Книга соответствует традиционной программе машиностроительных вузов. Излагаются следующие разделы курса сопротивления материалов: растяжение, кручение, изгиб( статически неопределимые системы, теория напряженного состояния, теория прочности, толстостенные трубы и тонкостенные оболочки, прочность при переменных напряжениях, расчеты при пластических деформациях* устойчивость и методы испытаний. По сравнению с предыдущими изданиями она сокращена за счет разделов, которые на лекциях обычно не читаются, и дополнена некоторыми элементарными сведениями по композиционным материалам, получающим в настоящее время повсеместное распространение и общее признание.
Табл. 15. Ил. 500
Рецензент академик В. В. Новожилов
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к девятому изданию.............. 7
Введение......., ,................ 9
§ 1. Задачи и методы сопротивления материалов..... 9
§ 2. Реальный объект и расчетная схема......... 11
§3. Силы внешние и внутренние............. 15.
§ 4. Напряжения .................... 21
§ 5. Перемещения и деформации............. 22
§ 6. Закон Гука и принцип независимости действия сил ... 26
§ 7. Общие принципы расчета »лементов конструкции ... 29
Глава 1. Растяжение и сжатие.............. 33
§ 8. Внутренние силы и напряжения, возникающие в поперечных сечениях стержня при растяжении и сжатии 33
§ 9. Удлинения стержня и закон Гука ;......... 36
§ 10. Потенциальная энергия деформация......... 42
§ 11. Статически определимые и статически неопределимые
системы . .-.................... 44
§ 12. Напряженное и деформированное состояния при растяжении и сжатии.................. 48
§ 13. Испытание материалов на растяжение и сжатие ... 53
§ 14. Диаграмма растяжения . »............ 58
§ 15. Механизм образования деформации......... 61
§ 16. Основные механические характеристики материала 68
§ 17. Пластичность и хрупкость. Твердость........ 73
§ 18. Влияние температуры и фактора времени на механические характеристики материала........... 78
§ 19. Коэффициент запаса ................ 85
Глава 2. Кручение , „................. 89
I 20. Чистый сдвиг и его особенности.......... 89
J21. Кручение стержня с круглым поперечным сечением 93
j 22. Кручение стержня с некруглым поперечным сечением 104
> 23. Краткие сведения о пленочной (мембранной) аналогии 108
i 24. Кручение тонкостенного стержня.......... 111
Глава 3. Геометрические характеристики поперечных сечений стержня...................... 121
§ 25. Статические моменты сечения ,........... 121
§ 26. Моменты инерции сечения............. 125
§ 27, Главные оси и главные моменты инерции....... 128
4 ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 4. Изгиб » -.................... 133
§ 28. Внутренние силовые факторы, возникающие в поперечных сечениях стержня при изгибе.......... 133
§ 29. Напряжения при чистом изгибе.......... 140
§ 30. Напряжения при поперечном изгибе........ 149
§ 31. Касательные напряжения при поперечном изгибе тонкостенных стержней................ 158
§ 32. Центр изгиба................... 161
§ 33. Дифференциальное уравнение упругой линии балки.
Перемещения при изгибе.............. 165
§ 34. Балка на упругом основании............ 169
§35. Косой изгиб................... 173
§ 36. Внецентренное растяжение и сжатие........ 176
§ 37.- Изгиб бруса большой кривизны........... 180
Глава 5. .Перемещения в стержневой системе при произвольной нагрузке..................... 189
§ 38. Потенциальная энергия стержня в общем случае на-
гружения..................... 189
§ 39. Теорема Кастилиано................ 194
§ 40. Интеграл Мора.................. 197
§41. Способ Верещагина................ 203
§ 42. Определение перемещений и напряжений в витых пружинах ...................... 208
§ 43. Теорема взаимности работ............. 213
Глава 6. Раскрытие статической неопределимости стержневых систем методом сил................. 217
§ 44. Связи, накладываемые на систему. Степень статической
неопределимости.................. 217
§ 45. Выбор основной системы. Метод сил......... 222
§ 46. Канонические уравнения метода сил........ 225
§ 47. Использование свойств симметрии при раскрытии статической неопределимости............. 233
§ 48. Плоскопространственные и пространственные системы 242 § 49. Определение перемещений в статически неопределимых
системах..................... 248
§ 50. О методе перемещений............... 250
Глава 7. Основы теории напряженного и деформированного
состояний....................... 252
§51. Напряженное состояние в точке.......... 252
§ 52. Определение напряжений в произвольно ориентированной площадке................. 255
153. Главные оси и главные напряжения......... 258
I 54. Круговая диаграмма напряженного состояния .... 265
j 55. Обзор различных типов напряженных состояний . . . 270
j 56. Деформированное состояние............ 275
i 57. Обобщенный гакон Гука и потенциальная энергия деформации в общем случае напряженного состояния 279 § 58. Анизотропия................... 284
Глава 8. Критерии пластичности и разрушения...... 292
§5,9. Постановка вопроса............... 292
§ 60, Гипотезы пластичности *............. 297
ОГЛАВЛЕНИЕ : Б
S61 Теория Мора и ее применение........... 300
S62'. О хрупком разрушении и вязкости . . ....... 311
§ 63. О новых материалах................ 316
Глава 9. Тонкостенные и толстостенные сосуды...... 323
& 64. Основные особенности оболочек........... 323
§ 65. Определение напряжений в симметричных оболочках по
безмоментной теории ............... 324
§ 66. Основные уравнения для толстостенной трубы .... 332 § 67. Определение перемещений и напряжений в толстостенном цилиндре.................' 336
§ 68. Определение напряжений в составных трубах .... 342
Глава 10. Принципы расчета элементов конструкций, работающих за пределами упругости.............. 347
§69. Отличительные особенности расчета и схематизация
диаграммы растяжения............... 347
§ 70. Напряжения и перемещения в простейших стержневых
системах при наличии пластических деформаций . . . 351
§71. Упруго-пластический изгиб стержня......... 357
§ 72. Кручение стержня круглого поперечного сечения при
наличии пластических деформаций.....•. . . • 365
§ 73. Основы расчета по предельным нагрузкам...... 368
§ 74. Начала теории пластичности............ 372
Глава 11. Прочность при циклически изменяющихся напряжениях ........................ 381
§ 75. Понятие об усталости материалов......... 381
§ 76. Основные характеристики цикла и предел выносливости ...................... 385
§ 77. Влияние концентрации напряжений на прочность при
циклическом нагружении ............» 393
§78. Масштабный эффект................ 399
§ 79. Влияние качества обработки поверхности...... 403
§ 80. Коэффициент запаса при циклическом нагружении и
его определение.................. 406
Глава 12. Устойчивость равновесия деформируемых систем 413
§81. Понятие об устойчивости.............. 413
§82. Определение критических нагрузок......... 416
§ 83. Задача Эйлера.................. 421
§ 84. Зависимость критической силы от условий закрепления стержня................... 424
§ 85. Устойчивость плоской формы изгиба........ 430
§ 86. Устойчивость колец и труб при нагружении их внешним давлением.................. 432
§ 87. Энергетический метод определения критических нагрузок....................... 435
§ 88. Метод начальных параметров............ 440
§ 89. О пределах применимости формулы Эйлера..... 447
§90. Продольно-поперечный изгиб............ 450
Глава 13. Динамическое нагружение........... 454
§91. О статическом и динамическом нагружениях .... 454
§92. Ударная нагрузка.................. 457
6 ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 14. Методы экспериментального исследования деформированного и напряженного состояний.......... 462
§ 93. Испытание материалов и испытание конструкций . . . 462 § 94. Определение деформаций при помощи механических
тензометров................... 464
§95. Применение датчиков сопротивления........ 470
§ 96. Оптический метод определения напряжений при помощи прозрачных моделей.............. 475
§ 97. Метод муаровых полос............... 480
§98. Рентгеновский метод определения напряжений ... 486
§99. Метод лаковых покрытий............. 491
Сортамент прокатной стали................. 493
Предметный указатель , ,................. 509
ПРЕДИСЛОВИЕ К ДЕВЯТОМУ ИЗДАНИЮ
Основное, что побудило автора заняться очередной переработкой учебника, это мысли о композиционных материалах, об их роли и значении, о том новом, что они вносят в современную технику и в преподавание технических дисциплин, в частности сопротивления материалов.
Конечно, задачи и цели курса сопротивления материалов остаются прежними. Как в прошлом, так и ныне надо научить студента основам расчета на прочность и методам механики твердого деформируемого тела.. Но сместились акценты. Появились новые идеи о вязкости материала, о развитии трещин, об их блокировании с помощью искусственно создаваемых структур. Те материалы, которые всегда и, казалось, навечно считались ни на что ив пригодными, неожиданно стали рассматриваться как весьма перспективные. Наконец, изменилось и наше отношение к понятию сплошной непрерывной среды, в рамках которого рассматривается развитие деформаций и последующего разрушения.
На сплошную среду перестали смотреть как на нечто данное свыше. Она стала частью конструкции, создаваемой вместе с деталью. Оказалось возможным создавать структуру и свойства материала под заданное поле напряжений. Материал стал предметом творчества уже не только материаловедов и технологов, но и механиков. В связи с этим и хотелось изложить курс сопротивления материалов интонационно по-иному, ничуть, конечно, не ломая уже давно утвердившегося и бесспорного.
Цена: 150руб.
