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绪论 1

一、工程力学的地位和作用 1

二、工程力学的主要内容 1

三、学习工程力学的方法 1

第一篇 理论才学 5

第1章 静力学基础 5

1.1 静力学基本概念 6

1.1.1 力的概念 6

1.1.2 力的三要素 6

1.1.3 力的表示法 7

1.1.4 静力学基本公理 7

1.2 约束与约束力 10

1.2.1 柔性约束 10

1.2.2 光滑接触面约束 11

1.2.3 圆柱形铰链约束 11

1.2.4 固定端支座约束 13

1.3 受力图 14

1.3.1 单个物体的受力图 14

1.3.2 物体系统的受力图 15

1.4 载荷 16

1.4.1 载荷按作用性质分类 16

1.4.2 载荷按作用时间分类 16

1.4.3 载荷按作用范围分类 17

第2章 平面力系的合成与平衡 23

2.1 平面汇交力系的合成与平衡 24

2.1.1 平面汇交力系合成的几何法 24

2.1.2 平面汇交力系平衡的几何条件 25

2.1.3 平面汇交力系合成的解析法 26

2.1.4 平面汇交力系平衡的解析条件 27

2.2 力矩和力偶 29

2.2.1 力矩的概念及计算 29

2.2.2 力偶的概念及性质 31

2.2.3 平面力偶系的合成及平衡 32

2.2.4 力的平移定理 34

2.3 平面平行力系的合成与平衡 35

2.4 平面一般力系的简化 37

2.4.1 平面一般力系向一点简化 37

2.4.2 简化结果的讨论 38

2.5 平面一般力系的平衡方程及其应用 39

2.5.1 平面一般力系的平衡方程 40

2.5.2 解题步骤与方法 40

2.6 静定与超静定问题及物系的平衡 42

2.6.1 静定与超静定问题的概念 42

2.6.2 物系的平衡 43

2.7 摩擦 46

2.7.1 滑动摩擦 46

2.7.2 摩擦角 48

2.7.3 考虑摩擦时物体的平衡问题 49

2.7.4 滚动摩擦 51

第3章 空间力系的合成与平衡 62

3.1 力在空间直角坐标轴上的投影 63

3.1.1 直接投影法 63

3.1.2 二次投影法 63

3.1.3 合力投影定理 64

3.2 力对轴之矩 65

3.2.1 力对轴之矩 65

3.2.2 合力矩定理 66

3.3 空间任意力系的平衡方程 67

3.4 重心 72

3.4.1 重心及形心的坐标公式 73

3.4.2 确定重心位置的方法 74

第4章 刚体定轴转动 83

4.1 转动方程、角速度和线速度 83

4.1.1 转动方程 83

4.1.2 角速度和线速度 84

4.2 功率、转速与转矩间的关系 86

4.2.1 功率 86

4.2.2 功率、转矩和转速之间的关系 86

第二篇 材料力学 91

第5章 轴向拉伸与压缩 91

5.1 轴向拉伸与压缩的概念 91

5.2 截面法、轴力与轴力图 92

5.2.1 内力的概念 92

5.2.2 截面法、轴力与轴力图 93

5.3 拉压时横截面上的正应力 95

5.3.1 应力的概念 95

5.3.2 横截面上的正应力 96

5.4 轴向拉压杆的变形和胡克定律 97

5.4.1 纵向线应变和横向线应变 97

5.4.2 胡克定律 98

5.5 材料在轴向拉压时的力学性能 100

5.5.1 低碳钢拉伸时的力学性能 101

5.5.2 低碳钢压缩时的力学性能 103

5.5.3 铸铁拉伸时的力学性能 103

5.5.4 铸铁压缩时的力学性能 103

5.6 轴向拉压杆的强度计算 105

5.6.1 极限应力、许用应力和安全系数 105

5.6.2 拉（压）杆的强度条件 105

5.7 拉压超静定问题 107

5.7.1 超静定概念及其解法 107

5.7.2 装配应力 108

5.7.3 温度应力 109

第6章 剪切与挤压 115

6.1 剪切与挤压概念 115

6.1.1 剪切的概念 115

6.1.2 挤压的概念 117

6.2 剪切和挤压实用计算 117

6.2.1 剪切实用计算 117

6.2.2 挤压实用计算 118

6.3 剪切胡克定律和切应力互等定理 120

第7章 圆轴扭转 123

7.1 扭转的概念和外力偶矩的计算 123

7.1.1 扭转的概念 123

7.1.2 外力偶矩的计算 124

7.2 扭矩和扭矩图 124

7.2.1 扭矩 124

7.2.2 扭矩图 125

7.3 圆轴扭转时的应力与强度条件 127

7.3.1 圆轴扭转时横截面上的应力 127

7.3.2 圆截面极惯性矩Ip及抗扭截面系数Wp的计算 130

7.3.3 圆轴扭转时的强度条件 131

7.4 圆轴扭转时的变形及刚度条件 132

7.4.1 圆轴扭转时的变形 133

7.4.2 圆轴扭转时的刚度条件 133

第8章 平面弯曲内力 138

8.1 平面弯曲 138

8.1.1 平面弯曲的概念 138

8.1.2 梁的计算简图及分类 139

8.2 梁的内力——剪力与弯矩 140

8.2.1 截面法求内力——剪力与弯矩 140

8.2.2 剪力和弯矩的符号规定 141

8.3 剪力图与弯矩图 143

8.3.1 剪力方程和弯矩方程 143

8.3.2 剪力图与弯矩图 143

8.4 弯矩、剪力和载荷集度 147

8.4.1 弯矩、剪力和载荷集度间的关系 147

8.4.2 利用M（x）、FQ（x）、q（x）三者之间的关系绘剪力图和弯矩图 147

第9章 弯曲强度与刚度 154

9.1 梁弯曲时横截面上的正应力 154

9.1.1 纯弯曲变形 155

9.1.2 正应力分布规律 156

9.1.3 弯曲正应力的计算 156

9.1.4 常用截面的惯性矩的计算 157

9.2 梁弯曲时正应力强度计算 159

9.3 弯曲切应力简介 162

9.3.1 矩形截面梁上的切应力 162

9.3.2 典型截面梁的最大切应力计算 163

9.3.3 弯曲切应力强度条件 163

9.4 梁的弯曲变形与刚度 164

9.4.1 梁的弯曲变形概述 164

9.4.2 用叠加法求梁的变形 167

9.4.3 梁的刚度条件 168

9.5 提高梁的强度和刚度的措施 168

9.5.1 合理安排梁的支承及增加约束 169

9.5.2 选择合理的截面形状 169

9.5.3 合理布置载荷 169

第10章 应力状态 强度理论 组合变形 176

10.1 应力状态的概念 176

10.1.1 一点的应力状态 176

10.1.2 单元体的概念 177

10.1.3 主平面、主应力 177

10.1.4 应力状态分类 178

10.2 平面应力状态分析 178

10.2.1 斜截面上的应力 179

10.2.2 主应力的大小和方向 180

10.2.3 最大切应力 180

10.3 强度理论 182

10.3.1 强度理论的概念 182

10.3.2 常用的四种强度理论 183

10.3.3 四种强度理论的适用范围 184

10.4 组合变形的强度计算 184

10.4.1 弯曲与拉伸（压缩）组合变形的强度计算 185

10.4.2 弯曲与扭转组合变形的强度计算 186

第11章 压杆稳定与疲劳破坏等 193

11.1 压杆稳定的概念 193

11.2 提高压杆稳定性的措施 194

11.3 交变应力和疲劳破坏的概念 196

11.3.1 动应力的概念 196

11.3.2 交变应力的概念 196

11.3.3 构件的疲劳破坏及其产生的原因 197

11.4 应力集中的概念 197

附录A 型钢表 199

附录B 习题答案 203

参考文献 208