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绪论 1

第1篇 理论力学 4

1静力学基础 4

1.1 力的概念和性质 4

1.1.1 力的概念 4

1.1.2 力的性质 5

1.2 力对点的矩 8

1.2.1 力矩的概念 8

1.2.2 合力矩定理 8

1.3 力偶及其运算 9

1.3.1 力偶的定义 9

1.3.2 力偶的三要素 10

1.3.3 力偶的性质 10

1.3.4 平面力偶系的合成 10

1.4 力的平移定理 11

1.5 约束与约束力 12

1.5.1 柔体约束 12

1.5.2 光滑面约束 12

1.5.3 铰链约束 13

1.5.4 固定端约束 15

1.6 物体的受力分析（受力图） 16

小结 17

习题 18

2平面问题的受力分析 21

2.1 平面力系的简化 21

2.1.1 平面力系的概念 21

2.1.2 平面任意力系的简化 21

2.1.3 简化结果的讨论 22

2.2 平面力系的平衡方程及其应用 23

2.2.1 平面任意力系的平衡方程 23

2.2.2 平面任意力系平衡方程的解题步骤 23

2.2.3 平面任意力系的特殊形式 25

2.3 静定与超静定问题及物体系统的平衡 27

2.3.1 静定与超静定问题的概念 27

2.3.2 物体系统的平衡 28

2.4 考虑摩擦时的平衡问题 30

2.4.1 滑动摩擦力 30

2.4.2 摩擦角和自锁现象 31

2.4.3 考虑摩擦时物体的平衡问题 33

小结 35

习题 35

3空间问题的受力分析 39

3.1 力在空间直角坐标轴上的投影 39

3.1.1 直接投影法 39

3.1.2 二次投影法 39

3.2 力对轴之矩 40

3.3 空间力系的合成与平衡 41

3.3.1 空间任意力系的合成 41

3.3.2 空间一般力系的平衡 42

3.3.3 其他空间力系的平衡方程 43

小结 46

习题 46

第2篇 材料力学 52

4拉伸（压缩）、剪切与挤压 52

4.1 轴向拉伸与压缩的概念、截面法、轴力与轴力图 52

4.1.1 内力与用截面法求内力 52

4.1.2 轴力与轴力图 53

4.2 拉（压）杆横截面上的应力、应变及胡克定理 54

4.2.1 杆件在一般情况下应力的概念 54

4.2.2 拉压杆横截面上的正应力 55

4.2.3 斜截面上的应力 56

4.2.4 拉（压）杆的变形及胡克定理 57

4.3 材料在拉（压）时的力学性能 59

4.3.1 拉伸实验和应力-应变曲线 59

4.3.2 低碳钢拉伸时的力学性能 60

4.3.3 其他材料在拉伸时的力学性能 62

4.3.4 材料在压缩时的力学性能 63

4.4 拉（压）杆的强度计算与拉（压）超静定问题 64

4.4.1 极限应力、许用应力和安全因数 64

4.4.2 拉（压）杆的强度条件 64

4.4.3 拉压超静定问题简介 67

4.5 剪切与挤压 68

4.5.1 剪切的概念及剪切胡克定律 68

4.5.2 挤压的实用计算 70

小结 72

习题 73

5轴的扭转 76

5.1 扭转的概念、扭矩与扭矩图 76

5.1.1 扭转的概念 76

5.1.2 扭矩与扭矩图 76

5.2 圆轴扭转时的应力与强度计算 78

5.2.1 圆轴扭转时的应力 78

5.2.2 极惯性矩Ip及抗扭截面系数Wn 79

5.2.3 圆轴扭转强度计算 80

5.3 圆轴扭转时的变形与刚度计算 81

5.3.1 圆轴扭转时的变形计算 81

5.3.2 圆轴扭转时的刚度计算 82

小结 84

习题 85

6平面图形的几何性质 87

6.1 重心和形心 87

6.1.1 重心的概念 87

6.1.2 物体重心的坐标公式 87

6.1.3 物体重心（形心）的计算 88

6.2 静矩（面积矩） 91

6.2.1 静矩的概念 91

6.2.2 静矩与形心的关系 91

6.2.3 组合图形的静矩计算 92

6.3 极惯性矩、惯性矩和惯性积 93

6.3.1 极惯性矩、惯性矩和惯性积的概念 93

6.3.2 简单图形的极惯性矩和惯性矩的计算 93

6.3.3 组合图形的惯性矩计算 95

6.3.4 惯性半径 97

6.3.5 形心主惯性轴和形心主惯性矩的概念 98

小结 98

习题 98

7梁的弯曲 100

7.1 弯曲内力 100

7.1.1 梁的平面弯曲及其简化 100

7.1.2 梁的内力（剪力与弯矩）计算 101

7.1.3 弯矩、剪力与载荷集度间的关系 104

7.1.4 剪力图与弯矩图的绘制 105

7.2 梁的强度计算 108

7.2.1 实验观察与平面假设 108

7.2.2 弯曲正应力的计算 109

7.2.3 梁的强度计算 111

7.3 梁的刚度计算 113

7.3.1 梁的弯曲变形概述 113

7.3.2 叠加法求梁的变形 114

7.4 提高梁的强度和刚度的措施 118

小结 120

习题 121

8组合变形 124

8.1 组合变形的概念 124

8.2 斜弯曲变形的应力和强度计算 124

8.3 偏心拉（压）杆的应力和强度计算 127

8.3.1 单向偏心拉（压） 127

8.3.2 双向偏心拉（压） 129

8.4 截面核心 130

8.5 弯曲与扭转组合的应力和强度计算 131

小结 133

习题 133

第3篇 结构力学 142

9平面体系的几何组成分析 142

9.1 概述 142

9.1.1 基本概念 142

9.1.2 对体系进行几何组成分析的目的 142

9.2 平面体系的自由度 143

9.2.1 基本概念 143

9.2.2 平面体系的自由度计算 145

9.2.3 平面体系自由度计算结果的讨论 146

9.3 平面体系的几何组成分析 147

9.4 瞬变体系的概念 148

9.5 几何组成分析的步骤和举例 149

小结 151

习题 152

10静定结构内力计算 154

10.1 概述 154

10.2 静定梁的计算 155

10.2.1 静定单跨梁 155

10.2.2 静定多跨梁 160

10.3 静定刚架的计算 162

10.4 三铰拱的计算 164

10.4.1 三铰拱的支座反力和内力计算 165

10.4.2 三铰拱的合理拱轴线 168

10.5 平面桁架的计算 169

10.5.1 桁架的计算简图 169

10.5.2 桁架的内力计算 169

10.5.3 桁架的外形对内力的影响 173

10.6 组合结构的计算 173

10.7 静定结构的特性 175

小结 177

习题 177

11静定结构位移计算 179

11.1 概述 179

11.1.1 结构的位移 179

11.1.2 结构位移计算的目的 180

11.1.3 求解结构位移的方法 180

11.2 外力在弹性体位移上所做的功 181

11.2.1 外力的实功 181

11.2.2 外力的虚功 181

11.2.3 广义位移和广义力 182

11.3 内力功的概念 182

11.4 变形体的虚功原理 183

11.4.1 虚功原理 183

11.4.2 虚位移原理 184

11.4.3 虚力原理 184

11.5 荷载作用下的位移计算公式 185

11.6 图乘法 190

11.7 线弹性体的互等定理 194

小结 195

习题 196

12力法 198

12.1 概述 198

12.2 超静定次数的确定 199

12.3 力法的基本原理及力法典型方程 201

12.3.1 力法的基本原理 201

12.3.2 力法典型方程 204

12.4 力法解题的步骤及算例 206

小结 214

习题 215

13位移法 217

13.1 基本概念 217

13.1.1 位移法的提出 217

13.1.2 位移法思路 218

13.2 位移法基本未知量数目的确定 221

13.3 位移法的基本结构和典型方程 223

13.3.1 位移法的基本结构 223

13.3.2 位移法的基本方程 223

13.3.3 位移法典型方程 229

13.4 位移法计算步骤及算例 230

13.5 超静定结构的特性 236

小结 236

习题 236

习题参考答案 238

附录 型钢表 247

参考文献 255