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绪论 1

0.1 工程力学的研究对象及主要内容 1

0.2　工程力学在工程技术中的地位和作用 1

0.3　学习工程力学的基本要求和方法 1

第1章　静力学基础 3

1.1　静力学中的基本概念 3

1.1.1　力的概念 3

1.1.2　物体的理想模型——刚体 4

1.2　静力学公理 5

1.3　约束与约束力 7

1.3.1 柔性约束 7

1.3.2　刚性约束 8

1.4　物体的受力分析和受力图 11

习题 13

第2章　平面基本力系 15

2.1　平面汇交力系合成的几何法 15

2.1.1　平面汇交力系合成的几何法——力多边形法则 15

2.1.2　平面汇交力系平衡的几何条件 16

2.2　平面汇交力系合成的解析法 17

2.2.1　力在正交坐标轴系的投影与分解 17

2.2.2 平面汇交力系合成的解析法 18

2.2.3　平面汇交力系的平衡方程 19

2.3　力矩的概念及计算 20

2.3.1　力对点之矩 20

2.3.2　合力矩定理 21

2.4　平面力偶系 23

2.4.1 力偶的概念和性质 23

2.4.2　平面力偶系的合成和平衡条件 24

习题 27

第3章　平面任意力系 30

3.1　平面任意力系的简化 30

3.1.1　力的平移定理 30

3.1.2　平面任意力系向作用面内一点简化 30

3.1.3　平面任意力系的简化结果分析 31

3.2　平面任意力系的平衡条件和平衡方程 34

3.2.1　平面任意力系的平衡条件和平衡方程 34

3.2.2　平面平行力系的平衡方程 38

3.3　物体系统的平衡 40

3.4　考虑摩擦时的平衡问题 44

3.4.1 滑动摩擦 44

3.4.2　摩擦角与自锁现象 45

3.4.3　考虑摩擦时的平衡问题 47

习题 48

第4章　空间力系和重心 51

4.1　力在空间直角坐标轴上的投影 51

4.1.1　力在空间直角坐标轴上的投影 51

4.1.2　合力投影定理 53

4.2　力对轴之矩 53

4.3　空间任意力系的平衡方程 55

4.3.1 空间任意力系的简化 55

4.3.2　空间任意力系的平衡方程及其应用 56

4.3.3　空间任意力系的平衡方程平面解法及应用 58

4.4　平行力系的中心、重心 60

4.4.1 平行力系的中心 60

4.4.2　物体的重心 61

4.4.3　求重心的方法 62

习题 65

第5章　轴向拉伸与压缩 68

5.1　材料力学基础 68

5.1.1　材料力学的任务 68

5.1.2　变形固体及其基本假设 69

5.1.3　杆件变形的基本形式 70

5.2　轴向拉伸和压缩 71

5.2.1 拉伸和压缩的概念 71

5.2.2　拉压杆的内力 72

5.2.3　轴力图 74

5.3　轴向拉压时截面上的应力 75

5.3.1 应力的概念 75

5.3.2　拉伸和压缩时横截面上的正应力 76

5.3.3　斜截面上的应力分析 78

5.4　拉伸与压缩时的变形 80

5.4.1　纵向变形与虎克定律 80

5.4.2　虎克定律 81

5.4.3　横向变形与泊松比 81

5.5　材料在轴向拉压下的力学性能 83

5.5.1 低碳钢拉伸时材料的力学性能 83

5.5.2　铸铁的拉伸试验 85

5.5.3　材料压缩时的力学性能 85

5.6　拉、压杆的强度计算 87

5.6.1　许用应力与安全系数 87

5.6.2　拉、压杆的强度计算 87

5.7　拉、压杆超静定问题 90

5.7.1　超静定问题的概念 90

5.7.2　超静定问题的解法 90

5.8　应力集中 92

5.8.1　应力集中的概念 92

5.8.2　应力集中对构件强度的影响 93

习题 94

第6章　剪切和挤压 99

6.1　剪切的概念 99

6.2　剪切的实用计算 100

6.3　挤压及其实用计算 101

6.4　剪切虎克定律 105

习题 106

第7章　圆轴扭转 109

7.1　圆轴扭转的概念 109

7.2　扭矩图 109

7.2.1　外力偶矩的计算 109

7.2.2 内力—扭矩的计算 110

7.3 圆轴扭转时的应力和变形 113

7.3.1 圆轴扭转时的应力 113

7.3.2 圆轴扭转时的变形 117

7.4　圆轴扭转时的强度和刚度计算 119

7.4.1　强度计算 119

7.4.2　刚度计算 119

习题 124

第8章　弯曲 127

8.1　平面弯曲的概念 127

8.2　梁的计算简图 128

8.2.1　载荷的简化 128

8.2.2　支座的简化 128

8.2.3　静定梁的基本形式 129

8.3　梁的内力——剪力和弯矩 129

8.4　剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图 132

8.5　剪力、弯矩与载荷集度 136

8.5.1　剪力、弯矩与载荷集度的微分关系 136

8.5.2　应用 138

8.6　纯弯曲梁横截面上的正应力 139

8.6.1　实验观察与假设 139

8.6.2　弯曲正应力的计算 140

8.7　梁的弯曲强度计算 141

8.7.1　常见截面的惯性矩 141

8.7.2　平行移轴公式 143

8.8　梁的切应力简介 144

8.8.1　矩形截面梁横截面上的切应力 144

8.8.2　其他常见横截面上的最大切应力 144

8.9　梁弯曲时的强度计算 145

8.10　梁弯曲时的变形 148

8.10.1　挠度和转角 149

8.10.2　挠曲线近似微分方程 149

8.10.3　积分法求梁的变形 150

8.10.4　叠加法求梁的变形 150

8.11　提高梁强度和刚度的措施 153

8.11.1　合理安排梁的受力情况 153

8.11.2　合理选择梁的截面 154

8.11.3　等强度梁 156

习题 156

第9章　应力状态分析和强度理论 161

9.1　应力状态的概念 161

9.1.1　一点处的应力状态 161

9.1.2　应力状态的表示方法 161

9.1.3　应力状态的分类 162

9.2　平面应力状态分析 163

9.2.1　斜截面上的应力 163

9.2.2　主平面方位及主应力值 164

9.3　最大切应力和广义胡克定律 166

9.3.1　最大切应力 166

9.3.2　广义胡克定律 167

9.4　强度理论 167

9.4.1　强度理论的概念 167

9.4.2　常用的四种强度理论 168

9.4.3　强度理论的选用原则 170

习题 172

第10章　组合变形 174

10.1　拉伸（压缩）与弯曲组合变形 174

10.2　扭转与弯曲组合变形 178

习题 182

第11章　压杆稳定 185

11.1　稳定的概念 185

11.2　两端铰支细长压杆的临界载荷 186

11.3　不同支承条件下压杆的临界载荷 188

11.3.1　二端固定的压杆 188

11.3.2　欧拉公式的一般形式 190

11.4 中小柔度杆的临界应力 192

11.4.1　临界应力与杆的柔度 192

11.4.2　临界应力总图 193

11.5　压杆的稳定计算 195

习题 197

第12章　动载荷与交变应力 200

12.1　动载荷与动应力的概念 200

12.2　构件作匀加速直线运动时的动应力计算和强度条件 200

12.3　构件作匀速转动时的动应力计算和强度条件 201

12.4　交变应力和疲劳破坏 202

12.4.1　交变应力的概念 202

12.4.2　材料的持久极限及其测定 204

12.4.3　影响疲劳极限的主要因素 206

12.4.4　提高构件疲劳极限的措施 209

12.4.5　对称循环下构件的疲劳强度条件 209

习题 210

第13章　运动学基础 211

13.1 点的运动 211

13.1.1　矢量法 211

13.1.2　直角坐标法 213

13.1.3　弧坐标法 217

13.1.4　点运动的几种特殊情况 220

13.2　刚体的平动 223

13.2.1 刚体平动的概念及实例 223

13.2.2　平动刚体上各点的运动特征 224

13.3　刚体的定轴转动 226

13.3.1 转动方程 226

13.3.2　角速度 226

13.3.3　角加速度 226

13.4　定轴转动刚体上点的速度和加速度 227

13.4.1 速度 227

13.4.2　加速度 228

习题 230

第14章　点的合成运动和刚体的平面运动 234

14.1　合成运动的概念 234

14.1.1　合成运动实例 234

14.1.2　合成运动的概念 234

14.2　速度合成定理 235

14.2.1　点的速度合成定理 235

14.2.2　应用举例 237

14.3　刚体平面运动的概念及运动方程 238

14.4　平面图形上各点的速度分析 241

14.4.1　基点法（速度合成法） 241

14.4.2　速度投影法 243

14.4.3　瞬心法（瞬时速度中心法） 244

习题 247

第15章　动力学基础 250

15.1　质点的动力学基本方程 250

15.2　质点动力学的两类问题 251

15.2.1　质点运动微分方程 251

15.2.2　质点动力学第一类问题——已知运动，求作用力 251

15.2.3　质点动力学第二类问题——已知作用力，求运动 252

15.3　刚体定轴转动的动力学基本方程 253

15.3.1　定轴转动的动力学基本方程 253

15.3.2　转动惯量 254

15.4　刚体定轴转动动力学基本方程的应用 254

习题 255

第16章　动能定理 256

16.1 力的功 256

16.1.1　功在直线运动中的定义 256

16.1.2　变力在曲线路程上的功 257

16.1.3　几种常见力的功的计算 258

16.2　动能定理 260

16.2.1　动能的计算 260

16.2.2　动能定理 261

习题 265

参考文献 267