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第三篇 工程运动学 2

第15章 工程运动学基础 2

15-1 点的运动学 2

15-1-1 参考系 2

15-1-2 位矢、速度和加速度及其变矢量性质 2

15-2 刚体的简单运动 8

15-2-1 平移 8

15-2-2 定轴转动 8

15-3 结论与讨论 12

15-3-1 点的运动学的两类应用问题 12

15-3-2 描述点的运动的不同方法 12

15-3-3 刚体简单运动分析中要注意的问题 12

习题 13

第16章 点的复合运动 16

16-1 点的合成运动的几个基本概念 16

16-1-1 定参考系和动参考系 16

16-1-2 绝对运动、相对运动和牵连运动 17

16-2 点的速度合成定理 18

16-3 牵连运动为平移时点的加速度合成定理 20

16-4 牵连运动为转动时点的加速度合成定理·科氏加速度 21

16-5 结论与讨论 31

习题 32

第17章 刚体平面运动 37

17-1 刚体平面运动方程及运动分解 37

17-1-1 刚体平面运动力学模型的简化 37

17-1-2 刚体平面运动的自由度、广义坐标和运动方程 38

17-1-3 平面运动分解为平移和转动 40

17-2 平面图形上各点的速度分析 41

17-2-1 基点法 41

17-2-2 速度投影定理法 42

17-2-3 瞬时速度中心法 42

17-3 平面图形上各点的加速度分析 46

17-4 运动学综合应用举例 50

17-5 结论与讨论 57

17-5-1 运动分析方法的评价与选用原则 57

17-5-2 刚体复合运动简介 57

17-5-3 平面图形上点的加速度分布也能看成绕速度瞬心 C?旋转么? 58

17-5-4 平面图形的角速度ω与相对角速度ωr 58

习题 59

第四篇 工程动力学 66

第18章 质点动力学 66

18-1 质点运动微分方程 66

18-1-1 质点运动微分方程 66

18-1-2 应用举例 68

18-2 非惯性系中的质点运动微分方程 69

18-2-1 质点相对运动动力学基本方程 69

18-2-2 相对静止与相对平衡 70

18-2-3 应用举例 71

18-3 弹簧振子的振动及其扩展 72

18-3-1 物理学机械运动内容的回顾 72

18-3-2 单自由度系统振动模型的建立 等效质量和等效刚度 76

18-4 结论与讨论 81

18-4-1 运动的初始条件是决定物体运动的重要因素 81

18-4-2 牵连惯性力与科氏惯性力 82

18-4-3 能量法在确定振动系统的固有频率中的应用 82

习题 84

第19章 动量定理及其应用 89

19-1 动量定理与动量守恒 89

19-1-1 质点系的动量 89

19-1-2 质点系动量定理 90

19-1-3 质点系动量定理的守恒形式 91

19-2 质心运动定理 92

19-2-1 质心运动定理 92

19-2-2 质心运动定理的守恒形式 92

19-3 应用举例 93

19-4 结论与讨论 97

19-4-1 牛顿第二定律与动量定理的微分形式 97

19-4-2 几个有趣的实例 97

19-4-3 流体在管道内定常流动时动量定理的应用 98

习题 100

第20章 动量矩定理及其应用 102

20-1 动量矩定理与动量矩守恒 102

20-1-1 质点系的动量矩 102

20-1-2 质点系的动量矩定理 103

20-2 相对质心的动量矩定理 105

20-2-1 质点系相对质心的动量矩 105

20-2-2 质点系相对质心的动量矩定理 106

20-3 刚体定轴转动微分方程与平面运动微分方程 107

20-3-1 刚体定轴转动微分方程 107

20-3-2 刚体平面运动微分方程 109

20-4 动量和动量矩定理在碰撞中的应用 113

20-4-1 碰撞的恢复因数 113

20-4-2 碰撞的基本定理 113

20-5 结论与讨论 116

20-5-1 几个需要注意的关系 116

20-5-2 与碰撞有关的问题 117

习题 118

第21章 动能定理及其应用 124

21-1 力的功 124

21-1-1 物理学相关内容的回顾 124

21-1-2 作用在刚体上力的功、力偶的功 125

21-2 质点系的动能与刚体的动能 127

21-2-1 质点系的动能 127

21-2-2 刚体的动能 128

21-3 动能定理及其应用 129

21-3-1 质点系的动能定理 129

21-3-2 动能定理的应用举例 130

21-4 势能的概念 机械能守恒定律及其应用 133

21-4-1 有势力和势能 133

21-4-2 机械能守恒定律 134

21-5 动力学普遍定理综合应用 135

21-6 结论与讨论 138

21-6-1 动能定理在工程中的应用——功率方程 138

21-6-2 运动学方程的重要性 138

21-6-3 关于速度瞬心的应用 140

习题 140

第22章 达朗贝尔原理 145

22-1 达朗贝尔原理 145

22-1-1 质点的达朗贝尔原理与惯性力 145

22-1-2 质点系的达朗贝尔原理 146

22-2 惯性力系的简化 147

22-2-1 惯性力系的主矢与主矩 147

22-2-2 刚体平移时惯性力系的简化结果 147

22-2-3 刚体作定轴转动时惯性力系的简化结果 148

22-2-4 刚体作平面运动时惯性力系的简化结果 148

22-3 达朗贝尔原理的应用 149

22-4 结论与讨论 152

22-4-1 关于绕定轴转动刚体的轴承动约束力 152

22-4-2 关于动静法与动量矩定理 153

22-4-3 动力学普遍定理与动静法的综合应用 153

习题 154

第23章 虚位移原理 159

23-1 引言 159

23-2 虚位移原理中的基本概念 161

23-2-1 约束 161

23-2-2 广义坐标与自由度 164

23-2-3 虚位移与虚功 165

23-2-4 理想约束 167

23-3 虚位移原理 167

23-3-1 虚位移原理 167

23-3-2 虚位移原理应用概述 167

23-3-3 虚位移原理在简单刚体系统中的应用 168

23-4 结论与讨论 171

23-4-1 确定系统的自由度与广义坐标 171

23-4-2 虚位移必须是系统约束所允许的任意微小位移 172

23-4-3 应用虚位移原理时解析法或几何法的选用 172

习题 174

第五篇 工程力学专题 178

第24章 构件上的动载荷与动应力分析 178

24-1 等加速度直线运动构件的动应力分析 178

24-2 旋转构件的受力分析与动应力计算 179

24-3 弹性杆件上的冲击载荷与冲击应力计算 183

24-3-1 基本假定 183

24-3-2 机械能守恒定律的应用 183

24-3-3 动荷因数 185

24-4 结论与讨论 186

24-4-1 等加速度运动构件应力计算表达式的动荷因数形式 186

24-4-2 不同情形下动荷因数具有不同的形式 187

24-4-3 运动物体突然制动或突然刹车的动载荷与动应力 187

习题 187

第25章 虚位移原理在弹性静力学中的应用 190

25-1 基本概念 190

25-1-1 作用在弹性杆件上的力所作的常力功和变力功 190

25-1-2 杆件的弹性应变能 191

25-2 互等定理 193

25-2-1 功的互等定理 193

25-2-2 位移互等定理 194

25-3 应用于弹性杆件的虚位移原理 195

25-3-1 原理的表述 195

25-3-2 必要性的简单证明 196

25-3-3 虚位移模式的多样性 197

25-4 由虚位移原理导出莫尔积分 198

25-5 计算莫尔积分的图乘法 201

25-6 结论与讨论 204

25-6-1 关于单位力的讨论 204

25-6-2 应用图乘法时弯矩图的另一种画法 204

习题 206

第26章 材料的疲劳行为与构件的疲劳寿命 210

26-1 引言 210

26-1-1 疲劳失效概述 210

26-1-2 疲劳失效特征 212

26-1-3 疲劳极限与应力-寿命曲线 215

26-2 影响疲劳寿命的因素 216

26-2-1 应力集中的影响——有效应力集中因数 216

26-2-2 零件尺寸的影响——尺寸因数 217

26-2-3 表面加工质量的影响——表面质量因数 218

26-3 有限寿命设计与无限寿命设计 218

26-3-1 基本概念 218

26-3-2 无限寿命设计方法概述 219

26-3-3 等幅对称应力循环下的工作安全因数 220

26-3-4 等幅交变应力作用下的疲劳寿命估算 220

26-4 线性累积损伤理论 221

26-4-1 基本概念 221

26-4-2 线性累积损伤理论——迈因纳准则 222

26-4-3 变幅对称交变应力作用下的疲劳强度设计 223

26-4-4 周期性变幅交变应力时的疲劳寿命估算 226

26-5 疲劳强度可靠性概述 228

26-5-1 疲劳试验结果的分散性 228

26-5-2 标准离差与可靠性关系 228

26-6 结论与讨论 230

26-6-1 结论 230

26-6-2 提高构件疲劳强度的途径 230

26-6-3 关于非对称应力循环疲劳强度问题 231

习题 231

第27章 复合材料的弹性模量与增强效应 234

27-1 引言 234

27-2 单层纤维复合材料 235

27-2-1 垂直于纤维方向的弹性模量 236

27-2-2 平行于纤维方向的弹性模量 237

27-3 纤维增强效应 239

27-3-1 复合材料的名义应力与纤维和基体中的实际应力 239

27-3-2 增强效应 240

27-4 结论与讨论 241

27-4-1 结论 241

27-4-2 几点讨论 241

习题 242

第28章 聚合物的粘弹性行为 244

28-1 引言 244

28-2 聚合物的粘弹性行为 245

28-2-1 基本概念 245

28-2-2 两种基本元件 246

28-2-3 串联模型 247

28-2-4 并联模型 247

28-2-5 应用举例 248

28-3 非线性粘弹性构件设计的工程方法 250

28-3-1 等应变线与等时线 250

28-3-2 伪弹性设计方法 251

28-3-3 应用举例 251

28-4 结论与讨论 252

28-4-1 结论 252

28-4-2 关于粘弹性模型与本构方程 252

28-4-3 各种粘弹性模型处理问题的范围 253

习题 254

附录A 习题答案 255

附录B 索引 265

主要参考书目 269

主编简介 270