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绪论 1

一、工程力学的研究对象 1

二、工程力学的研究内容 1

三、工程力学的研究方法 3

四、工程力学在专业学习中的地位和作用 4

第一模块 静力学 5

第一章 构件静力学基础 7

1.1 力的基本概念和公理 7

1.1.1 力的定义 7

1.1.2 刚体的定义 8

1.1.3 平衡的定义 8

1.1.4 静力学公理 9

1.2 常见约束及其力学模型 11

1.2.1 约束和约束力 11

1.2.2 常见约束的力学模型 11

1.3 受力分析和受力图 15

思考题 18

习题 19

第二章 平面汇交力系 22

2.1 力的分解与力的投影 22

2.1.1 力的分解 22

2.1.2 力的投影 23

2.1.3 合力投影定理 24

2.2 平面汇交力系的合成与平衡 25

2.2.1 平面汇交力系的合成 25

2.2.2 平面汇交力系的平衡方程及其应用 26

思考题 29

习题 30

第三章 力矩和平面力偶 33

3.1 力对点之矩、合力矩定理 33

3.1.1 力对点之矩的概念 33

3.1.2 合力矩定理 34

3.2 力偶及其基本性质 36

3.2.1 力偶与力偶矩的概念 36

3.2.2 力偶的基本性质 37

3.3 平面力偶系的合成与平衡 38

3.3.1 平面力偶系的合成 38

3.3.2 平面力偶系的平衡 38

3.4 力的平移定理 40

思考题 41

习题 41

第四章 平面任意力系 44

4.1 平面任意力系的简化 45

4.1.1 平面任意力系向一点简化 45

4.1.2 平面任意力系简化结果的讨论 46

4.2 平面任意力系的平衡方程及其应用 47

4.2.1 平衡条件与平衡方程 47

4.2.2 平衡方程的其他形式 48

4.2.3 平面平行力系的平衡方程 49

4.3 物体系统的平衡问题 51

4.3.1 静定与静不定问题的概念 51

4.3.2 物体系统的平衡问题 52

4.4 考虑摩擦时构件的平衡问题 55

4.4.1 滑动摩擦的概念 55

4.4.2 摩擦角与自锁现象 56

4.4.3 考虑摩擦时物体的平衡问题 57

4.4.4 滚动摩擦简介 59

思考题 60

习题 61

第五章 空间力系 66

5.1 力的投影和分解 67

5.1.1 空间力系的概念 67

5.1.2 力在空间直角坐标轴上的投影 68

5.1.3 力在空间直角坐标轴上的分解 69

5.2 力对轴之矩 70

5.2.1 力对轴之矩 70

5.2.2 合力矩定理 71

5.2.3 力对轴之矩的计算 71

5.3 空间力系的平衡方程 72

5.3.1 空间力系的简化 72

5.3.2 空间力系的平衡方程 72

5.4 轮轴类构件平衡问题的平面解法 74

5.5 物体的重心和平面图形的形心 76

5.5.1 平行力系的中心 76

5.5.2 物体的重心 77

5.5.3 求重心的方法 78

思考题 81

习题 81

模块二 材料力学 85

第六章 材料力学的基本概念 87

6.1 材料力学概述 87

6.1.1 构件的承载能力 87

6.1.2 材料力学的基本假设 88

6.2 内力、截面法及应力的概念 88

6.2.1 附加内力的概念 88

6.2.2 截面法求内力 88

6.2.3 应力 89

6.3 杆变形的基本形式 90

思考题 91

第七章 轴向拉伸或压缩 92

7.1 轴向拉伸或压缩的概念 92

7.2 内力、截面法、轴力及轴力图 93

7.2.1 拉（压）杆横截面上的内力——轴力 93

7.2.2 轴力图 93

7.3 拉（压）杆的应力 95

7.3.1 应力的概念 95

7.3.2 拉（压）杆横截面上的应力 95

7.3.3 拉（压）杆的强度计算 96

7.4 拉（压）杆的变形与胡克定律 97

7.4.1 变形与应变 97

7.4.2 胡克定律 98

7.5 材料在拉伸和压缩时的力学性能 99

7.5.1 低碳钢拉伸时的力学性能 99

7.5.2 其他几种材料在拉伸时的力学性能 101

7.5.3 低碳钢及其他材料压缩时的力学性质 101

7.6 强度条件、安全因数和许用应力 102

7.6.1 极限应力 102

7.6.2 安全因数及许用应力 102

思考题 103

习题 103

第八章 剪切与挤压 106

8.1 剪切与挤压的实用计算 106

8.1.1 剪切和挤压的概念 106

8.1.2 剪切实用计算 107

8.1.3 挤压实用计算 108

8.1.4 焊接焊缝实用计算 110

8.2 剪切胡克定律简介 111

思考题 111

习题 112

第九章 扭转 114

9.1 扭矩和扭矩图 114

9.1.1 扭转变形概念 114

9.1.2 外力偶矩的计算 115

9.1.3 扭矩 115

9.1.4 扭矩图 116

9.2 圆轴扭转时的应力与强度计算 117

9.2.1 圆轴扭转时横截面上的应力 117

9.2.2 极惯性矩及抗扭截面系数 117

9.2.3 圆轴扭转强度条件 118

9.3 等直圆轴扭转时的变形及刚度条件 119

9.3.1 圆轴扭转时的变形 119

9.3.2 圆轴扭转刚度条件 119

思考题 120

习题 121

第十章 梁的弯曲 123

10.1 平面弯曲的力学模型 124

10.1.1 弯曲变形概念 124

10.1.2 平面弯曲的梁的力学模型 125

10.2 梁的内力——剪力和弯矩 126

10.2.1 用截面法求剪力和弯矩 126

10.2.2 剪力FQ、弯矩M的正负规定 127

10.3 剪力图与弯矩图 129

10.3.1 剪力方程和弯矩方程 129

10.3.2 剪力图和弯矩图 129

10.3.3 弯矩、剪力和载荷集度间的微分关系 131

10.4 梁弯曲时的正应力和强度条件 133

10.4.1 纯弯曲与横力弯曲 133

10.4.2 纯弯曲正应力公式 133

10.4.3 梁常用截面的几何性质 135

10.4.4 梁弯曲的强度计算 137

10.5 提高梁抗弯强度的措施 140

10.5.1 合理布置梁上载荷 140

10.5.2 提高抗弯截面系数 142

10.5.3 采用等强度梁 143

10.6 梁的变形与刚度计算 144

10.6.1 挠度和转角 144

10.6.2 用叠加法求梁的变形 147

10.6.3 梁的刚度计算 148

思考题 150

习题 152

第十一章 组合变形 157

11.1 拉伸（压缩）与弯曲组合变形强度计算 157

11.2 弯曲与扭转组合变形 161

11.2.1 弯曲与扭转组合变形的应力分析 161

11.2.2 弯曲与扭转组合变形的强度计算 162

思考题 163

习题 164

第十二章 压杆稳定 166

12.1 平衡稳定性的概念 166

12.2 欧拉公式及适用范围 168

12.2.1 细长压杆的临界力 168

12.2.2 压杆的临界应力 170

12.3 压杆的稳定性计算 174

12.3.1 压杆稳定的计算 174

12.3.2 提高压杆稳定性的措施 177

思考题 178

习题 179

第三模块 运动学 181

第十三章 构件运动学基础 183

13.1 质点的运动规律 183

13.1.1 自然法 183

13.1.2 直角坐标法 187

13.2 构件的平面基本运动 190

13.2.1 构件的平动 190

13.2.2 构件的定轴转动 190

13.2.3 角加速度 192

13.2.4 转动刚体上各点的速度和加速度 192

思考题 194

习题 195

第十四章 合成运动和平面运动简介 199

14.1 点的合成运动概念 200

14.2 速度合成定理 202

14.3 构件平面运动的特点与力学模型 205

14.3.1 工程实例与力学模型 205

14.3.2 平面运动分解为平移和转动 205

14.4 平面图形上点的速度合成法 207

14.4.1 基点法 207

14.4.2 速度投影法 209

14.4.3 速度瞬心法 209

思考题 212

习题 213

第四模块 动力学 219

第十五章 构件动力学基础 221

15.1 质点动力学基本方程 221

15.1.1 动力学的内容与基本定律 221

15.1.2 质点运动微分方程 222

15.2 质点动力学的两类问题 223

15.2.1 已知运动求作用力 223

15.2.2 已知作用力，求物体的运动 225

15.3 构件定轴转动的动力学基本方程 226

15.3.1 刚体转动动力学基本方程 226

15.3.2 转动惯量 227

15.4 刚体动力学的两类问题 230

15.4.1 已知转矩求转动情况 230

15.4.2 已知转动情况求转矩 231

思考题 232

习题 232

第十六章 动静法和动能定理 234

16.1 质点的动静法 234

16.1.1 惯性力的概念 234

16.1.2 质点的动静法 235

16.2 功 236

16.2.1 力的元功 236

16.2.2 力的功 237

16.3 动能定理 239

16.3.1 质点系动能定理 239

16.3.2 平动构件的动能 239

16.3.3 定轴转动构件的动能 240

16.4 功率方程与机械效率 241

16.4.1 功率 241

16.4.2 功率方程 242

16.4.3 机械效率 242

思考题 243

习题 244

附录 热轧普通工字钢型钢表（GB 706—1965） 246

参考文献 248