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张耀，曹小平，王春芬，张文辰 著

图书标签:

• 材料力学
• 工程力学
• 固体力学
• 结构力学
• 力学
• 教材
• 理工科
• 大学教材
• 工程教育
• 应力分析

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302405160

版次：1

商品编码：11785563

品牌：清华大学

包装：平装

丛书名： 高等院校力学教材

开本：16开

出版时间：2015-09-01

用纸：胶版纸

页数：353

编辑推荐

　　《材料力学》依据高等院校工科专业教学计划及材料力学教学大纲编写而成。基本概念论述简介、清晰、准确，注重基本概念和基本分析方法，并注重培养学生针对实际工程问题简历力学偶像的能力和分析解决问题的能力。

内容简介

　　《材料力学》依据高等院校工科专业教学计划及材料力学教学大纲编写而成。基本概念论述简介、清晰、准确，注重基本概念和基本分析方法，并注重培养学生针对实际工程问题简历力学偶像的能力和分析解决问题的能力。

目录

第1章绪论
1.1材料力学的任务
1.2变形固体及其基本假设
1.3外力、内力和截面法
1.4应力和应变的概念
1.5杆件变形的基本形式
思考题
第2章轴向拉伸和压缩
2.1轴向拉伸和压缩的概念及实例
2.2轴向拉（压）杆的内力
2.3轴向拉（压）杆横截面上的应力
2.4轴向拉（压）杆斜截面上的应力
2.5低碳钢的力学性质
2.6铸铁的力学性质
2.7轴向拉（压）杆的强度计算
2.8圣维南原理和应力集中
2.9轴向拉（压）杆的变形
2.10拉伸和压缩的超静定问题
2.11轴向拉（压）杆的应变能
*2.12温度应力和装配应力
思考题
习题第3章剪切和连接件的实用计算
3.1剪切和挤压的概念及实用计算
3.2铆钉连接的计算
思考题
习题
第4章扭转
4.1扭转的概念及外力分析
4.2受扭杆件的内力
4.3薄壁圆筒的扭转切应力互等定理剪切胡克定律
4.4圆杆扭转时的应力和变形
4.5圆杆扭转时的强度和刚度计算
4.6圆杆扭转的超静定问题
思考题
习题
第5章平面图形的几何性质
5.1静矩和形心
5.2惯性矩惯性积极惯性矩和形心主惯性矩
5.3平行移轴公式
习题
第6章弯曲内力
6.1工程中的弯曲问题
6.2梁的内力——剪力和弯矩
6.3剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图
6.4剪力、弯矩与载荷集度之间的微分关系
6.5静定平面刚架和曲杆的内力图
思考题
习题
第7章弯曲应力
7.1纯弯曲时梁横截面上的正应力
7.2梁横力弯曲时的正应力及其强度条件
7.3梁横截面上的切应力及其强度条件
7.4提高梁弯曲强度的措施
思考题
习题
第8章弯曲变形
8.1梁变形的基本方程
8.2计算梁变形的积分法
8.3计算梁变形的叠加法
8.4简单超静定梁
8.5刚度条件提高弯曲刚度的措施
思考题
习题
第9章应力状态和强度理论
9.1应力状态的基本概念
9.2二向应力状态分析
9.3三向应力状态分析简介
9.4广义胡克定律
9.5空间应力状态下的应变能
9.6强度理论及其应用
思考题
习题
第10章组合变形
10.1轴向拉(压)与弯曲的组合变形
10.2轴向拉（压）与扭转的组合变形
10.3斜弯曲
10.4扭转与弯曲的组合变形
思考题
习题
第11章压杆稳定
11.1压杆稳定的概念
11.2两端铰支细长压杆的临界载荷
11.3不同杆端约束下细长压杆的临界载荷
11.4欧拉公式的适用范围及临界应力总图
11.5压杆的稳定性校核
11.6提高压杆稳定性的措施
思考题
习题
第12章能量法
12.1概述
12.2外力功和应变能的计算
12.3单位载荷法及其应用
12.4莫尔积分的图形互乘法
12.5互等定理
12.6能量法解超静定问题
思考题
习题
第13章动载荷交变应力
13.1概述
13.2构件有加速度时的应力计算
13.3构件受冲击载荷作用时的应力计算
13.4交变应力
思考题
习题
附录Ⅰ简单载荷下梁的挠度和转角
附录Ⅱ型钢表
思考题与习题答案
参考文献

前言/序言

　　材料力学是高等工科院校开设的专业基础课程，理论性与应用性都较强，既是经典学科，又是一门不断发展的学科。随着教学内容和课程体系改革的深入，为使学生在有限的学时里理解和掌握材料力学的基本原理和基本方法，特编写了此书。希望既能在内容上满足广大师生的要求，又能让学生通过学习本书打下扎实的力学基础。
　　本书共13章，包括绪论、轴向拉伸和压缩、剪切和连接件的实用计算、扭转、平面图形的几何性质、弯曲内力、弯曲应力、弯曲变形、应力状态和强度理论、组合变形、压杆稳定、能量法、动载荷以及交变应力。为帮助学生深刻理解概念，各章配有思考题，并精选了习题。
　　本书由兰州交通大学张耀、曹小平、张文辰和西北民族大学王春芬合作编写，其中第1～4章、第12章由曹小平编写；第6、7章由张耀编写；第8~11章由王春芬编写；第5章、第13章由张文辰编写；附录Ⅰ由张耀编写；附录Ⅱ由张文辰编写。韩冬、王波、刘德邦、江聪聪和刘明等研究生参与了部分绘图工作。
　　本书在编写过程中参考吸收了许多国内外材料力学教材的思想和内容，非常感谢众多专家学者的成果。
　　由于编者水平有限，书中难免疏漏与欠妥之处，恳请广大读者批评指正。
　　编著者
　　2015年3月

现代工程材料的界面行为与性能调控 图书简介 本书深入探讨了现代工程领域中至关重要的一个交叉学科前沿：先进功能材料的界面结构、性能演化及其在极端环境下的可靠性与寿命预测。 聚焦于宏观性能如何由微观的、尤其是不同材料或相态交界面处的相互作用所决定，本书旨在为材料科学家、结构工程师和器件设计人员提供一个全面且深入的理论框架与实践指导。 第一部分：界面结构与本征特性（The Foundation: Interfacial Structure and Intrinsic Properties） 本部分首先建立理解材料界面行为的基础。我们摒弃了传统材料学中将界面视为理想平面的简化模型，转而采用原子尺度和纳米尺度的视角来解析界面态。 第一章：多相界面的原子排列与能量学 详细分析了晶体、非晶体、薄膜与基底之间的异质界面（如：共格、半共格和非共格界面）的结构弛豫、缺陷富集及其对界面能的影响。内容涵盖了高分辨透射电子显微镜（HRTEM）和原子尺度的分子动力学模拟（MD）在界面结构表征中的应用。重点讨论了卷曲应力场（Strain Fields）在界面附近的分布规律及其对后续宏观力学响应的诱发作用。 第二章：界面电子态与化学势 界面上的电子结构与体相材料存在显著差异，这直接影响了材料的电学、光学和催化性能。本章深入探讨了界面电子态密度（DOS）、肖特基势垒的形成机制，以及在不同化学环境（如氧化还原气氛）下界面化学势的动态变化。这部分内容对于设计高性能光电器件和电池电极至关重要。 第三章：界面扩散、迁移与相变动力学 界面是物质传输和结构演化的主要通道。本章着重于界面反应速率的控制因素，包括扩散激活能、界面能垒以及热力学驱动力。我们详细分析了界面诱导的固态相变，例如在薄膜沉积或烧结过程中，界面处的临界形核尺寸与生长模式。引入了Onsager倒易关系在描述界面迁移过程中的应用。 第二部分：界面力学响应与可靠性（Mechanical Response and Reliability at Interfaces） 界面是结构中最薄弱的环节，也是能量耗散和破坏萌生的核心区域。本部分聚焦于界面在机械载荷下的响应机制。 第四章：界面粘结强度与剥离韧性 系统阐述了衡量界面结合能力的关键参数：界面粘结强度（Adhesion Strength）与剥离韧性（Fracture Toughness）。内容覆盖了从经典的拉拔/剪切测试到先进的原子力显微镜（AFM）尖端加载技术，以及如何通过量子化学计算预测理论极限强度。特别关注了界面缺陷（如空位、位错环）对强度起到的“筛效应”和“桥接效应”。 第五章：界面处的塑性变形与位错动力学 在受力状态下，界面附近的晶格畸变会诱发或阻碍位错的运动。本章探讨了位错如何被界面吸收、反射或穿透（即位错/界面交互）。引入了非共格界面上部分位错（Partial Dislocations）的解耦与重组机制，解释了高强度合金中“孪晶界强化”的微观机理。 第六章：界面疲劳、蠕变与寿命预测 工程部件的失效往往源于长期的循环载荷或高温环境。本章研究了界面在疲劳加载下的萌生与扩展路径。详细分析了界面空洞成核（Void Nucleation）的机制，以及蠕变过程中界面扩散和晶界滑移的耦合作用。引入了基于界面能耗的疲劳寿命预测模型，旨在提高高应力集中区域（如焊缝、复合材料层合面）的服役可靠性。 第三部分：功能化界面与性能调控（Functional Interfaces and Performance Tuning） 本部分将理论知识应用于实际工程应用，探讨如何通过精确调控界面特性来实现材料性能的定制化。 第七章：梯度界面设计与复合材料的跨尺度效应 为了消除不同相界面之间的应力集中和热膨胀失配，本章提出梯度功能材料（Functionally Graded Materials, FGM）的设计理念。通过连续变化的界面结构（而非突变），实现应力场的平滑过渡。内容包括梯度烧结技术、界面渗透增强机制以及如何利用有限元方法模拟梯度结构对整体模量的影响。 第八章：电化学界面：固态电解质与电极的接触问题 在能源存储领域，电极/电解质界面是限制性能和安全性的瓶颈。本章聚焦于固态电池中遇到的界面阻抗、锂枝晶生长路径以及界面相的形成。分析了表面涂层技术如何稳定界面，降低界面转移电阻（ITR）。 第九章：智能材料中的界面响应与传感 探讨了如何设计具有特定界面响应的材料，例如压电/铁电材料中的界面极化效应，以及磁性异质结中的自旋电子学现象。重点分析了界面应力或温度变化如何通过耦合机制调控材料的宏观电学或磁学输出，为开发高灵敏度传感器提供了理论基础。 --- 本书的特点在于其深度融合了计算材料学（DFT, MD）、先进表征技术（STEM, AFM）与结构可靠性工程。它不仅解释了“为什么”界面会失效，更提供了“如何设计”一个更稳定、更具功能性的界面的系统化方法论。它适用于高年级本科生、研究生以及从事航空航天、微电子、新能源等领域研发的专业工程师。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述风格非常清晰，循序渐进，即便我之前对这个领域了解不多，也能很快跟上作者的思路。比如在讲解“泊松比”的时候，作者并没有一开始就抛出复杂的数学公式，而是先从一个简单的拉伸实验入手，形象地描述了材料在纵向拉伸时，横向会收缩的现象，然后才引入泊松比这个概念，并给出相应的公式。这种由现象到本质的讲解方式，让我觉得非常容易理解和记忆。书中大量的图示和插画也起到了至关重要的作用，它们不是简单的示意图，而是精确地描绘了应力分布、变形形态以及各种加载条件下的受力情况。我尤其喜欢那些二维和三维的应力张量图，虽然初看有些复杂，但在作者细致的解释下，我逐渐能够理解不同颜色和箭头所代表的物理意义，这对我理解应力在材料内部的传递方式非常有帮助。书中对“失效分析”的讨论也让我印象深刻，作者列举了材料在不同失效模式下的表现，比如断裂、屈服、蠕变等，并分析了导致这些失效的原因。这让我意识到，不仅仅是材料的强度很重要，理解它们如何“出错”同样关键，这对于预测和防止结构破坏具有决定性的意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都令人称道，它涵盖了从最基础的应力应变关系，到复杂的材料断裂力学和疲劳分析。我尤其对书中关于“疲劳”的章节印象深刻。作者详细地解释了材料在循环加载下会发生疲劳失效，即使所承受的应力远低于材料的屈服强度。书中通过一些实际工程事故的案例，比如桥梁断裂、飞机部件失效，来警示疲劳破坏的严重性，并介绍了S-N曲线等分析方法。这让我意识到，许多我们看似坚固的材料，其实在日积月累的微小作用下，也可能走向失效。作者在讲解这些内容时，并没有回避复杂的数学模型，但同时又会用非常通俗易懂的语言来解释模型的物理意义，这让我觉得这本书既有学术上的严谨性，又不失实践指导意义。我还注意到，书中在讨论某些高级概念时，会引用大量的参考文献，这表明这本书是基于扎实的科学研究基础，让我对书中的内容更加信服。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计相当朴实，给我一种扎实可靠的感觉，就像书名“材料力学”本身一样，直接点明了主题，没有太多花哨的装饰。我拿到这本书的时候，就觉得它一定能带我进入一个严谨而又充满挑战的知识领域。翻开目录，我看到了诸如“应力与应变”、“材料的力学性能”、“弯曲与扭转”等章节，这些章节名称本身就带着一种科学的严谨性和理论深度，让我对接下来的学习充满了期待。我印象最深刻的是关于“弹性模量”的介绍，它不仅仅是理论公式的堆砌，更像是在描绘一种物质在受力时的内在“韧性”和“骨架”。读到这里，我仿佛能看到工程师们在设计桥梁、飞机时，如何精确地计算各种受力，确保结构的稳定与安全。书中对各种材料性能的区分，比如钢材的强度、铝合金的轻质高强，以及它们在不同应力下的表现，都写得非常细致，让我对这些我们日常生活中随处可见却又默默支撑着一切的材料有了全新的认识。我特别喜欢书中穿插的一些经典案例分析，比如分析一个吊桥的承重能力，或者评估一个高层建筑在地震中的抗震性，这些生动的例子让抽象的理论变得鲜活起来，也让我体会到材料力学在解决实际工程问题中的核心地位。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，就像是在解构我们身边的各种结构和设备，理解它们是如何在各种力的作用下保持稳定的。作者在阐述“结构分析”时，使用了非常系统的方法论，比如从单元体的受力分析，到整体结构的变形计算，一步步引导读者掌握分析技巧。我特别喜欢书中对“有限元方法”的初步介绍，虽然只是一个概述，但它让我了解到了现代工程分析中一种强大的计算工具。作者通过一个简单的例子，展示了如何将复杂的结构离散化成许多小的单元，然后通过求解每个单元的力学行为来逼近整个结构的整体响应。这种“化繁为简”的思路，让我对计算机辅助工程设计有了更深的认识。书中对“塑性力学”的引入，也让我看到了材料在超出弹性范围后的行为，这对于理解一些极端载荷下的结构表现至关重要，比如在碰撞或爆炸等情况下。这本书不仅仅是在传授知识，更是在培养一种解决工程问题的思维方式。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉就像是在学习一门关于“力”与“物质”之间交互的语言。作者并没有把重点放在枯燥的公式推导上，而是更侧重于通过对实际问题的分析来阐述理论。例如，在讲解“梁的弯曲”时，书中不仅仅给出了弯曲的计算公式，更通过一个实际的例子，比如计算一个搁置在两个支架上的木梁能够承受多大的重量而不发生断裂，来引导读者思考。作者会分析不同材料的梁在承受相同载荷时，变形和应力分布的差异，这让我深刻体会到材料选择的重要性。书中对于“应变能密度”的解释，也让我有一种豁然开朗的感觉，它不仅仅是一个计算的量，更是材料吸收能量的能力的体现。我甚至能想象到，在设计飞机起落架的时候，工程师们需要计算起落架在着陆冲击时所吸收的能量，以确保飞机能够安全着陆，而应变能密度正是计算这一能力的关键参数。这本书的语言非常简洁有力，没有太多冗余的修饰，每一句话都直指核心，让我在阅读过程中能够保持高度的专注。