本书以职业本科院校高层次技能人才培养目标和规格为依据,充分考虑现代职业本科教育的特点,结合教育部对高等学校材料力学课程教学的基本要求,突出职业教育属性和工程应用。内容包括:绪论、材料力学基本知识、轴向拉伸与压缩、剪切与挤压的实用计算、圆轴扭转、平面图形的几何性质、平面弯曲的强度、平面弯曲的刚度、应力状态理论、强度理论、组合变形、能量法、动载荷、压杆稳定等,并且列举了大量典型实例,对分析问题与解决问题的方法进行了归纳、总结。书中每单元都有精选的课后思考题和习题。为方便教学,本书配套有电子课件、习题参考答案。
本书可作为高等职业本科院校工科专业材料力学课程的教学用书,也可供有关工程技术人员参考使用。
本书是根据国家职业教育改革实施方案的要求,满足国家职业教育体系的发展和职业本科高层次人才培养的需要,突出职业本科特色,结合编者多年教学经验编写而成的,可供高等职业本科院校工科专业使用。
本书主要特点如下:
(1)牢记为党育人、为国育才的初心使命,坚持正确政治方向,以学生发展为本位,教学内容与课程思政有机融合,从工程应用的角度出发,内容选择上以学生就业岗位实际需求以及学生对相关知识点的接受能力为依据,突出实用性和针对性,落实立德树人根本任务。
(2)本书以培养高层次技能人才为目标,以培养学生分析问题、解决问题的能力和提升学生技能水平为主线,以材料力学的基本理论、基本知识和基本计算方法为主要内容,例题的选择紧密结合工程实际,突出设计性、实践性和综合性,以利于培养学生的创新精神、实践能力和职业素养,发展素质教育。
(3)强调材料力学与生产生活和其他学科的联系,创设合适的教学情境,启发学生思考,激发学生的学习兴趣;注重信息技术与材料力学课程的深度融合,方便学生自主学习及教师运用现代教育技术进行教学。
(4)基本知识点的选取以必须够用为度,理论推导由浅入深、循序渐进;为体现我国职业教育和职业本科的特点,本书选取了许多工程中的例题和习题,培养学生分析、解决实际问题的能力和创新精神,以满足实践教学的需要。
(5)本书在叙述上力求通俗易懂,深入浅出,对于各种基本概念与基本原理的阐述力求简明扼要。
(6)深化教学改革,书内设置学习目标、学习导引、学习内容、知识拓展、学习评价和课后思考题、习题,培养学生自主学习和独立思考的能力。
(7)全书采用新的国家标准和法定计量单位。
参加本书编写的有河北石油职业技术大学宋晓明(单元一、六、七)、赵海贤(单元五)、汤立松(单元四、八、十)、郭姝萌(单元三)、冯乾(单元九),河南工业大学荆成虎(单元二、十二、十三),中石化石油机械股份有限公司承德江钻分公司张丽娜(单元十一)。宋晓明任主编,负责全书的统稿,郭姝萌、冯乾、张丽娜任副主编,河北石油职业技术大学董英娟任主审。
本书在编写过程中,编者参阅了有关教材和文献资料,在此表示衷心感谢。
由于编者水平有限,缺点和疏漏之处在所难免,恳请广大读者批评指正。
编者
绪论1
学习导引1
课题一材料力学的发展历程1
课题二材料力学的基本任务4
课题三研究材料力学的基本方法5
知识拓展5
学习评价6
课后思考题6
习题6
单元一材料力学基本知识7
学习导引7
课题一构件基本形式及变形固体的基本假设7
课题二构件的外力、内力9
课题三应力、应变及胡克定律11
知识拓展13
学习评价14
课后思考题14
习题14
单元二轴向拉伸与压缩15
学习导引15
课题一轴向拉伸与压缩的概念和实例16
课题二横截面上的内力和应力17
课题三材料在拉伸与压缩时的力学性能20
课题四许用应力和强度计算27
课题五轴向拉伸或压缩时的变形30
课题六斜截面上的应力33
课题七拉伸或压缩时的静不定问题35
课题八应力集中的概念39
知识拓展40
学习评价40
课后思考题41
习题41
单元三剪切与挤压的实用计算46
学习导引46
课题一剪切与挤压的概念46
课题二剪切强度计算47
课题三挤压强度计算48
知识拓展51
学习评价51
课后思考题52
习题52
单元四圆轴扭转55
学习导引55
课题一扭转的概念55
课题二扭转时的内力56
课题三薄壁圆筒的扭转、纯剪切58
课题四圆轴扭转时的应力和强度计算60
课题五圆轴扭转时的变形和刚度计算65
知识拓展67
学习评价67
课后思考题68
习题68
单元五平面图形的几何性质72
学习导引72
课题一重心、形心及静矩72
课题二惯性矩、惯性积75
课题三平行移轴公式77
知识拓展78
学习评价79
课后思考题79
习题79
单元六平面弯曲的强度82
学习导引82
课题一平面弯曲认知83
课题二弯曲内力84
课题三弯曲正应力91
课题四弯曲切应力95
课题五弯曲强度计算98
课题六提高梁弯曲强度的措施104
知识拓展107
学习评价108
课后思考题109
习题109
单元七平面弯曲的刚度115
学习导引115
课题一挠度和转角、挠曲线近似微分方程116
课题二用积分法求弯曲变形117
课题三用叠加法求弯曲变形120
课题四梁的刚度计算124
课题五简单超静定梁126
课题六提高梁刚度的措施129
知识拓展130
学习评价130
课后思考题130
习题131
单元八应力状态理论133
学习导引133
课题一点的应力状态133
课题二平面应力状态分析的解析法136
课题三平面应力状态分析的图解法139
课题四三向应力状态及最大切应力142
课题五平面应力状态下的应力-应变关系143
知识拓展145
学习评价146
课后思考题146
习题147
单元九强度理论149
学习导引149
课题一强度理论的概念149
课题二四种常用的强度理论150
知识拓展153
学习评价154
课后思考题155
习题155
单元十组合变形157
学习导引157
课题一组合变形的概念158
课题二斜弯曲158
课题三拉伸(压缩)与弯曲的组合变形160
课题四弯曲与扭转的组合变形164
知识拓展168
学习评价170
课后思考题170
习题170
单元十一能量法174
学习导引174
课题一能量法认知174
课题二应变能的一般表达式175
课题三功与位移互等定理176
课题四单位载荷法178
知识拓展180
学习评价180
课后思考题181
习题181
单元十二动载荷184
学习导引184
课题一构件作加速运动时的应力计算185
课题二构件受冲击时的应力和变形188
课题三交变应力及其循环特征191
课题四疲劳破坏简介193
知识拓展195
学习评价195
课后思考题195
习题196
单元十三压杆稳定198
学习导引198
课题一压杆稳定的概念199
课题二细长压杆的临界载荷201
课题三欧拉公式的适用范围经验公式203
课题四压杆的稳定性计算206
课题五提高压杆承载能力的措施210
知识拓展212
学习评价213
课后思考题214
习题214
附录型钢规格表218
参考文献227