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第一篇　静力学 1

1　静力学基础 1

1.1　力 刚体 1

1.1.1 力的概念 1

1.1.2　刚体的概念 2

1.2　静力学基本公理 2

1.2.1 力的平行四边形法则 2

1.2.2　二力平衡公理 3

1.2.3　加减平衡力系公理 3

1.2.4　三力平衡汇交定理 4

1.2.5　作用和反作用定律 5

1.3 约束与约束反力 5

1.3.1 约束与约束反力的概念 5

1.3.2 常见的约束类型和确定其约束反力的方法 5

1.4　物体的受力分析和受力图 8

思考题 10

习题 11

2　平面汇交力系 13

2.1　平面汇交力系合成的几何法及平衡的几何条件 13

2.1.1 平面汇交力系合成的几何法 13

2.1.2　平面汇交力系平衡的几何条件 15

2.2　力的分解 16

2.3　力在轴上的投影　合力投影定理 17

2.3.1 力在轴上的投影 17

2.3.2　合力投影定理 18

2.4　平面汇交力系合成的解析法及其平衡的解析条件 18

2.4.1 平面汇交力系合成的解析法 18

2.4.2　平面汇交力系平衡的解析条件 20

思考题 22

习题 23

3　力矩　平面力偶系 26

3.1　力对点的矩 26

3.1.1　力矩的概念 26

3.1.2　合力矩定理 27

3.2　力偶与力偶矩 27

3.3 平面力偶系的合成与平衡 29

3.3.1 平面力偶系的合成 29

3.3.2　平面力偶系的平衡条件 30

思考题 31

习题 32

4　平面一般力系 35

4.1　平面一般力系的简化 35

4.1.1 力的平移定理 35

4.1.2 平面一般力系向平面内已知点的简化 36

4.2　平面一般力系的简化结果讨论 38

4.2.1 平面一般力系的简化及简化结果讨论 38

4.2.2　合力矩定理 39

4.3　平面一般力系的平衡条件、平衡方程 40

4.4　物体系统的平衡 47

4.5　静定与超静定的概念 54

4.6　空间力系简介 54

4.6.1 力在空间直角坐标轴上的投影 55

4.6.2 力对轴的矩 55

4.6.3 力对点的矩及其与力对轴的矩之间的关系 56

思考题 58

习题 60

第二篇　材料力学 65

5　材料力学的一般概念 65

5.1　材料力学的研究对象 65

5.1.1　结构与构件 65

5.1.2　计算简图的概念 65

5.2　荷载的分类 66

5.3　变形固体及基本假定 67

5.4 内力与应力 68

5.4.1 内力 68

5.4.2　截面法 68

5.4.3 应力 69

5.5　变形与位移 69

5.5.1 变形 69

5.5.2　位移 70

5.6　杆件变形的基本形式 71

5.6.1　杆件 71

5.6.2　杆件变形的基本形式 71

5.7　材料力学的基本任务 72

思考题 73

6　轴向拉伸和压缩 74

6.1 常见的轴向受拉杆和轴向受压杆 74

6.2　轴力与轴力图 75

6.2.1　轴力 75

6.2.2　轴力图 76

6.3　轴向拉杆和压杆的应力 79

6.3.1　横截面上的应力 79

6.3.2　斜截面上的应力 80

6.4　轴向拉伸和压缩时的变形　虎克定律 82

6.4.1 轴向拉伸和压缩时的变形 82

6.4.2　横向变形系数 83

6.4.3　虎克定律 84

6.5　材料在拉伸和压缩时的力学性质 85

6.5.1　材料的拉伸和压缩试验 85

6.5.2　低碳钢在拉伸时的力学性质 86

6.5.3　其它金属材料在拉伸时的力学性质 90

6.5.4　材料在压缩时的力学性质 90

6.5.5 常用材料的力学性质比较 92

6.6　容许应力与安全系数 92

6.7　拉、压杆的强度计算 93

6.7.1　强度条件 93

6.7.2　强度计算 93

6.8　应力集中的概念与圣维南原理 98

6.8.1　应力集中的概念 98

6.8.2　圣维南原理 98

6.9　简单的拉、压超静定问题 99

思考题 102

习题 103

7　扭转 107

7.1　扭矩与扭矩图 107

7.1.1　外力偶矩计算 107

7.1.2　扭矩与扭矩图 107

7.2　薄壁圆筒的扭转 109

7.2.1 薄壁圆筒扭转时的应力与应变 109

7.2.2　剪应力互等定理 110

7.2.3　剪切虎克定律 110

7.3 圆杆扭转时的应力与强度计算 110

7.3.1 圆杆扭转时的应力 110

7.3.2　Ip与Wp的计算 113

7.3.3　扭转强度条件 113

7.4　圆杆扭转时的变形与刚度计算 115

7.4.1 圆杆的扭转变形 115

7.4.2 圆轴扭转时的刚度条件 115

7.5　矩形截面构件的扭转简介 116

思考题 117

习题 118

8　弯曲 121

8.1　剪力与弯矩 122

8.1.1 用截面法求梁的内力、剪力与弯矩 122

8.1.2 剪力、弯矩的正负规定 123

8.1.3 用观察法求剪力、弯矩 123

8.2　剪力图　弯矩图 125

8.2.1 由剪力方程、弯矩方程逐点描述绘制剪力图、弯矩图 126

8.2.2 弯矩、剪力、荷载集度间的微分关系及其应用 131

8.2.3 用观察法作剪力图、弯矩图 132

8.3　平面图形的几何性质 137

8.3.1　形心和静矩 137

8.3.2　极惯性矩 140

8.3.3　惯性矩 惯性矩的平行移轴公式 141

8.4　梁的应力及强度计算 147

8.4.1 弯曲正应力 148

8.4.2 弯曲剪应力 150

8.4.3　梁的强度计算 153

8.5　提高梁的承载能力的措施 156

8.5.1　合理地选择梁横截面 156

8.5.2 改变梁的承载方式 157

8.5.3 改变梁的支承 158

8.6　梁的变形 159

8.6.1 梁的挠曲线方程 160

8.6.2 梁的变形计算 161

8.6.3 梁的刚度计算 168

8.6.4 简单超静定梁的计算 169

思考题 171

习题 173

9　应力状态和强度理论 180

9.1　平面应力状态的概念 180

9.2　平面应力状态分析 181

9.2.1　解析法 181

9.2.2 图解法——摩尔圆法 182

9.2.3　主应力的数值和主平面的位置 183

9.3　三向应力状态的最大应力、广义虎克定律 185

9.3.1 三向应力状态的最大应力 185

9.3.2　广义虎克定律 186

9.4　强度理论 187

9.4.1 四个常用的强度理论 188

9.4.2　强度理论的适用范围 190

9.4.3　强度理论的应用 191

思考题 195

习题 196

10　组合变形　压杆稳定 200

10.1　组合变形的概念与实例 200

10.2　拉伸（压缩）与弯曲的组合 200

10.2.1　在轴向力和横向力共同作用下的杆 200

10.2.2　偏心拉伸（压缩） 202

10.3　扭转与弯曲的组合 207

10.3.1 外力分析 207

10.3.2 内力分析 208

10.3.3　应力分析 208

10.3.4 强度条件 209

10.4　压杆稳定的概念 212

10.4.1　稳定性的概念 212

10.4.2　临界力的概念 212

10.4.3 中心受压直杆与实际压杆 212

10.5　不同杆端约束下压杆临界力的计算公式 213

10.5.1　柔度的概念 213

10.5.2 不同杆端约束下压杆临界力的计算公式、临界应力总图 213

10.6　压杆的稳定计算 215

10.6.1 压杆的稳定条件、折减系数 215

10.6.2　压杆横截面的设计步骤 215

思考题 219

习题 220

习题答案 224

型钢表 230