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第一篇 静力学 2

第1章 静力学基础 2

1.1静力学基本概念 2

1.1.1力的概念 2

1.1.2刚体的概念 3

1.2静力学公理 3

1.3约束与约束力 5

1.3.1柔性约束 6

1.3.2光滑接触面约束 6

1.3.3光滑圆柱铰链约束 7

1.3.4链杆约束 8

1.4受力分析与受力图 9

小结 11

思考题 12

习题 13

第2章 平面汇交力系 15

2.1平面汇交力系合成与平衡的几何法 15

2.1.1平面汇交力系的合成 15

2.1.2平面汇交力系的平衡 16

2.2平面汇交力系合成与平衡的解析法 17

2.2.1力在直角坐标轴上的投影 18

2.2.2合力投影定理 19

2.2.3平面汇交力系合成的解析法 19

2.2.4平面汇交力系平衡的解析条件 20

小结 22

思考题 23

习题 23

第3章 平面力偶系 26

3.1力矩 26

3.1.1力矩的概念 26

3.1.2合力矩定理 27

3.2力偶 28

3.2.1力偶的概念 28

3.2.2力偶的性质 29

3.2.3平面力偶系的合成与平衡 30

小结 31

思考题 32

习题 33

第4章 平面一般力系 35

4.1力的平移定理 35

4.2平面一般力系的简化 37

4.2.1简化过程 37

4.2.2主矢和主矩 38

4.2.3固定端约束 38

4.2.4平面一般力系简化结果分析 39

4.3平面一般力系的平衡方程 41

4.3.1平面一般力系的平衡条件与平衡方程 41

4.3.2平衡方程的其他形式 43

4.3.3平面平行力系的平衡方程 44

4.4物体系统的平衡 45

4.5平面静定桁架的内力计算 49

4.5.1节点法 50

4.5.2截面法 51

小结 52

思考题 53

习题 54

第5章 摩擦 59

5.1滑动摩擦 59

5.1.1静滑动摩擦力 59

5.1.2静摩擦定律 60

5.1.3动滑动摩擦力 60

5.2摩擦角和自锁 61

5.2.1摩擦角 61

5.2.2自锁 62

5.2.3静摩擦系数的测定 62

5.3考虑摩擦时的平衡问题 63

5.4滚动摩擦简介 67

小结 68

思考题 69

习题 69

第6章 空间力系 72

6.1力在空间直角坐标轴上的投影 72

6.1.1直接投影法 72

6.1.2二次投影法 73

6.2力对于点之矩与力对轴之矩 74

6.2.1力对于点之矩的矢量表示 74

6.2.2力对轴之矩 74

6.2.3力对轴之矩的计算 75

6.3空间力系的平衡方程 76

6.3.1空间一般力系的简化 76

6.3.2空间力系的平衡方程 77

6.3.3空间常见约束 78

6.4重心与形心 81

6.4.1重心的概念 81

6.4.2重心和形心的坐标公式 82

6.4.3确定重心位置的方法 82

小结 85

思考题 86

习题 86

第二篇 材料力学 92

第7章 轴向拉伸与压缩 92

7.1内力 截面法 轴力图 92

7.1.1内力 截面法 92

7.1.2轴力图 94

7.2拉压杆的应力 95

7.2.1应力的概念 95

7.2.2拉压杆横截面上的应力 96

7.2.3拉压杆斜截面上的应力 97

7.3轴向拉伸与压缩时的变形 98

7.3.1线应变 98

7.3.2胡克定律 99

7.3.3横向变形系数 100

7.4应力集中 101

7.5材料在拉伸与压缩时的力学性能 102

7.5.1拉伸时材料的力学性能 103

7.5.2压缩时材料的力学性质 106

7.5.3材料的塑性和脆性性能讨论 106

7.6轴向拉伸与压缩时的强度计算 107

7.6.1极限应力 许用应力 安全因数 107

7.6.2强度计算 108

7.7简单拉压静不定问题 111

7.7.1静不定问题解法及装配应力 111

7.7.2温度变化引起的应力 113

小结 115

思考题 115

习题 116

第8章 剪切与挤压的实用计算 120

8.1剪切与挤压的概念 120

8.2剪切的实用计算 121

8.2.1剪切应力 121

8.2.2剪切强度条件 122

8.3挤压实用计算 122

8.3.1挤压面 挤压应力 122

8.3.2挤压强度条件 123

小结 126

思考题 126

习题 127

第9章 扭转 129

9.1扭转的概念 129

9.2扭矩 扭矩图 130

9.2.1外力偶矩的计算 130

9.2.2扭矩 扭矩图 130

9.3切应力互等定理 剪切胡克定律 133

9.3.1薄壁圆筒扭转时的切应力 133

9.3.2切应力互等定理 134

9.3.3切应变 剪切胡克定律 134

9.4圆轴扭转时横截面上的应力 135

9.4.1圆轴扭转时横截面上的应力 135

9.4.2极惯性矩和抗扭截面模量的计算 138

9.5圆轴扭转时的强度计算 138

9.6圆轴扭转时的变形及刚度计算 140

9.6.1圆轴扭转时的变形 140

9.6.2圆轴的刚度计算 141

小结 143

思考题 144

习题 145

第10章 弯曲内力 149

10.1平面弯曲的概念 149

10.1.1弯曲变形与平面弯曲 149

10.1.2计算简图与梁的种类 150

10.2梁的内力——剪力和弯矩 150

10.2.1截面法求内力 150

10.2.2剪力、弯矩的符号规定 151

10.3剪力图和弯矩图 153

10.4载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系及其应用 156

10.4.1载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系 156

10.4.2用载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系绘制剪力图和弯矩图 157

小结 159

思考题 160

习题 161

第11章 弯曲强度计算 163

11.1梁纯弯曲时的正应力 163

11.1.1纯弯曲梁横截面上的正应力 163

11.1.2横力弯曲时梁截面上的正应力 166

11.2梁的正应力强度计算 168

11.3梁的切应力及强度计算 171

11.3.1梁的切应力计算公式 171

11.3.2切应力的强度计算 174

11.4提高梁承载能力的措施 175

11.4.1选择合理的截面形状 175

11.4.2采用变截面梁 175

11.4.3改善梁的受力状况 176

小结 178

思考题 179

习题 180

第12章 弯曲变形 184

12.1弯曲变形的概念 184

12.1.1挠曲线 184

12.1.2挠度和转角 184

12.1.3挠度与转角之间的关系 184

12.2梁变形的基本方程 185

12.2.1梁的挠曲线近似微分方程 185

12.2.2用积分法求梁的变形 186

12.3用叠加法计算梁的变形 188

12.3.1叠加法 188

12.3.2广义叠加法 190

12.4梁的刚度条件与合理刚度设计 191

12.4.1梁的刚度条件 191

12.4.2梁的合理刚度设计 193

12.5简单静不定梁 193

12.5.1静不定梁的概念 193

12.5.2简单静不定梁的解法 194

小结 195

思考题 196

习题 197

第13章 应力状态和强度理论 199

13.1点的应力状态 200

13.1.1点的应力状态的概念及研究方法 200

13.1.2点的主应力和应力状态的分类 200

13.2平面应力状态分析 200

13.2.1平面应力状态分析的解析法 200

13.2.2平面应力状态分析的图解法——应力圆 204

13.3广义胡克定律 206

13.4强度理论 207

13.4.1最大拉应力理论（第一强度理论） 208

13.4.2最大拉应变理论（第二强度理论） 208

13.4.3最大切应力理论（第三强度理论） 209

13.4.4畸变能密度理论（第四强度理论） 209

小结 211

思考题 213

习题 213

第14章 组合变形的强度计算 216

14.1弯曲与拉伸（压缩）组合变形 216

14.2弯曲与扭转组合变形 220

小结 224

思考题 224

习题 225

第15章 压杆稳定 228

15.1压杆稳定的概念 228

15.2确定临界力的欧拉公式 229

15.2.1两端铰支细长压杆的临界压力 229

15.2.2其他支座条件下压杆的临界压力 231

15.3三类压杆的临界应力 234

15.3.1临界应力的概念 234

15.3.2三类压杆的临界应力 234

15.4压杆的稳定性计算 237

15.5提高压杆稳定性的措施 240

15.5.1合理地选用材料 240

15.5.2减小压杆的柔度 240

小结 241

思考题 242

习题 242

第16章 动载荷 245

16.1构件作匀加速运动时的动应力 245

16.2冲击载荷 249

16.3交变应力 253

16.3.1交变应力和疲劳破坏 253

16.3.2交变应力的循环特征 255

16.4构件的疲劳强度计算 256

16.4.1材料的持久极限 256

16.4.2影响构件持久极限的主要因素 257

16.4.3对称循环下构件的疲劳强度计算 258

小结 259

思考题 260

习题 260

第三篇 运动学和动力学 263

第17章 点的运动 263

17.1用矢量法表示点的运动 263

17.1.1点的运动方程 263

17.1.2点的速度 263

17.1.3点的加速度 264

17.2用直角坐标法描述点的运动 264

17.2.1点的运动方程 264

17.2.2点的速度 265

17.2.3点的加速度 265

17.3用自然法描述点的运动 268

17.3.1点的运动方程 268

17.3.2自然轴系 268

17.3.3点的速度 269

17.3.4点的加速度 269

17.3.5几种常见的运动 271

小结 274

思考题 275

习题 276

第18章 刚体的基本运动 278

18.1刚体的平行移动 278

18.2刚体的定轴转动 279

18.3定轴转动刚体上各点的速度和加速度 280

小结 284

思考题 285

习题 285

第19章 点的合成运动 288

19.1绝对运动相对运动牵连运动 288

19.2点的速度合成定理 290

19.3牵连运动为平动时点的加速度合成定理 292

19.4牵连运动为转动时点的加速度合成定理 295

小结 299

思考题 300

习题 302

第20章 刚体的平面运动 306

20.1刚体平面运动的概念和运动分解 306

20.2基点法求平面图形内各点的速度 308

20.3瞬心法求平面图形内各点的速度 312

20.3.1速度瞬心的定义 312

20.3.2确定速度瞬心的方法 312

20.4基点法求平面图形内各点的加速度 314

小结 315

思考题 316

习题 317

第21章 动力学基本方程 321

21.1质点的运动微分方程 322

21.2刚体绕定轴转动微分方程及其应用 324

21.2.1刚体绕定轴转动微分方程 324

21.2.2转动惯量 325

21.2.3刚体定轴转动微分方程的应用 329

小结 330

思考题 331

习题 332

第22章 动力学普遍定理 334

22.1动量定理 334

22.1.1动量和冲量 334

22.1.2质点动量定理 334

22.1.3质点系动量定理 336

22.1.4质心运动定理 339

22.2动量矩定理 341

22.2.1动量矩的概念 341

22.2.2质点的动量矩定理 341

22.2.3质点系的动量矩定理 343

22.3动能定理 344

22.3.1力的功 344

22.3.2动能 347

22.3.3动能定理 348

22.3.4功率和机械效率 352

小结 354

思考题 355

习题 356

第23章 动 静法 360

23.1质点的惯性力与动静法 360

23.1.1惯性力的概念 360

23.1.2质点的达朗贝尔原理 360

23.2质点系达朗贝尔原理 362

23.3刚体惯性力系的简化 364

23.3.1刚体平移时惯性力系的简化 364

23.3.2刚体绕定轴转动时惯性力系的简化 365

23.3.3刚体作平面运动时惯性力系的简化 367

23.4转动刚体的静平衡与动平衡 370

23.4.1静平衡 370

23.4.2动平衡 371

小结 371

思考题 372

习题 372

习题答案 376

附录 388

参考文献 394