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绪论 1

一、工程力学研究对象和任务 1

二、工程结构的分类 2

三、载荷的分类 4

第一章 静力学的基本概念和物体的受力分析 5

第一节 静力学基本概念 5

一、力的概念 5

第二节 静力学公理 6

二、刚体的概念 6

第三节 约束与约束反力 9

一、由柔软的绳索、链条或胶带等构成的约束 9

二、具有光滑接触表面的约束 9

三、其他约束 11

第四节 物体的受力分析和受力图 12

思考题 15

习题 15

第一节 平面汇交力系合成与平衡的几何法 19

一、平面汇交力系合成的几何法、力多边形法则 19

第二章 平面简单力系 19

二、平面汇交力系平衡的几何条件 20

第二节 平面汇交力系合成与平衡的解析法 22

一、力在正交坐标轴系的投影与力的解析表达式 22

二、平面汇交力系合成的解析法 23

三、平面汇交力系的平衡方程 24

第三节 平面力对点之矩的概念及计算 25

一、力对点之矩（力矩） 25

二、合力矩定理与力矩的解析表达式 26

二、力偶矩 27

第四节 平面力偶系 27

一、力偶 27

三、平面力偶等效定理 28

四、平面力偶系的合成和平衡条件 29

思考题 31

习题 32

第三章 平面任意力系 35

第一节 力的平移定理 35

第二节 平面任意力系向作用面内一点简化 36

一、平面任意力系向作用面内一点简化 36

二、平面任意力系简化结果的讨论 38

一、平面任意力系平衡方程的基本形式 40

第三节 平面任意力系的平衡条件和平衡方程 40

二、平面任意力系平衡方程的二矩式 41

三、平面任意力系平衡方程的三矩式 41

四、平面平行力系的平衡条件 42

第四节 物体系的平衡 44

思考题 47

习题 48

第一节 力在直角坐标轴上的投影 53

第四章 空间力系 53

第二节 力对轴的矩和力对点的矩 54

一、力对轴的矩 54

二、力对点的矩 55

三、力对点的矩与力对通过该点的轴的矩的关系 56

四、力偶矩矢 56

第三节 空间力系的平衡条件和平衡方程 57

一、空间任意力系向一点简化 57

二、空间任意力系的平衡方程 59

思考题 62

习题 63

第五章 弹性变形体基本知识 66

第一节 弹性变形体的概念和基本假设 66

一、弹性变形体的概念 66

二、材料力学的基本假设 66

第二节 外力和内力 67

一、外力 67

二、内力 67

第四节 正应变和切应变 69

第三节 正应力和切应力 69

第五节 杆件变形的基本形式 70

一、轴向拉伸或轴向压缩 71

二、剪切 71

二、扭转 72

四、弯曲 72

五、组合变形 72

思考题 72

一、轴力计算 73

第二节 轴力计算与轴力图 73

第一节 轴向拉伸和压缩的概念 73

第六章 轴向拉伸和压缩 73

二、轴力图 74

第三节 拉（压）杆的应力与圣维南原理 75

一、横截面上的应力 75

二、斜截面上的应力 76

三、圣维南原理 77

第四节 应力集中的概念 78

一、拉（压）杆的纵向变形与胡克定律 80

第五节 拉（压）杆的变形与胡克定律 80

二、拉（压）杆的横向变形与泊松比 81

第六节 材料在拉伸与压缩时的机械性质 83

一、材料拉伸试验 83

二、材料压缩试验 86

第七节 失效、安全因素和强度计算 87

一、失效 87

二、安全因素 87

三、拉（压）杆的强度计算 87

思考题 88

习题 89

第七章 连接件实用计算 92

第一节 剪切的实用计算 92

第二节 挤压的实用计算 93

思考题 95

习题 95

第八章 圆轴扭转 97

第一节 扭转的概念 97

第二节 扭矩的计算和扭矩图 97

第三节 切应力互等定理与剪切胡克定律 99

第四节 圆轴扭转的应力与强度条件 101

第五节 圆轴扭转的变形与刚度条件 105

思考题 106

习题 106

第九章 弯曲内力 108

第一节 弯曲的概念 108

一、梁的计算简图 109

二、梁的类型 109

第二节 剪力和弯矩 110

第三节 剪力方程、弯矩方程与剪力图、弯矩图 112

第四节 剪力、弯矩与载荷集度之间的微分关系 116

一、剪力、弯矩与载荷集度之间的微分关系 116

二、剪力图、弯矩图的简易画法 117

思考题 119

习题 119

第十章 弯曲强度与刚度 123

第一节 弯曲正应力 123

一、基本假设 123

二、弯曲正应力 124

第二节 惯性矩与平行轴定理 126

一、简单截面的惯性矩 126

二、组合截面的惯性矩 127

三、平行轴定理 127

第三节 弯曲切应力计算 128

第四节 挠曲线近似微分方程及其积分 129

第五节 计算梁位移的叠加法 133

第六节 梁的强度、刚度条件和合理设计 135

一、梁的强度条件 135

二、梁的刚度条件 136

三、梁的合理设计 137

思考题 139

习题 140

第十一章 应力状态分析与强度理论 145

第一节 概述 145

第二节 平面应力状态应力分析 146

一、斜截面上的应力 147

二、应力圆 148

三、应力圆的应用 148

四、主应力和主平面 149

第三节 复杂应力状态的最大应力 151

一、三向应力圆 151

二、最大应力 152

第四节 广义胡克定律 152

第五节 复杂应力状态强度问题 154

一、最大拉应力理论——第一强度理论 155

二、最大拉应变理论——第二强度理论 155

三、最大剪应力理论——第三强度理论 156

四、畸变能理论——第四强度理论 156

习题 158

思考题 158

第十二章 组合变形 162

第一节 组合变形的概念 162

一、组合变形的概念 162

二、叠加原理 162

第二节 拉伸（压缩）与弯曲的组合变形 164

第三节 双对称截面非对称弯曲 167

一、横截面上的内力分析 167

三、中性轴与最大弯曲正应力 168

二、弯曲正应力分析 168

第四节 弯曲与扭转的组合变形 170

一、弯曲与扭转组合变形的概念 170

二、弯曲与扭转组合变形的强度计算 170

第五节 拉伸（压缩）、扭转与弯曲的组合变形 173

思考题 174

习题 174

第十三章 压杆稳定问题 178

第一节 稳定性的概念 178

一、两端铰支细长压杆的临界载荷 179

第二节 临界载荷的欧拉公式 179

二、其他支座条件下细长压杆的临界载荷 181

第三节 中、小柔度杆的临界应力与临界应力总图 183

一、临界应力与柔度 183

二、欧拉公式的适用范围与大柔度杆 183

三、经验公式与中、小柔度杆 184

四、临界应力总图 184

第四节 稳定条件与合理设计 185

一、稳定条件 185

习题 187

二、压杆的合理设计 187

思考题 187

第十四章 平面体系的机动分析 190

第一节 概述 190

第二节 平面杆系自由度计算 190

一、自由度 190

二、联系 191

三、平面体系的计算自由度 192

一、三刚片规则 193

第三节 几何不变体系的基本组成规则 193

二、二元体规则 194

三、两刚片规则 194

四、瞬变体系 196

第四节 平面体系的机动分析示例 196

思考题 198

习题 199

一、概述 200

第二节 多跨静定梁的内力计算 200

第一节 概述 200

第十五章 静定结构内力计算 200

二、多跨静定梁的内力计算 201

第三节 静定平面刚架的内力计算 203

一、刚架的特点和分类 204

二、静定平面刚架的内力计算及内力图 204

第四节 平面桁架的内力计算 206

一、概述 206

二、静定桁架的内力计算 208

三、几种主要梁式桁架受力性能的比较 214

四、组合结构的内力计算 215

一、拱式结构的特征 216

第五节 三铰拱的内力计算 216

二、三铰拱的内力计算 217

三、合理拱轴的概念 221

四、三铰拱的性能 222

第六节 静定结构的基本特性 222

思考题 224

习题 224

一、结构的位移 228

二、计算结构位移的目的 228

第一节 概述 228

第十六章 静定结构位移计算 228

三、计算位移的有关假定 229

第二节 变形体的虚功原理 229

一、功、实功与虚功的概念 229

二、刚体的虚功原理 231

三、变形体虚功原理 232

第三节 计算结构位移的一般公式 235

第四节 静定结构在载荷作用下的位移计算 236

第五节 图乘法 240

一、静定结构温度变化时的位移计算 243

第六节 静定结构由于温度改变和支座移动引起的位移 243

二、静定结构在支座移动时的位移计算 245

三、制造误差引起的位移计算公式 245

第七节 弹性结构的互等定理 246

一、功的互等定理 246

二、位移互等定理 247

三、反力互等定理 248

四、反力与位移互等定理 248

习题 249

思考题 249

第十七章 力法 252

第一节 超静定结构概述 252

一、超静定结构的概念 252

二、超静定结构的类型 253

第二节 力法的基本概念 254

一、力法的基本结构和力法基本原理 254

二、力法的超静定次数 257

第三节 力法的典型方程 259

一、力法的计算步骤 261

第四节 力法的计算步骤和示例 261

二、力法的计算示例 262

第五节 超静定结构的位移计算及最后弯矩图的校核 275

一、超静定结构的位移计算 276

二、最后弯矩图的校核 277

思考题 278

习题 278

二、位移法的基本原理 281

一、位移法的基本计算假定 281

第一节 位移法的基本概念 281

第十八章 位移法 281

三、位移法的基本常数 282

第二节 等截面梁的转角位移方程 284

一、两端固定的等截面梁的转角位移方程 284

二、一端固定、一端为铰支的等截面梁的转角位移方程 284

三、一端固定、一端定向的等截面梁的转角位移方程 285

第三节 位移法的基本未知量和基本结构 285

一、位移法的基本未知量 285

一、位移法的典型方程 287

二、位移法的基本结构 287

第四节 位移法的典型方程及计算步骤 287

二、位移法的基本计算步骤 288

三、位移法的求解的例题 288

第五节 直接由平衡条件建立位移法基本方程 294

第六节 力法与位移法的比较 296

思考题 296

习题 296

第一节 力矩分配法的基本概念 299

一、力矩分配法的基本概念 299

第十九章 力矩分配法 299

二、结点力偶作用下的平衡关系 300

三、非结点载荷作用下的平衡关系 301

四、力矩分配法计算过程总结 302

第二节 用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架 303

一、力矩分配法计算连续梁结构 303

二、力矩分配法计算无侧移刚架 305

三、力矩分配法计算多结点结构的总结 307

第三节 无剪力分配法 308

习题 310

思考题 310

第一节 影响线的基本概念 313

第二十章 影响线 313

第二节 静力法绘制影响线 314

一、静力法绘制影响线的基本步骤 314

二、静力法绘制影响线的几个实例 314

第三节 机动法 320

一、机动法绘制影响线的基本步骤 320

二、机动法绘制影响线的实例 321

习题 323

三、机动法绘制超静定结构影响线的问题 323

思考题 323

附录A 常用材料的力学性能 325

附录B 常见截面的几何性质 326

附录C 非圆截面杆扭转 328

附录D 梁的挠度与转角 330

附录E 型钢表 332

部分习题答案 340

参考文献 349