圖書信息
書名:彈性與塑性力學簡明教程
ISBN:9787302270515
作者:楊海波、曹建國、李洪波
定價:36元
出版日期:2011-12-1
出版社:清華大學出版社
圖書簡介
本書系統闡述了彈性與塑性力學的基礎概念和理論,並介紹了各類問題的求解方法及在工程實踐中的套用。
全書共3篇14章。第1篇為彈性與塑性力學基礎,內容包括: 緒論、應力理論、應變理論。第2篇為彈性力學,內容包括: 應力-應變關係、彈性力學問題的建立、平面問題的直角坐標解答、平面問題的極坐標解答、柱體的扭轉、薄板彈性彎曲和熱應力問題。第3篇為塑性力學,內容包括: 塑性力學基本概念、屈服條件與塑性本構關係、簡單彈塑性問題、理想剛塑性材料的平面應變問題、結構的塑性極限分析。在附錄中分別簡要介紹了笛卡兒張量的基本運算和非線性有限元模擬技術等內容。
本書可供機械、動力、材料、冶金、土建等非力學學科專業的碩士研究生使用,也可供學有餘力的高年級本科生選修和工程技術人員自學參考。
前言
力學是源於實踐、並指導實踐的一門科學。隨著社會的發展,工程實踐提出了越來越多的新問題,要求人們不斷探索和解決。
在工程結構分析中,人們會遇到各種各樣的力學問題。固體材料在受到外力作用後,隨著載荷的逐漸增加,材料將經歷彈性狀態到塑性狀態的變化,一直到損壞而失效為止。材料由彈性狀態到塑性狀態是一個連續的變形過程,物體或結構處於塑性狀態下並不等於喪失承載能力,仍可安全地工作。有時,為了發揮材料的潛能,根據實際情況允許物體或其局部進入塑性狀態。因此,有必要學習和掌握彈性與塑性力學的基礎理論、概念和分析方法。
彈性與塑性力學是經典數學物理方法的重要內容,具有非常明確的力學與數學模型,推理嚴謹,計算結果準確,是分析和解決各種複雜工程技術問題的依據和基礎。在國內外工科專業中,被列為必修或選修的技術基礎課程。
本書是在本人編著的《彈性與塑性力學簡明教程》(1998年校內印製使用)的基礎上編寫的,將彈性力學與塑性力學的體系模組化編排,分三塊(彈性與塑性力學基礎、彈性力學、塑性力學)編寫,各塊之間既自成體系又相互聯繫,力求概念清晰、深入淺出、簡明扼要,突出基本理論的物理意義和工程套用背景,避免過分繁雜的數學推導。可以使學生在學時不多的情況下,仍能對彈性與塑性力學的基本理論和方法有比較完整的了解。
為了使學生能較好地鞏固和掌握基礎理論知識,得到良好的解題方法的訓練,各章後面附有思考題或習題,大部分習題給出了答案,以便自查自學。
全書講授約需70~80學時,當學時數較少時,可根據需要選擇有關章節講授。
本書第8、9、11章由曹建國教授編寫,第12~14章由李洪波博士編寫。楊海波教授編寫了第1~7章、第10章和附錄等,並對全書的內容進行了統順和校核。
本書獲得“北京科技大學‘211工程’三期創新人才培養”項目的資助,在此表示衷心的感謝。
本書在編寫過程中,參考了許多專家教授的著述(見參考文獻),並引用了其中的部分例題與圖表等,對此深表謝意。更多未能在參考文獻中一一列明的,一併表示感謝。
由於編者水平有限,書中有關內容雖經反覆修改,但不妥或錯誤之處仍在所難免,歡迎讀者批評指正。
北京科技大學
楊海波
2011年6月
目錄
第1篇彈性與塑性力學基礎
第1章緒論
1.1彈性力學與塑性力學概述
1.2彈性力學與塑性力學中的研究方法和任務
1.3彈性力學與塑性力學中的基本假設
1.4彈性與塑性力學的發展概況
1.5載荷分類
思考題
第2章應力理論
2.1內力和應力一點的應力狀態應力張量
2.2斜面應力公式
2.3平衡微分方程靜力邊界條件
2.4應力分量轉換公式
2.5主應力應力張量不變數
2.6最大剪應力
2.7八面體應力
習題與答案
第3章應變理論
3.1位移與應變
3.2幾何方程——應變與位移的關係
3.3剛性轉動(轉動分量)
3.4一點的應變狀態
3.5應變張量的性質
3.6應變協調方程
習題與答案
第2篇彈性力學
第4章應力-應變關係彈性力學問題的建立
4.1廣義胡克定律
4.2彈性應變能函式
4.3彈性力學問題的解法
4.4彈性力學解的唯一性定理逆解法和半逆解法
4.5局部影響原理(Saint-Venant原理)
習題與答案
第5章平面問題的直角坐標解答
5.1平面問題的基本概念與基本方程
5.2用應力法解平面問題應力函式
5.3用代數多項式為應力函式解平面問題
5.4端部受集中力的懸臂樑
5.5簡支梁受均布載荷
習題與答案
第6章平面問題的極坐標解答
6.1用極坐標表示的基本方程
6.2應力與極角無關問題
6.3承受均勻壓力的厚壁圓筒
6.4曲梁受純彎曲
6.5部分圓環一端受集中力作用
6.6孔邊應力集中
6.7楔體頂端受集中力或力偶作用
6.8半無限體邊界上受力
習題與答案
第7章柱體的扭轉
7.1扭轉問題的位移解法
7.2扭轉函式的共軛函式聖維南簡單解法
7.3扭轉問題的應力解法
7.4薄膜比擬法
7.5開口薄壁截面柱體的扭轉問題
7.6閉口薄壁截面柱體的扭轉問題
習題與答案
第8章薄板彈性彎曲
8.1基本概念和假設
8.2彈性曲面的微分方程與邊界條件
8.3矩形薄板的納維解法
8.4矩形薄板的列維解法
8.5薄板基本方程的極坐標表達式
8.6圓形薄板的軸對稱彎曲
習題與答案
第9章熱應力
9.1基本概念
9.2溫度場的確定
9.3熱彈性的基本方程
9.4薄圓盤的熱應力
9.5厚壁長圓筒的熱應力
9.6球體的熱應力
習題與答案
第3篇塑性力學
第10章塑性力學基本概念
10.1基本實驗
10.2應力-應變的簡化模型
10.3應力狀態與應變狀態的進一步研究
習題與答案
第11章屈服條件塑性本構關係
11.1屈服條件
11.2載入方式與載入準則
11.3強化條件(單一曲線假設)
11.4Drucker公設
11.5流動理論(增量本構關係)
11.6形變理論(全量本構關係)
習題與答案
第12章簡單彈塑性問題
12.1簡單桁架的彈塑性問題
12.2梁的彈塑性彎曲問題
12.3圓桿的彈塑性扭轉問題
12.4厚壁圓筒受均勻內壓力問題
12.5壓桿的塑性失穩問題
習題與答案
第13章理想剛塑性材料的平面應變問題
13.1平面應變問題的基本方程
13.2滑移線理論
13.3滑移線的主要性質
13.4塑性區的邊界條件
13.5基本邊值問題
13.6簡單的滑移線場與套用實例分析
習題與答案
第14章結構的塑性極限分析
14.1結構塑性極限分析的基本概念
14.2塑性極限分析的上、下限定理
14.3超靜定梁的塑性極限分析
14.4簡單剛架的塑性極限分析
14.5簡支方形薄板的塑性極限分析
14.6軸對稱圓板的塑性極限分析
習題與答案
附錄A笛卡兒張量的基本運算
A.1指標符號
A.2克羅內克爾符號δij
A.3矢量
A.4張量
附錄B非線性有限元模擬技術簡介
B.1有限單元法簡述
B.2有限元法分析過程
B.3非線性有限單元法
B.4非線性有限元程式在金屬成形中的套用
參考文獻