• 书名：现代机械强度引论（第2版）

• 丛书名：普通高等教育“十四五”规划教材

• ISBN：978-7-5240-0174-4

• 出版社：冶金工业出版社有限公司

• 定价：40

• 作者：陈立杰,何雪浤,王雷,冮铁强

• 出版时间：2025-05-26

内容简介

全书共分11章，主要内容包括：现代机械强度理论；弹性力学基础、应力分析、应变分析、应变能；常用的强度理论：最大拉应力理论、最大拉应变理论、形变能理论、双剪强度理论、统一强度理论；塑性力学基础：增量理论、全量理论、常用的屈服准则；工程实例分析：圆轴的弹塑性扭转问题、梁的弹塑性弯曲问题、有限元分析方法实例；疲劳载荷与循环形变：疲劳载荷\循环载荷下金属材料的特性、影响材料疲劳特性的因素、表面加工状况的影响；疲劳强度：疲劳寿命估算方法概述、基于应力的疲劳分析；计算实例；断裂力学基础：裂纹的基本类型、裂纹尖端附近的应力场和位移场、脆性断裂的K准则；疲劳裂纹扩展；疲劳裂纹扩展寿命预测实例。

前言概述

随着现代机械、航空航天等领域的飞速发展，传统的材料力学、工程力学及机械设计相关知识已无法满足实际工程中机械结构设计的需要，尤其对于结构服役安全性与可靠性要求较高的行业，如航空航天等，对机械设计整体水平提出了更高的要求，因而也促进了现代机械设计相关理论基础的发展。鉴于此，近年来许多高等院校已将现代机械强度理论作为高年级本科生及研究生的必修课，开展了相关的理论基础教学。

为培养行业急需人才，相关课程的教学要求更加重视学生的基础夯实与工程实践能力的培养。基于此，本书主要在理论基础知识培养及工程实际应用指导方面进行了较多改进。每章内容均从概念入手，再引入机械强度的相关基本理论和计算方法。为了更好地引导读者掌握现代强度理论的主要内容，达到学以致用的目的，针对其中的重点和难点，精心选编了例题、复习思考题及经典工程实际案例。本次再版特别注重了理论基础知识在经典工程实际案例中的应用，重点结合了航空结构中常见的典型疲劳失效相关问题进行了详细分析指导。

目录

第1章 绪论  1

1.1 学习机械强度的目的和意义  1

1.2 机械强度研究的内容  1

1.2.1 材料强度  1

1.2.2 结构强度  2

1.3 常规机械强度理论  3

1.4 现代机械强度理论  4

复习思考题  5

第一篇 弹塑性理论基础及传统强度理论

第2章 弹性力学基础  7

2.1 弹性力学的基本假设  7

2.2空间问题的基本方程  8

2.2.1 平衡方程  8

2.2.2 几何方程  11

2.2.3 本构方程  15

2.2.4 变形协调方程  17

2.2.5 边界条件和圣维南原理  19

2.3 应力分析  21

2.3.1 应力张量和应力偏量  22

2.3.2任意平面上的应力  25

2.3.3坐标变换  28

2.3.4主应力及其方向  30

2.3.5最大剪应力及其平面  33

2.3.6八面体应力  35

2.3.7双剪应力状态  37

2.4 应变分析  38

2.5 应变能  40

2.6 平面问题的基本力学方程 43

复习思考题  46

第3章 几种常用的强度理论  48

3.1概述 48

3.2最大拉应力理论（第一强度理论） 49

3.3最大拉应变理论（第二强度理论）  49

3.4 最大剪应力理论 （第三强度理论） 50

3.5 形变能理论（第四强度理论）  52

3.6双剪强度理论  55

3.7统一强度理论  57

复习思考题 

第4章 塑性力学基础  63

4.1应力—应变曲线及几种简化模型  63

4.1.1应力—应变曲线  63

4.1.2几种简化模型  65

4.2 Drucker公设 68

4.3 增量理论  69

4.3.1 弹性应变增量与塑性应变增量  69

4.3.2本构方程 72

4.4 全量理论  76

4.4.1 本构方程  77

4.4.2 适用条件  78

4.5 常用的屈服准则  83

4.5.1Tresca屈服准则  83

4.5.2Mises屈服准则  85

4.5.3各种屈服准则的对比  89

第5章 工程实例分析 91

5.1 圆轴的弹塑性扭转问题 92

5.2 梁的弹塑性弯曲问题  93

5.3有限元分析方法实例96

复习思考题  10

第二篇 疲劳强度理论

第6章 疲劳载荷与循环形变  102

6.1概述 102

6.1.1 疲劳相关理论的发展过程102

6.1.2 疲劳破坏的特点  104

6.1.3 疲劳破坏过程 105

6.1.4 疲劳分析的一般方法 106

6.2疲劳载荷 107

6.2.1 疲劳载荷及其分类 107

6.2.2 随机疲劳载荷的处理 109

6.2.3 累积频次曲线 111

6.2.4 疲劳载荷谱的编制方法 113

6.3 循环载荷下金属材料的特性 115

6.3.1 金属材料的拉伸特性 115

6.3.2 材料的强度—寿命曲线 117

6.3.3 材料的循环硬化和循环软化 122

6.3.4 循环应力—应变曲线 124

6.3.5 材料的记忆特性 126

6.3.6 玛辛效应 126

6.4影响材料疲劳特性的因素127

6.4.1尺寸的影响 127

6.4.2表面加工状况的影响

第7章 疲劳强度理论  98

7.1疲劳寿命估算方法概述  98

7.1.1 名义应力法 98

7.1.2 局部应力-应变法 98

7.2 基于应力的疲劳分析  98

7.2.1 疲劳S-N曲线及其测试方法  98

7.2.2 平均应力效应  99

7.2.3 疲劳累积损伤理论  105

7.3 基于应变的疲劳分析  112

7.3.1 损伤分析  112

7.3.2 局部应力应变确定方法 115

7.3.3 局部应力应变法估算疲劳寿命步骤 115

7.4 基于能量方法估算总寿命 115

第8章 计算实例  125

8.1 基于应力－寿命法估算高周疲劳寿命估算98

8.2 基于应变－寿命法估算低周疲劳寿命估算98

8.3 多轴疲劳寿命估算 106

8.4 蠕变-疲劳交互作用寿命估算 106

复习思考题 126

第三篇 含裂纹体的强度理论

第9章 断裂力学基础 126

9.1 裂纹的基本类型 127

9.2 裂纹尖端附近的应力场和位移场 129

9.2.1 张开型裂纹尖端附近的应力和位移  129

9.2.2 滑开型裂纹尖端附近的应力和位移  130

9.2.3 撕开型裂纹尖端附近的应力和位移  131

9.3 应力强度因子及其求法 133

9.3.1 应力强度因子及其一般表达式  133

9.3.2 应力强度因子的求法和叠加原理  135

9.3.3 几种常用的应力强度因子公式  136

9.4 脆性断裂的K准则 138

9.4.1 应变能释放率与G准则  138

9.4.2 应力强度因子与应变能释放率之间的关系  140

9.4.3 脆性断裂的K准则 141

9.4.4 K准则的工程应用  143

9.4.5 复合型断裂准则  145

9.5 线弹性断裂力学在小范围屈服中的推广  148

9.5.1 等效模型概念  148

9.5.2 塑性区的形状和尺寸  149

9.5.3 应力松弛的修正  150

9.5.4 等效裂纹强度及应力强度因子的修正 

9.6 弹塑性断裂力学  153

9.6.1 塑性区条形简化模型  154

9.6.2 裂纹张开位移COD准则  157

9.6.3 J积分准则  161

9.7 高温断裂力学  163

9.7.1 载荷参数C*积分  163

9.7.2载荷参数Ct积分  164

第10 章 疲劳裂纹扩展 166

10.1 疲劳辉纹的形成  167

10.2 疲劳裂纹扩展速率  168

10.3 疲劳裂纹扩展的三个阶段  168

10.4 控制疲劳裂纹扩展的一般力学条件  169

10.5 疲劳裂纹扩展律的经验公式  169

10.6 影响裂纹扩展速率的因素 171

第11 章 疲劳裂纹扩展寿命预测实例 166

11.1 疲劳裂纹扩展寿命预测实例  180

11.2 预腐蚀-疲劳寿命预测173

11.2.1 腐蚀坑-裂纹当量方法  173

11.2.2 EIFS法进行寿命预测实例  176

11.3 蠕变-疲劳裂纹扩展 178

复习思考题  182

参考文献  183

索 引