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目录 1

第Ⅰ篇　静力学 1

第一章　物体受力分析 1

§1.1　力和力系 1

1.1.1　力的概念 1

1.1.2　力的投影 1

1.1.3　力系 2

1.1.4　力的可传性原理 2

§1.2　约束和约束力 3

1.2.1 自由体和非自由体 3

1.2.2　约束和约束力 3

1.2.3　根据约束本身物理属性或构造分析约束力 3

§1.3　受力图 5

习题 7

第二章　力系简化 10

§2.1　力矩　合力矩定理　力偶 10

2.1.1　力对点之矩（力矩） 10

2.1.2　力对轴之矩 11

2.1.3　力对点之矩和力对轴之矩的关系 11

2.1.4　力偶及其特性 11

§2.2　力系向一点简化主矢和主矩 12

2.2.1　力线平行移动定理 12

2.2.2　力系向一点简化 主矢和主矩 12

习题 14

3.1.2　平面力系平衡条件 16

3.1.1　空间力系平衡条件 16

第三章　力系平衡条件 16

§3.1 力系平衡条件静定和静不定概念 16

3.1.3　静定和静不定概念 17

§3.2　力系平衡条件应用 17

§3.3　物体系统的平衡问题 19

＊§3.4　带摩擦时的平衡问题 23

3.4.1　滑动摩擦力 23

3.4.2　带摩擦时的平衡问题 23

§3.5　重心形心静矩 25

习题 27

第Ⅱ篇　材料力学 31

第四章　杆件内力 31

§4.1 材料力学的基本概念和基本假定 31

4.2.2　内力分量 34

§4.2　截面法 内力分量 34

4.2.1　截面法 34

§4.3 内力方程 内力图 38

§4.4　剪力Fs、弯矩M和载荷集度q间的微分关系 43

习题 46

第五章　杆件应力 50

§5.1　轴向拉（压）应力 50

5.1.1　横截面上应力 50

5.1.2　应力集中现象 50

5.1.3　轴向拉（压）杆件斜截面上应力 52

§5.2　纯弯曲梁正应力公式 53

5.2.1　纯弯曲梁 53

5.2.2　纯弯曲梁正应力公式 54

5.2.3　截面惯性矩　平行移轴公式 56

§5.3　对称截面梁应力 57

5.3.1　对称截面梁弯曲正应力 57

5.3.2　对称截面梁弯曲剪应力 58

＊§5.4　非对称截面梁弯曲 弯曲中心 62

5.4.1　非对称截面梁弯曲 62

5.4.2　开口薄壁杆件弯曲中心 63

§5.5　扭转剪应力 64

5.5.1　圆截面杆件扭转变形描述 64

5.5.2　扭转剪应力 65

5.5.3　极惯性矩和抗扭模量 66

＊5.5.4　非圆截面杆件扭转的概念 68

5.6.1 轴向拉（压）和弯曲组合变形的应力 69

§5.6　组合变形杆件的应力分析 69

5.6.2　两个平面弯曲时的应力 70

5.6.3　弯扭组合时的应力 危险点应力描述 72

5.6.4　轴向拉（压）和扭转组合时的应力 73

5.6.5　轴向拉（压）、弯曲和扭转组合时的应力 73

习题 74

第六章　材料在轴向拉（压）时的力学性能 78

§6.1　材料在拉伸（压缩）时的力学性能 78

6.1.1　低碳钢在轴向拉伸时的力学性能 78

6.1.2　铸铁在轴向拉伸时的力学性能……………………………………………………（81 ）6.1.3　强度指标和塑性指标……………………………………………………………（81 ）6.1.4　低碳钢和铸铁在轴向压缩时的力学性能 82

6.1.5　非金属材料在轴向拉（压）时的力学性能 82

§6.2　材料在高温和动载荷时的力学性能 84

6.2.1　材料在高温、短期加载时的力学性能 84

6.2.2　高温蠕变和应力松弛……………………………………………………………（85 ）6.2.3　在动载荷下应变速率对材料力学性能的影响………………………………………（85 ）§6.3　安全系数　许用应力 86

习题 87

第七章　应力状态分析和强度理论 88

§7.1 点的应力状态概述 88

§7.2　平面应力状态分析 89

7.2.1　任一斜截面上的应力 89

7.2.2　主应力和主方向 90

§7.3　应力莫尔圆——图解法 94

§7.4　三向应力状态简介 96

＊§7.5　平面应变状态分析 98

7.5.1　位移和应变 98

7.5.2　应变的坐标变换 98

7.5.3　主应变和主应变方向……………………………………………………………（99 ）§7.6　广义胡克定律 100

7.6.1　广义胡克定律 100

7.6.2　体积应变　体积应力 101

7.6.3　应变比能　形状改变比能 102

§7.7　强度理论 104

7.7.1　破坏方式 104

7.7.2　无裂纹体的脆性断裂理论 105

7.7.3　塑性流动理论 105

7.7.4　莫尔强度理论 107

7.7.5　含裂纹体脆性断裂判据 108

§7.8　杆件的强度计算 109

7.8.1　基本变形的强度条件 109

7.8.2　拉（压）弯、偏心拉（压）杆件的强度条件 110

7.8.3　圆轴拉扭或弯扭强度条件 110

§7.9　剪切的实用计算 115

7.9.1　铆钉的实用计算 116

7.9.3　连接结构的强度计算 117

7.9.2　键的实用计算 117

§7.10　提高杆件强度的一些措施 118

习题 120

第八章　杆件变形分析与刚度设计 127

§8.1　杆件的拉压变形 127

8.1.1 纵向变形与横向变形 127

8.1.2　节点位移 127

§8.2　圆轴的扭转变形 129

§8.3　梁的弯曲变形 131

8.3.1　挠度与转角 131

8.3.2　挠曲线近似微分方程 131

8.3.3　积分法求梁的变形 131

§8.4　求杆件变形的叠加法 133

§8.5　杆件的刚度设计　提高杆件刚度的措施 135

8.5.1　杆件的刚度设计 ………………………………………………………………（135 ）8.5.2　提高杆件刚度的措施 137

习题 138

第九章　能量法 141

§9.1　功　应变能　应变能密度 141

9.1.1　功 141

9.1.2　应变能和应变能密度 142

§9.2　卡氏定理 146

§9.3　莫尔积分 149

§9.4　能量法解冲击问题 153

9.4.1　冲击问题基本假定 153

9.4.2　冲击的动位移方程和动荷系数 153

9.5.1　静不定结构概述 156

§9.5　静不定结构 156

9.5.2　解静不定结构 159

＊9.5.3　正则方程 163

习题 164

第十章　压杆稳定 169

§10.1　压杆稳定性的概念 169

§10.2　临界载荷——欧拉公式 169

10.2.1　两端铰支细长压杆的临界力 169

10.2.2　不同杆端约束下细长压杆的临界力 170

§10.3　临界应力与柔度欧拉公式的适用范围 172

10.3.1　临界应力与柔度 172

10.3.2　欧拉公式的适用范围 172

10.3.4　临界应力总图 173

10.3.3　经验公式 173

§10.4　压杆的稳定性设计 175

10.4.1　压杆的稳定性设计准则 175

10.4.2　提高压杆稳定性措施 176

习题 177

第Ⅲ篇　运动力学 180

第十一章　运动学 180

§11.1　点的运动学 180

11.1.1　矢量法 180

11.1.2　直角坐标法 181

11.1.3　自然坐标法 181

§11.2　刚体的基本运动 183

11.2.1　刚体的平动 183

11.2.2　刚体的定轴转动 184

11.3.1　约束与自由度 186

§11.3　分析法 186

11.3.2　平面机构运动的分析法 187

§11.4　合成法 189

11.4.1　运动的合成 189

11.4.2　速度的合成 190

11.4.3　加速度的合成 191

§11.5　刚体的平面运动 194

11.5.1　平面运动的分解 194

11.5.2　平面图形上各点的速度 195

11.5.3　平面图形上各点的加速度 199

习题 203

第十二章　动力学 210

12.1.2　质点动力学两类基本问题 211

§12.1　质点动力学 211

12.1.1　质点运动微分方程 211

§12.2　动量定理　质心运动定理 214

12.2.1　质点动量定理 214

12.2.2　质心　质点系动量 214

12.2.3　质点系动量定理　动量守恒 215

12.2.4　质心运动定理　质心运动守恒 216

§12.3　质点系动量矩定理 219

12.3.1　质点动量矩定理 219

12.3.2　质点系动量矩　转动惯量 219

12.3.3　质点系动量矩定理　动量矩守恒 221

12.3.4　定轴转动刚体动力学方程 222

12.4.1　相对质心动量矩定理 225

§12.4 质点系相对质心动量矩定理　平面运动刚体动力学方程 225

12.4.2　平面运动刚体动力学方程 226

§12.5　质点系动能定理 228

12.5.1　力的功 势力功和势能 229

12.5.2　质点系动能 231

12.5.3　质点系动能定理 232

12.5.4　机械能守恒定律 234

§12.6　动力学基本定理综合应用 237

§12.7　达朗贝尔原理　动静法 240

12.7.1　质点达朗贝尔原理　惯性力 241

12.7.2　质点系达朗贝尔原理 241

12.7.3　惯性力系主矢和主矩 242

＊12.7.4　定轴转动刚体轴承的动约束力 245

习题 247

第十三章　单自由度系统机械振动 257

§13.1　单自由度系统自由振动 257

13.1.1　单自由度系统无阻尼自由振动 257

13.1.2　阻尼对自由振动的影响——衰减振动 260

§13.2　单自由度系统强迫振动 263

13.2.1　正弦外干扰力激振的强迫振动 263

13.2.2　基础或支座运动时的强迫振动 265

＊§13.3　隔振理论简介 267

13.3.1　主动隔振 267

13.3.2　被动隔振 268

习题 269

参考文献 271

习题参考答案 272

附录　型钢表 281