如高温、低温或者腐蚀环境下的力学性能变化。我打算投入大量时间来研读这本书，力求吃透每一个概念，掌握每一个公式的推导过程，并熟练运用书中提供的解题技巧。我相信，通过对这本教材的深入学习，我将能够构建起一个非常扎实的材料力学知识体系，为我未来在工程领域的探索和发展奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一名正在准备出国攻读博士学位的学生，选择一本在国际学术界被广泛认可的教材至关重要。《Mechanics of Materials, 6e》是我导师推荐的参考书之一，我正计划系统性地学习它，以应对未来博士研究中可能遇到的复杂力学问题。我尤其关注书中对于复杂应力状态、非线性材料模型以及接触力学的处理方式。对于研究生阶段的研究而言，对这些深入概念的理解和掌握是必不可少的。我也对书中关于断裂力学和疲劳分析的最新进展有所期待，希望能够了解这些领域前沿的研究方法和理论。我希望这本书能够为我构建一个坚实的理论框架，让我能够更好地理解和消化更深入的学术论文，并为我未来的研究课题打下坚实的基础。我会尝试去理解书中推导的每一个公式，并尝试去复现其中的一些计算过程，确保自己能够真正掌握其中的精髓。

评分☆☆☆☆☆

我是一位对工程力学怀有浓厚兴趣的独立学习者，偶然间听闻了这本《Mechanics of Materials, 6e》的大名，并决定将其作为我的学习目标。我一直认为，理解物质在受力作用下的行为是工程学的核心，而材料力学正是这一核心的基石。我特别希望在这本书中找到关于材料失效机理的详细解释，比如屈服、断裂、疲劳和蠕变等，并了解这些现象背后的微观和宏观原因。此外，对于材料在不同加载条件下的响应，如动态加载、冲击载荷等，我也非常感兴趣。我对书中能否提供一些关于实验验证和数值模拟（如有限元分析）的介绍感到好奇，因为这两种方法在现代工程分析中扮演着至关重要的角色。我期待这本书能够以清晰易懂的方式，将复杂的理论概念可视化，并辅以丰富的插图和图表，帮助我更直观地理解。我希望这本书不仅仅是知识的灌输，更能激发我的思考，让我能够举一反三，将所学知识应用于解决各种工程难题，培养独立分析和解决问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

作为一名跨专业进修材料力学课程的在职工程师，我选择这本《Mechanics of Materials, 6e》的原因更多是出于对国际顶尖教育资源的渴求。在实际工作中，我经常会遇到一些复杂材料性能分析和结构设计的问题，而我现有的知识体系在这方面存在一定的不足。我了解到这本教材以其严谨的学术性和广泛的应用性而著称，尤其是在国外高校中有着极高的声誉。我非常关注书中是否能够提供一些关于新材料、先进制造工艺在力学性能方面的影响的讨论，以及一些更前沿的力学分析方法。虽然我对书中一些更偏理论的章节可能需要花费更多时间和精力去理解，但我相信它所提供的知识体系是能够帮助我弥合现有知识断层的。我更看重的是它能否为我提供一个解决实际工程问题的全新视角和工具。我已经开始阅读其中的一部分，初步感觉它的案例分析非常贴合工程实际，这对于我来说是学习的动力。我希望通过对这本书的学习，能够显著提升我的工程判断能力，从而在工作中做出更明智、更高效的决策。

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京东上买书很方便，比书店方便多了