工程力学PDF电子书下载

第1章　引言 1

1.1　工程力学课程的内容和研究方法简介 1

1.2　工程力学研究对象的主要模型 2

1.3　关于数学记号的说明 3

第2章　力系的简化和平衡 4

2.1　力的基本概念 4

2.1.1　力的概念 4

2.1.2　力的单位和分类 6

2.2　力系的主矢 8

2.2.1　力的直角坐标分量 8

2.2.2　力系的主矢 8

2.3　力系的主矩 10

2.3.1　力矩 10

2.3.2　力系的主矩 11

2.3.3　力偶和力偶矩 12

2.3.4　力的平移 13

2.4　力系向一点的简化 13

2.5　等效力系和平衡力系 14

2.5.1　等效力系 14

2.5.2　平衡力系和平衡方程 15

2.6　受力分析、约束模型和受力图 17

2.6.1　受力分析 17

2.6.2　约束模型 18

2.6.3　受力图 20

2.6.4　静定问题和静不定问题 20

2.7　平行力系和重心 20

2.7.1　平行力系 20

2.7.2　重心 21

习题 24

第3章　静力分析 27

3.1　杆的外力与内力 27

3.1.1　杆的几何要素与载荷 27

3.1.2　杆件的内力 28

3.1.3　受拉压直杆的轴力 29

3.1.4　轴的扭矩 30

3.1.5　梁的弯矩和剪力 30

3.2　平面弯曲梁的内力图 31

3.2.1　梁的平面变形和支承模型 31

3.2.2　弯矩图和剪力图 32

3.2.3　梁元素的平衡 34

3.2.4　弯矩图和剪力图的间断条件 35

3.3　静定平面桁架的内力 36

3.3.1　桁架 36

3.3.2　节点法 37

3.4　索的内力 38

3.4.1　索及其简化模型 38

3.4.2　悬链线 38

3.4.3　索上悬挂重物 39

习题 39

第4章　弹性静力学 43

4.1　引论 43

4.1.1　固体力学与连续介质 43

4.1.2　几点基本的假设 43

4.1.3 几何元素的描写 43

4.2　应力张量 44

4.2.1　应力矢量与应力原理 44

4.2.2　应力张量 45

4.2.3　斜截面上应力矢量 47

4.2.4　坐标系变换 48

4.2.5　主应力 51

4.2.6　典型的应力张量 52

4.3　应变张量与位移 53

4.3.1　位移与应变 53

4.3.2　应变张量 54

4.3.3　主应变 55

4.3.4　典型的应变张量 55

4.4　材料的力学行为和拉伸试验 56

4.4.1　材料的力学行为和拉伸试验 56

4.4.2　拉伸图描写的材料特征 57

4.5　线弹性本构方程 58

4.5.1　线弹性本构方程 58

4.5.2　胡克（Hooke）介质的本构方程 59

4.6　直杆拉压的应力和变形 59

4.6.1　平截面假设与变形和应力的分布 59

4.6.2　位移表示平衡方程 60

4.6.3　热应力 61

4.7　圆轴扭转的应力和变形 62

4.7.1　变形模式与应力分布 62

4.7.2　扭率与扭矩的关系 64

4.7.3　扭转角的控制方程 65

4.8　直梁弯曲的应力和变形 66

4.8.1　变形和应力 66

4.8.2　轴力和弯矩的等效本构方程 67

4.8.3　应力分布 68

4.8.4　切力和切应力 69

4.9　挠曲线的微分方程 70

4.9.1　挠曲线的微分方程 70

4.9.2　常用静定粱的挠曲线参数 71

4.10　简单静不定问题 74

习题 75

第5章 强度失效与强度准则 78

5.1　强度失效和强度评价 78

5.2　许用载荷法、许用应力法及强度条件 79

5.2.1　许用载荷法 79

5.2.2　许用应力法 79

5.3　强度理论 81

5.3.1　最大正应力理论（第一强度理论） 81

5.3.2　最大正应变理论（第二强度理论） 81

5.3.3　最大切应力理论（第三强度理论） 82

5.3.4　应变能密度理论（第四强度理论） 82

5.3.5　剪切强度 84

5.4　组合变形杆的强度条件 84

5.4.1 主应力和应力主方向 84

5.4.2　圆截面杆拉压、弯曲与扭转组合变形的强度条件 85

5.5　刚度条件 87

5.5.1　梁的刚度条件 87

5.5.2　折杆的强度和刚度评价 88

习题 89

第6章　运动学 91

6.1 质点的运动描写 91

6.1.1　质点的坐标与运动描写 91

6.1.2　运动的约束 92

6.1.3　速度 93

6.1.4　加速度 94

6.2　质点系和连续体的运动描写 95

6.2.1　质点系和连续体的运动描写 95

6.2.2　物质坐标和连续体的运动描写 95

6.2.3　刚体的运动描写的物质坐标方法 96

6.3　刚体的定点转动 97

6.3.1　速度和角速度 97

6.3.2　加速度分布和角加速度 98

6.3.3　定轴转动 99

6.3.4　Euler角 101

6.4　刚体的一般运动和平面运动 102

6.4.1 平动 102

6.4.2　刚体的一般运动 102

6.4.3　刚体的平面运动 103

6.4.4　速度瞬心 105

习题 106

第7章　动力学 107

7.1　牛顿运动定律和质点运动的微分方程 107

7.1.1　牛顿运动定律和惯性坐标系 107

7.1.2　质点运动的微分方程 108

7.1.3　达朗贝尔原理 109

7.1.4　动力学问题的提法 109

7.2　动力学定理 110

7.2.1　动量定理 110

7.2.2　动量矩定理 112

7.2.3　动能定理 113

7.3　质点系和刚体的动量与动量矩定理 115

7.3.1　质点系的动量定理 116

7.3.2　质心运动定理 116

7.3.3　质点系的动量矩定理 117

7.4　刚体的平面运动 119

7.4.1　平面运动刚体的动量和动量矩 119

7.4.2　转动惯量与惯性积 122

7.5　刚体平面运动的微分方程 123

7.5.1　刚体的定轴转动 123

7.5.2　刚体平面运动的一般情况 125

习题 127

第8章　流体力学基础 129

8.1　流体静力学 129

8.1.1　流体的物理性质 129

8.1.2　平衡方程 130

8.1.3　重力场中流体内的压力 132

8.2　静流体对物体的作用力 133

8.2.1　任意壁面上的流体静压力 133

8.2.2　平面壁上的液体静压力 134

8.2.3　潜体的受力 136

8.2.4　浮体的受力 136

8.3　流场的描写 136

8.3.1　流场的空间描写 136

8.3.2　流线和流管 138

8.4　连续性方程 139

8.4.1　系统和控制体的概念 139

8.4.2　连续性方程 140

8.4.3　流管的连续性方程 141

8.5　动量方程 142

8.5.1　动量方程的微分形式 142

8.5.2　动量方程的积分形式 142

8.6　伯努利方程 143

习题 147

附录　矩阵和矢量 149

参考文献 155

部分习题参考解答 156

名词索引 162

作者简介 168