材料力學2（第二版）/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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苟文選 編

圖書標籤:

• 材料力學
• 力學
• 工程力學
• 高等教育
• 教材
• 理工科
• 大學教材
• 結構力學
• 應力應變
• 強度計算

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030263919

版次：2

商品編碼：11485077

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2014-07-01

用紙：膠版紙

頁數：206

正文語種：中文

編輯推薦

　　 普通高等教育“十一五”國傢規劃教材
　　 曆經20年打造的國傢精品課程主乾教材
　　 本課程榮獲2005年國傢優秀教學成果一等奬
　　 博采眾長，啓迪學生進行主動、科學的思維訓練
　　 注重培養學生分析問題、解決工程實際問題的能力
　　 編排閤理，模塊組閤，分基礎模塊（Ⅰ）和拓展模塊（Ⅱ）
　　 例題豐富，解法多樣，思考題富有哲理，習題新穎並附有答案
　　 配有輔助教材《材料力學解題方法與技巧》及電子課件

內容簡介

　　 作為材料力學課程模塊化教材的拓展模塊，《材料力學2（第2版）》包括能量法、超靜定係統、疲勞強度、扭轉及彎麯問題的進一步研究，超過彈性極限後材料的變形與強度，材料力學行為的進一步認識，實驗應力分析概況等內容。各章後均配有適量的思考題及習題，書後附有參考答案。《材料力學2（第2版）》配有電子課件，可贈送給任課老師。
　　 《材料力學2（第2版）》可作為高等工科院校力學、機械及土建類專業的教材，也可作為上述各類專業函授、電大和網絡教育的教材及科技工作者的參考書。

作者簡介

苟文選，男，1953年生於陝西禮泉，在經曆瞭六年多中學教書生涯後，1978年考入西北工業大學材料力學師資班學習，畢業後留校在材料力學教研室任教，並讀取固體力學專業碩士研究生。現為西北工業大學教授，中國力學學會實驗力學專業委員會第六、七屆專業委員會委員，西北工業大學圖書館館長。曾任西北工業大學工程力學係副主任、西北工業大學國傢工科力學基礎課程教學基地建設領導小組副組長，首批遴選為西北工業大學跨世紀教學帶頭人和雙百優秀人纔。
長期從事材料力學、工程力學、實驗力學等專業的教學和研究工作，編著齣版瞭《材料力學》（Ⅰ，Ⅱ），《材料力學典型題解析及自測試題》，《材料力學導教、導學、導考》（上，下）及《光彈性實驗原理和方法》、《現代光測力學》、《西北工業大學圖書館館史》等教材、專著8部11冊，並任原國傢教委“麵嚮21世紀力學係列課程教學內容與體係改革的研究與實踐”西工大子項目主持人，主持完成瞭“陝西省高等教育麵嚮21世紀教改項目——工程力學類課程體係與教學內容改革與實踐”。發錶教學論文二十餘篇，1998年被評為全國優秀力學教師，獲國傢級教學成果一等奬，陝西省優秀教學成果特等奬、二等奬等。
曾參加和主持瞭國傢自然科學基金、航空科學基金多項，發錶科研論文30餘篇，多篇被SCI、EI等收錄，獲航空基金項目優秀成果二等奬，陝西省教委科技進步奬等多項奬勵。

目錄

第二版前言
第一版前言
主要使用的量和單位
第1章 能量原理在杆件位移分析中的應用
1.1 杆件應變能
1.2 杆件應變能的普遍錶達形式
1.3 卡氏定理
1.4 單位載荷法
1.5 圖形互乘法
1.6 虛功原理
1.7 功的互等定理
思考題
習題
第2章 能量原理在求解超靜定結構中的應用
2.1 概述
2.2 超靜定結構分析基礎
2.3 力法正則方程
2.4 對稱性條件及其在求解超靜定結構中的應用
2.5 三彎矩方程
思考題
習題
第3章 疲勞強度
3.1 概述
3.2 交變應力的循環特徵
3.3 疲勞極限
3.4 影響疲勞極限的因素
3.5 疲勞強度計算
3.6 彎扭組閤作用下構件的疲勞強度計算
3.7 抗疲勞設計
3.8 提高構件疲勞強度的措施
思考題
習題
第4章 扭轉及彎麯問題的進一步研究
4.1 薄壁杆件的自由扭轉
4.2 開口薄壁杆件的彎麯切應力及彎麯中心
4.3 組閤梁
4.4 平麵麯杆的正應力
4.5 用共軛梁法求梁的變形
4.6 梁變形的普遍方程——奇異函數法
思考題
習題
第5章 超過彈性極限材料的變形與強度
5.1 概述
5.2 金屬材料在簡單拉壓載荷下的塑性變形
5.3 純彎麯梁的塑性變形
5.4 橫力彎麯梁的塑性彎麯
5.5 圓軸的極限扭矩
5.6 簡單桁架的彈塑性變形分析
思考題
習題
第6章 材料力學行為的進一步認識
6.1 溫度對材料力學性能的影響
6.2 應變速率對材料力學性能的影響
6.3 材料的黏彈性特性簡介
6.4 綫彈性斷裂力學簡介
6.5 復閤材料力學簡介
思考題
習題
第7章 實驗應力分析簡介
7.1 概述
7.2 電測法的基本原理
7.3 應變測量與應力換算
7.4 光彈性實驗方法及平麵偏振光
7.5 平麵受力模型在平麵偏振光場中的效應
7.6 平麵受力模型在圓偏振光場中的效應
7.7 材料條紋值的測定
7.8 光彈性方法的應用
思考題
習題
習題答案
參考文獻

精彩書摘

第1章 能量原理在杆件位移分析中的應用
1.1 杆件應變能
在工程結構分析中，經常需要計算結構和構件的變形。使用一般的方法，如積分法作變形計算時需要分析結構和構件的具體變形形式，並需大量的計算工作。特彆是對於剛架、桁架和麯杆等復雜的超靜定結構，由於變形復雜，一般方法根本無法完成。工程上通常采用能量原理完成結構和構件的變形分析。
在固體力學領域，能量原理泛指利用功和能的相關定理分析問題的方法。能量原理除瞭在變形和超靜定結構分析方麵有廣泛的應用之外，也應用於工程結構的穩定和衝擊等問題分析。能量原理在結構或者構件的變形分析中，不涉及具體的變形過程，因此具有應用簡單、方便等優點。能量原理的另一個優點是公式統一，適於利用計算機編程處理。以能量原理為基礎的有限元方法，目前已經成為應用最為廣泛的工程結構分析工具。
能量原理的主要基礎為：物體在外力作用下發生變形，因此外力在變形過程中做功，這一外力功將轉化為其他形式的能量。對於彈性物體，由於變形的可逆性，這種能量轉化過程相對簡單。由於在彈性變形過程中，可以忽略其他形式的能量，如動能、熱能等的損耗，認為外力功W全部轉化為應變能Vs存儲於彈性體的內部，即W=Vs（1-1）
在彈性範圍內，應變能與外力功是可逆的。這就是說，當外力增加時，外力功可以轉化為應變能存儲於彈性體內部，而外力減小時，應變能又可以轉化為功。
本章介紹有關能量法的基本原理和方法，如果沒有特彆說明，一般認為材料的應力應變關係滿足鬍剋定理，討論問題僅限於綫性彈性問題；外力為靜載荷，即外力從零開始緩慢地增加，直到終值；彈性體在外力的作用下將發生變形，彈性體的變形也從零開始直到對應的數值。
以下首先分析杆件基本變形的應變能錶達形式。
1.1.1 軸嚮拉伸或壓縮
在綫彈性條件下，即應力應變關係滿足鬍剋定理，外力在杆件上所做的功在數值上等於存儲於杆件內部的應變能。在《材料力學》（I）中2.10節已經證明，拉伸麯綫與橫軸所圍麵積為外力功。

前言/序言

　　根據教育部教高函字（2008）3號文件，本書被列為普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材。
　　《材料力學》（Ⅰ、Ⅱ）自2005年由科學齣版社齣版以來，經過多次重印，在廣大師生教與學的使用過程中，得到瞭廣泛的好評。但是也發現瞭一些編排上不盡閤理、文字敘述不太準確的地方。本次再版，在內容上主要作瞭以下的調整：
　　（1）為瞭滿足中學時教學的需要，同時保證教材內容的完整性，將“動載荷”一章由《材料力學》（Ⅱ）中調整到《材料力學》（Ⅰ）中，使基礎模塊內容更加完整。
　　（2）將《材料力學》（Ⅰ）“彎麯應力”一章中組閤梁的內容調整到《材料力學》（Ⅱ）中“扭轉及彎麯問題的進一步研究”一章中，這樣更利於組織教學。
　　（3）在《材料力學》（Ⅰ）“彎麯變形”一章中增加瞭“梁彎麯變形後撓麯綫大緻形狀確定”的內容，並就接觸問題以例題形式進行瞭闡述；考慮到中、少學時對拓展模塊《材料力學》（Ⅱ）一般不講授，對變形比較法解超靜定問題的內容有所加強。
　　（4）刪減瞭驗證性例題，增加瞭有工程背景的例題及習題，以利於培養學生分析問題和解決問題的能力。
　　（5）為瞭尊重知識産權，對主要理論齣處及著者做瞭腳注，並在書後列有參考文獻。
　　（6）將書中的文字錯誤進行瞭更正，習題答案又一次進行瞭校對。
　　《材料力學》（Ⅰ）（第二版）中第5～7章由高雅麗負責改寫，第8～10章由王安強負責改寫，第11章和《材料力學》（Ⅱ）（第二版）中第3章由王鋒會負責改寫，《材料力學》（Ⅱ）（第二版）中第6章由矯桂瓊負責改寫，其餘各章由苟文選負責改寫。苟文選負責全書的統稿T作並擔任主編，王安強負責部分統稿和全書插圖工作並任副主編。
　　本書經膠印試用、大學齣版社多次印刷、科學齣版社再版，前後已近二十年，其間雖經多次修訂，但限於編者水平，疏漏之處仍在所難免，望讀者批評指正，使本書內容日臻完善，質量進一步提高。

結構動力學導論 作者： [此處填寫作者姓名，例如：張偉、李明] 齣版社： [此處填寫齣版社名稱，例如：高等教育齣版社] 版次： [此處填寫版次，例如：第一版] 齣版年份： [此處填寫年份，例如：2023年] --- 內容提要 本書旨在為工程學科的本科生和初級研究生提供一套全麵而深入的結構動力學基礎知識體係。不同於傳統的靜態力學分析，結構動力學關注的是結構在時間變化荷載（如地震、風荷載、碰撞、機器振動等）作用下的響應規律。本書將理論基礎與工程實際緊密結閤，覆蓋瞭從單自由度係統到復雜多自由度係統的基本分析方法，並引入瞭必要的數值計算和現代工程應用背景。 本書的結構設計遵循循序漸進的原則，首先奠定必要的數學和物理基礎，然後逐步深入到無阻尼、有阻尼、受迫振動以及隨機振動等核心概念。重點突齣瞭模態分析、頻響函數和時域響應的計算方法，這些是現代工程結構分析的基石。 第一部分：基礎與單自由度係統（SDOF） 第一章：結構動力學基礎與數學準備 本章首先確立結構動力學在土木、機械、航空航天等工程領域中的地位與必要性，解釋為何靜態分析在某些情況下失效。隨後，迴顧並強化必要的數學工具，包括常微分方程（ODE）的解法，特彆是齊次解和特解的確定。引入復數分析在振動理論中的應用，如歐拉公式和相量法。 第二章：自由振動分析（無阻尼單自由度係統） 本章是動力學分析的起點。通過最簡單的物理模型——理想化的彈簧-質量塊係統，推導齣其運動微分方程。詳細闡述瞭係統的固有頻率（$omega_n$）和周期（$T$）的概念及其物理意義。重點講解瞭初始條件（位移和速度）對自由振動響應形式的影響，並用精確解法（如三角函數形式或指數形式）描述係統的瞬態響應。 第三章：自由振動分析（有阻尼單自由度係統） 現實世界中的結構總存在能量耗散機製（阻尼）。本章引入粘性阻尼模型，這是最常用的阻尼形式。詳細分析瞭不同阻尼比（$zeta$）對係統行為的影響： 1. 無阻尼 ($zeta = 0$): 維持恒幅振動。 2. 欠阻尼 ($zeta < 1$): 振幅隨時間呈指數衰減的振蕩運動。計算對數衰減率和半衰期。 3. 臨界阻尼 ($zeta = 1$): 係統在不發生振蕩的情況下最快返迴平衡位置。 4. 過阻尼 ($zeta > 1$): 係統緩慢返迴平衡位置，不發生振動。 本章對欠阻尼情況下的自由振動響應進行詳細推導和案例分析。 第四章：受迫振動分析（單自由度係統） 本章研究結構在周期性外部激勵下的響應。主要分析兩種常見的激勵形式：簡諧力（正弦激勵）和簡諧位移激勵。 頻率響應函數（FRF）的建立： 重點講解穩態響應的解法，引入振動放大係數（Magnification Factor） $M(omega)$，它描述瞭穩態響應振幅相對於激勵振幅的比值。 共振現象： 深入探討當激勵頻率接近係統固有頻率時（$omega approx omega_n$）可能發生的災難性後果，並解釋阻尼在控製共振幅值中的關鍵作用。 相角分析： 分析響應與激勵之間的相位滯後關係。 第五章：瞬態響應與轉移矩陣法 對於瞬時衝擊荷載（如碰撞或階躍載荷），需要求解係統的瞬態響應。本章介紹利用轉移矩陣法或捲積積分（Duhamel積分）求解係統在任意時間曆程荷載下的響應。杜哈梅爾積分的物理意義——將復雜荷載分解為一係列無窮小的脈衝響應的疊加——將是本章的重點和難點。 第二部分：多自由度係統（MDOF）動力學 第六章：多自由度係統的運動方程 將分析對象擴展到具有多個質量塊和多個連接剛度的係統。本章介紹建立運動微分方程的兩種主要方法： 1. 牛頓第二定律法： 適用於概念理解，但對於復雜係統計算量巨大。 2. 拉格朗日方程法： 更加係統和高效的能量法，是後續高級分析的基礎。 最終，運動方程將轉化為標準的矩陣形式：$[M]{ddot{u}} + [C]{dot{u}} + [K]{u} = {F(t)}$。詳細解釋質量矩陣 $[M]$、阻尼矩陣 $[C]$ 和剛度矩陣 $[K]$ 的物理含義和構造方法。 第七章：無阻尼自由振動分析與模態理論 對於無阻尼MDOF係統，本章的核心是求解特徵值問題：$[K] - omega^2[M] = 0$。 固有頻率的確定： 求解特徵方程，得到係統的多個固有頻率（$omega_1, omega_2, dots$）。 振型（模態）的確定： 對於每一個固有頻率，求解特徵嚮量，得到對應的振型 $Phi_i$。詳細解釋振型在描述結構各部分相對運動中的重要性。 模態解耦： 利用正交性原理，通過坐標變換將耦閤的二階微分方程組轉化為一組獨立的單自由度係統方程（模態坐標下的方程）。這是分析MDOF係統的核心思想。 第八章：有阻尼多自由度係統分析概述 有阻尼MDOF係統在理論上非常復雜，因為阻尼矩陣 $[C]$ 很少與 $[M]$ 和 $[K]$ 具有相同的特徵嚮量，導緻模態解耦睏難。本章主要介紹： 1. 經典阻尼假設： 介紹 Rayleigh 阻尼模型，它允許在特定條件下實現模態解耦。 2. 復特徵值問題： 提及更精確但計算復雜的復模態分析方法。 3. 模態分析的應用： 盡管存在復雜性，在很多工程問題中，仍主要基於無阻尼模態進行初步的動態評估。 第九章：模態響應與地震工程初步 本章將理論與實際應用緊密結閤，重點研究結構在地震荷載下的響應。 模態參與係數： 計算地震輸入能量通過各個模態傳遞的相對貢獻。 模態疊加法（Modal Superposition）： 介紹如何利用前幾階主導模態的響應來近似計算整個結構的動力響應，這是結構抗震分析的標準流程。 有效模態質量： 評估需要保留多少階模態纔能準確捕捉結構的主要動態行為。 第三部分：高級主題與數值方法 第十章：數值方法與有限元基礎 鑒於大型復雜結構無法通過解析方法求解，本章簡要介紹現代工程計算的基礎。 時間積分法簡介： 概述 Newmark-$eta$ 法和中心差分法等數值積分技術在求解非綫性動力問題中的應用。 有限元（FEM）的動力學銜接： 解釋在有限元分析中，如何通過離散化自動生成係統的 $[M]$ 和 $[K]$ 矩陣，並將這些矩陣輸入到現成的商業軟件（如 ABAQUS, ANSYS, SAP2000 等）中進行動態求解。 第十一章：隨機振動基礎 針對非確定性的環境荷載（如持續的強風或持續的地麵運動），本章引入隨機振動理論的初步概念。 隨機過程描述： 介紹平穩隨機過程、功率譜密度函數（PSD）的概念。 均方根響應： 解釋如何計算結構響應的均方根值，這是評估結構在隨機荷載下疲勞和安全性的重要指標。 --- 教學特色與適用對象 本書內容組織嚴謹，理論推導詳實，並輔以大量的工程實例和圖示，幫助讀者建立清晰的物理圖像。每章末均附有“思考與練習”題，涵蓋瞭從基礎計算到概念理解的多個層麵。 適用對象： 土木工程、機械工程、航空航天工程、車輛工程等相關專業的高年級本科生。 希望係統學習結構動力學基礎知識的研究生新生。 需要迴顧或深入理解振動基礎的工程技術人員。 本書的優勢在於： 強調物理意義，係統闡述瞭從 SDOF 到 MDOF 的過渡，並為後續深入學習有限元動力學分析奠定瞭堅實的理論基礎。本書著重於概念的清晰化和方法的精確應用，而非僅僅停留在公式的羅列。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直就是為我量身定做的！材料力學，這個曾經讓我頭疼的科目，在翻開這本書的那一刻，我仿佛看到瞭曙光。作者的講解深入淺齣，不像有些教科書那樣枯燥乏味，而是用一種非常生動的方式，一步步地引導讀者去理解那些抽象的概念。特彆是關於應力、應變和材料性質的部分，我之前總是混淆不清，但這本書通過大量的圖示和實例，讓我豁然開朗。我記得有一次，我花瞭整整一個晚上在琢磨一個理論公式，結果越琢磨越糊塗。翻到這本書的這一章節，作者花瞭很大篇幅來講解這個公式的物理意義，還結閤瞭實際的橋梁和建築結構例子，我一下子就明白瞭。而且，書中提供的習題也非常有代錶性，涵蓋瞭各種題型，難度也循序漸進，做完這些習題，我感覺自己對材料力學的掌握程度提高瞭很多。這本書不僅僅是知識的傳授，更是一種學習方法的引導，它教會我如何去思考問題，如何去分析問題，讓我在學習的道路上少走瞭很多彎路。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，在接觸這本書之前，我對材料力學一直持有一種敬畏甚至有些畏懼的態度。感覺它就像一座難以逾越的高山，充滿瞭晦澀的公式和抽象的概念。然而，《材料力學2（第二版）》這本書，就像一個經驗豐富的嚮導，帶著我在這座山上小心翼翼地攀登。它的語言風格樸實而真誠，沒有花哨的修飾，卻充滿瞭智慧。作者在解釋每一個新概念時，都會結閤直觀的物理圖像，甚至會引用一些生活中的例子來幫助我們建立感性認識。我記得有一個章節講的是彎麯應力，作者畫瞭一個非常簡單的橫梁受力的示意圖，然後一步步地引導我們理解為什麼橫梁的頂部受壓，底部受拉，以及應力如何分布。這種“化繁為簡”的處理方式，極大地降低瞭學習的難度，讓我覺得材料力學並不是那麼遙不可及。更重要的是，書中強調瞭實驗驗證的重要性，讓我們明白理論與實踐是相輔相成的，這讓我對待這門學科的態度也發生瞭轉變。

評分☆☆☆☆☆

作為一名工程專業的學生，我深知材料力學的重要性。這本書在內容編排上非常有條理，從最基礎的受力分析到復雜的變形與強度計算，再到失穩和動力學問題，層層遞進，邏輯清晰。我特彆欣賞作者在講解概念時，總會追溯到最根本的物理原理，這讓我能夠從本質上理解材料在受力時的行為，而不是死記硬背公式。書中的例題講解非常詳細，每一步計算都清晰明瞭，並且還會對計算過程中需要注意的關鍵點進行強調，這對於我們自己解題非常有指導意義。我印象最深刻的是關於結構動力學的部分，之前我對這塊內容總是感覺很模糊，但這本書通過對振動方程的推導和對不同約束條件下振動特性的分析，讓我對如何處理動態載荷有瞭更清晰的認識。總的來說，這本書提供瞭一個紮實的材料力學理論基礎，並且為我們解決實際工程問題打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值，遠超齣瞭其作為一本“教材”的定位。它更像是一部材料力學領域的“百科全書”，內容詳實，涵蓋廣泛。我尤其對其中關於材料失效機理的部分留下瞭深刻的印象。作者不僅列舉瞭各種常見的失效模式，如屈服、斷裂、蠕變等，還詳細分析瞭導緻這些失效的內在和外在因素。書中還穿插瞭大量經典案例分析，比如一些著名的工程事故，通過對這些事故原因的剖析，我們能夠更深刻地理解材料力學在工程安全設計中的極端重要性。此外，這本書在理論深度和廣度上都做得非常齣色，對於一些高級概念，如應力張量、應變張量的引入，雖然在初學階段可能稍顯挑戰，但作者的解釋循序漸進，並且提供瞭必要的數學背景知識，使得我們能夠逐步理解這些更抽象的數學工具在力學問題中的應用。讀完這本書，我感覺自己對材料世界的運作機製有瞭更深層次的理解，也更加堅定瞭在工程領域繼續深入探索的決心。

評分☆☆☆☆☆

說實話，一開始拿到這本書，我並沒有抱太大的期望，畢竟“規劃教材”四個字有時候也意味著循規蹈矩，缺乏新意。然而，這本書卻給瞭我一個大大的驚喜。它在繼承瞭材料力學基本理論體係的同時，並沒有停滯不前，而是融入瞭一些最新的研究成果和工程應用實例，這對於我們這些即將步入社會的學生來說，無疑是非常寶貴的。我特彆喜歡其中關於疲勞和斷裂力學的內容，作者不僅清晰地闡述瞭理論基礎，還列舉瞭飛機機翼、高壓管道等實際案例，讓我們深刻理解這些理論在保障工程安全中的關鍵作用。書中對於數值模擬方法的介紹也讓我眼前一亮，雖然可能在課堂上不會深入講解，但瞭解這些前沿技術的發展趨勢，對於開闊我們的視野非常有幫助。這本書的語言風格也比較獨特，不迴避一些復雜的問題，但會通過巧妙的比喻和類比來降低理解的門檻，讓我覺得學習過程充滿瞭探索的樂趣。