第三版序言 在准备本书的最新版时，增加了大量的新材料.全书各章不 仅添加了新的习題和附图，还添加了最新的参考資料.在内容方 面改变得较多的是钲轉、塑性变形及材料的机械性质这几章， 关于扭棘，不仅挎究了开口截面薄壁构件的扭轉屈曲間題，还 考究了有中間隔层的管件的扭轉閻題.在設計如飞机赭构粗件等 薄壁結构时，这些磲題均很重要，在塑性变形这一章中，討論了极 限設計的基本原理，举出了这一方法应用于箱构分析的几个例子， 增钉最多的是材料的机械性质这一章，以致这一章現在有160 頁以上，扩充这一章的目的，是要集中注意于結构材料性质的实 驗研究方面的最近发展，所討論的題包括：(1)缺陷对脆性材料 极限強度的影响与“尺寸效应”；(2)对单晶体与多晶体試样的武驗 黏果的比较；(3)在“繈和三维应力状态下的材料哉驗与各种強度 理論；(4)在冲击载荷下的材米科強度；(5)在各种不同应力状态下金 属的疲劳与提高机器另件疲劳途度的方法；以及(6)在高温下的材 料強度、蠕变現象以及蠕变試驗数据在設計中的应用，所提到的 蔚多近代文献，对于欲进一步扩充在这些裸题方面的知藏的藏者 是有帮助的，最后，在本书的結尾一节中，对于如何适当选择資用 应力也介轺得相当群细， 作者希望，增加的这些材料能使本书在丹于对研究班耕授材 料力学髁程时将更为完备，并对从事机粮工出及結构工程的設引 师及研究工程师也更为有用， 最后，作者对斯丹硒大学盖尔(James M.Gcrc)教授在修本 书和閥蘭校样时的帮助以及提出的蔚多建議表示威藹射. S,缺摩辛柯 斯丹范大学 1956年2月10日 “iig
第二版序言 在准备本书的新版时，原书中总的特色保持不变；仪政力于集 鈉新的理論和实驗資料一它州体現应力分析和对結构材料的机 械性虞的实驗研究諾方面的最新发展-一伸使本书更趋完备并合 乎时代。 較之初版，最重要的增添如下： 1.对于細长与薄壁结构的弯曲、压縮和扭轉等間瓶作了更全 面的討論。这类结构現正被广泛地应用子飞机构造中，在新版中 款为应更多地包括来自这方面的間題 2,增加了誹塑性变形的一章，論述梁和軸在超过弹性极限时 的弯曲和扭膊，以及承受巨大内压力的厚壁简中材料的塑性流 动 3.补充了属于实驗性质的大新資料，这些資料涉及結构材 斜在高福下的性状和金厲在反复应力下的疲劳，特利是疲劳与葛 度应力巢中相結合的些情况 4.书中耕弹性基础上的梁的部分，耕曲杆理論、板壳理論的 各章，就应力集中的一章，均有重要的增添；在应力集中这一章中， 还集纳了光测弹性武驗的一些最新战果 自本书的初版間世后，作者所著的更为深些的“弹性理論”、 “弹性隐定理論”和“板克理論”三书也巳先后出版。对于这三本 书，本书中會多处引用，特别是在仅列出最后結果，而完整的数 学推导的場合。 作浩希望上面迹及的增添将使本书对材料力学这一裸題作出 合乎时代的陈逃，俾对有志于工程力学的毕业生和研究复杂应力 分析間題的設計工程师均能有所稗金， S.P.铁摩辛柯 加利酷厄亚Palv Alto 1941年6月12日
第一版序言 材料力学下卷主要是为研统生、研究工程师及設計师而写的.」 作者力求写出一部能包括材料途度和弹性理論方面有实际重要性 的新发展的书籍。凡有实用价值的間题大多数作了完整的推导， 只有少数較复杂的間題，由于其求解过程超出工程数学的一般水 乎，只把最后結果对出。在这种情形下，对这些結果的实际应用均 作了討前，并同时指出了有关的参考文献，从中可得知其解的完整 推导过程， 在第一章中研究了陵柱杆弯曲中一些較复杂的問題，对于弹 性基l上杆件弯曲的一些重要問題作了群細的尉論，并給出了这 一理論对研究锅軌和管子中的应力的应用。此外，还討論了三角 极数在脐究弯曲間題时的应用，并椎导了关于款向和横向联合截 荷的一些重要的近似公式 在第二章中群細发展了曲杆理諭。以吊鈎、飞輪、链环、活 塞环及弯管内的应力分析为例来脚明这一理論知何应用于机器殷 計 第三章包恬薄板弯曲的理输。对薄板弯成圓柱面的情形及圓 板的对称弯曲，均作了群細的尉論，井說明其实际应用，比外，还 給出了关于矩形板在均布藏荷下弯曲的一些数据， 在第四章中討論了具有迴轉体形状的另件在对称载荷下的应 力分布間題。这些閱题对于从事設引承受内压的容器和設計 轉机械的殷针师特别重要，此外，对薄壁容器中的拉伸应力和弯 曲应力、厚壁圓筒中的应力、冷縮配合应力、轉子和轉盘中由慣 性力而产生的动荷应力，以及由于受热不均匀而产生的应力均 涉及。 第五章包括受压构件和薄板由子丧失弹性稳定而发生的侧简
屈曲的理論。这些開題对于許多近代桔构井非常重要，因这些秸构 由于用了強度較高的材料和力求减輕重量，其截面尺寸已减小到 最低限度，工程结构的失效往往是由于丧失弹性稳定而并非由于 材料強度不足所致 在第六章中研究了杆件上因存在的孔和糟，使截面急骤故变 而产生的不規则的应力分布，井討論了应力集中的实用意义。对 光弹性法也作了論述，在研究应力集中时，这一方法已被証明非 常有效。对扯轉周題中的薄膜比拟法及其在研究輾压截面和管形 截面中西角处应力集中时的应用作了明。此外，还討論了变直 径的圆軸，并用电比拟法来說明这种軸圓角处的局部应力。 在最后一章中前論了材料的机械性辰.这县所注意的是一般 原理，而不是对已建立的标准化的材样試驗方法及操作設备的描 述。对单晶体机械性質方面最近的笧究成果以及这种餐料的实用 意义作了瀚远。落如金属的疲劳及其在高温下金属的強度等課 題，在近代机器設計中具有极其重大的实用价值，在論越这些閱 題时，特别着重于該方面的新发展 最后研究了各种強度理論，对这些理論与在各种不同应力状 态下确定資用应力的方法之間的关系这一重要髁題作了进步的 論述 前指出，本书一方面是为了教学目的而写，但同时也可供进 修之用.作者凭自已經驗，通常将本书内容分为下对三頊髁程： (1)包括第一、三及五章，它們主要是为从事结构工程的研究生而 用；(2)包括第二、三、四及大章，为有志于机器設計的学生而用； (3)以第七章为基井辅以在材料哉驗室的演示。作者党得，这样 一門研究材料机械性赝的基本原理，并建立这些性盾与殼計时在 各种不同条件下所用的資用应力之間关系的課程，具有实际的重 要性，在我們的工科髁程中实应多加注意这門学周。 作者乘此机会对會帮助他，向他提供意見，閱敲原稿和校样 的朋发們致射，特别是密歌根大学工学院的数学和力学教师何萃 (W.M.Coates)先生和唐辆尔(L,H.Donnell)先生，以及密歇根 yi
大学工程研究部的爱佛来脱(F,L,Everett)先生，作者还对韦尔 哈姆(F.C.Wilharm)先生的箱图、韦勃斯脱(E.D.Webster)夫人 的原稿打字以及凡脑斯脫兰公司的费心出版本书表示谢意。 S,铁摩辛柯 密歇根，安阿伯 1930年5月1日 》有剂他
譯者序 本书为鉄搴辛柯的名著之一，是材料力学的經典著作，可用作 大学研究生和进修生学习高等材料力学的教材， 本书的特点是，内容丰富和富有創造性，分析問题层次分明、 深入浅出，述題精簡扼要、重点突出；并且所举的实例很多，有 利于实际应用，本书对于教学、科研和工程計很有参考价值， 有鉴于此，譯者特在执教之余将本书譯出，以供高等工业学校 师生、科学研究工作者以及从事机械設計和結构设計的工程技术 人員参考. 在翻譯过程中承周麒、邵本逑、林圭、王宾秋、程經熙、石宝麟 等同志大力协助，謹在此表示感謝。 汪一麟 上海交通大学 一九六○年十月 。i
符 号 a一一角，热膨涨系数，数字系数 B一-角，数学字系数 Y-剪应变，单位体积内的重量 △一一一单位体积膨涨量，距离 ⑧一总伸长量，总挠度，距离 一单位应变 x,y,。一一在x,y和2方向的单位应变 0一角，轴单位长度内的扭鸭角 一泊桑比 p一一距离，牛径 6一单位正应力 6,52,3一主应力 6:,6y,一一在垂直于x,y和軸的不面上的单位正应力 σE一一达耐久极限时的单位应力 ult- 极限应力 。c,ut一一压缩极限应力和拉伸极限应力 6w一一一資用应力 Y.一屈服点应力 一-单位剪应力 ty,tyw,tx一-一 在垂直于x,y和名触的三平面上下行于y,:和￥ 轴的单位剪应力 E一一剪切耐久极限 Tt一在八面体平面上的单位剪应力 x:一一剪切极限应力 w一一剪切資用应力 i
t￥.一剪切屈服点应力 P…一角，轴的扭轉角 山一 角速度 A一截面积 a,b,c,d,e--距离 C一一扭糠刚度 C1—翘曲刚度 D一弯曲刚度 d一直径 E,E,E,一一弹性模量、正切模量、析合模量 十一剪流 G一一切变弹性模量 h一高度，厚度 1,1,一平面面积对形心和剪切中心的极慣性矩 1,Iy,1:一-平面面积对x,y和8軸的慣性矩 一基酣系数，迴轉半径，应力集中系数，数字常数 1一长度，跨距 M一一弯矩 Mm,一一极限弯矩 M￥.P,— 开始屈服时的弯矩 M一棘矩 (M;)ale-一极限轉矩 (M)y,.一开始屈服时的轉矩 n一安企系数 P,9—集中力 一压力，振动頻撵 9一一单位长度内的載荷，面积收縮量，敏感系数 R一一反力，力，半径，应力幅 一牛径，曲率牛径 一轴向力，表面张力
一长度 T- 軸向力，絕对温度 t一温度，厚度 U一应变能 4一一应变率，在x方向的位移 一体积，剪力 一一速度，蠕变蓉，在y方问的位移 形一一重量 w一一单位体积内的应变能，在？方问的位移 ×,y,之一一直角坐标 Z一截面模量 ●i
自 录 第一漳弹性基础上的梁………。1 §1，无限长的梁… §2。尘无限长的梁…上1 §3。弹性巷附上有限长的梁……无5 第二章受軸问与横间联合载荷的梁…24 §4。直接压缩与横向载荷………24 5。速液友……3 §6.受横向截荷的來杆……37 §7。用三角級数米表示的挠度曲钱…………42 §8、具有微小初曲率的杆的挠曲……+………49 第三章梁弯曲中的一些特殊間題……52 §y、梁湾曲中的局部应力… o. …52 §0，变藏面梁中的剪应力………56 S11,裤凸橼的有效寬度…… …58 S12、迭狐法的限制… …62 第四草簿板与薄壳…………68 S13,板弯成圓柱间的弯曲…68 §14，受均布裁荷的长矩形板的弯曲…70 §5，其有微小初圓柱曲李的长短形板的桡曲……75 §16，在两个垂值方向的纯弯曲……7门 §17.板中的热应力…81 §18。圓板受中心对称载荷时的弯曲………82 §19、受均布载荷圓板的鸾曲。边为固定的板………85 520.变厚庚顶板的弯曲*…………90 §21.中心受载荷的面板的弯曲。边为固定的板………91 §22.受巢中戴荷的凰板的5曲………94 S23,中心有一圆孔约圆板受对称截尚的挠曲，由力偶部！超的弯由96 ▣xiii●