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绪论 1

拓展与实训 4

职业能力训练 4

模块一 约束反力分析与计算 6

单元1 刚体静力学 6

单元概述 6

学习目标 6

重点难点 6

1.1 刚体静力学基本知识 7

1.1.1 刚体的概念 7

1.1.2 力的概念 7

1.1.3 刚体静力学公理 7

1.2 荷载的分类及简化 9

1.2.1 荷载的概念及分类 9

1.2.2 工程常见荷载的简化 9

1.3 约束与约束反力 10

1.3.1 约束与约束反力的概念 10

1.3.2 工程中常见的约束与约束反力 10

1.4 受力分析与受力图 13

1.4.1 结构计算简图 13

1.4.2 受力分析方法 13

1.4.3 受力分析与受力图实例 14

拓展与实训 17

职业能力训练 17

项目模拟训练 18

单元2 平面汇交力系 20

单元概述 20

学习目标 20

重点难点 20

2.1 平面汇交力系的构成 21

2.1.1 基本概念 21

2.1.2 工程实例 21

2.2 平面汇交力系的合成 22

2.2.1 合力投影定理 22

2.2.2 求解平面汇交力系解析法 23

2.2.3 平面汇交力系的平衡条件 24

2.3 平面汇交力系实例 25

拓展与实训 28

职业能力训练 28

项目模拟训练 29

单元3 平面力偶系 31

单元概述 31

学习目标 31

重点难点 31

3.1 力对点之矩及合力矩定理 32

3.1.1 基本概念 32

3.1.2 力对点之矩 32

3.1.3 合力矩定理 32

3.2 力偶构成及基本性质 34

3.2.1 力偶的概念 34

3.2.2 力偶矩的计算 34

3.2.3 力偶的基本性质 35

3.3 平面力偶系的合成与平衡 35

3.3.1 平面力偶系合成 35

3.3.2 平面力偶系平衡条件 36

3.4 平面力偶系平衡问题实例 36

拓展与实训 37

职业能力训练 37

项目模拟训练 38

单元4 平面一般力系 39

单元概述 39

学习目标 39

重点难点 39

4.1 平面一般力系的概念 40

4.1.1 基本概念 40

4.1.2 工程实例 40

4.2 平面一般力系向一点的简化 40

4.2.1 力的平移定理 40

4.2.2 简化方法及结果 41

4.3 平面一般力系平衡条件与平衡方程 43

4.3.1 平面一般力系的平衡条件 43

4.3.2 平面一般力系的平衡方程 44

4.4 平面一般力系平衡问题实例 44

4.4.1 单个刚体的平衡问题 44

4.4.2 静定问题与超静定问题 46

4.4.3 物体系统的平衡问题 47

4.5 平面平行力系平衡问题 50

4.5.1 平面平行力系的平衡方程 50

4.5.2 平面平行力系实例 50

拓展与实训 51

职业能力训练 51

项目模拟训练 52

模块二 杆件对象的工程设计 55

单元5 轴向拉伸与压缩 55

单元概述 55

学习目标 55

重点难点 55

5.1 弹性变形体静力分析 56

5.1.1 变形固体及其基本假设 56

5.1.2 内力与应力 57

5.1.3 变形与应变 58

5.1.4 杆件的变形形式 58

5.2 拉-压杆的内力与内力图 60

5.2.1 拉-压杆计算简图 60

5.2.2 拉-压杆内力计算与内力图 60

5.2.3 拉-压杆的应力 63

5.3 拉-压杆的变形及计算 64

5.3.1 纵向变形及横向变形 65

5.3.2 胡克定律 66

5.3.3 材料在拉-压时的力学性能 67

5.4 拉-压杆的强度设计问题 71

5.5 剪切与挤压的设计计算 73

5.5.1 剪切问题的计算 73

5.5.2 挤压问题的计算 74

5.5.3 应力集中的概念 76

拓展与实训 77

职业能力训练 77

项目模拟训练 78

单元6 扭转 81

单元概述 81

学习目标 81

重点难点 81

6.1 扭转问题概念 82

6.1.1 扭转的概念 82

6.1.2 扭转问题工程实例 82

6.2 扭矩与扭矩图 82

6.2.1 扭矩 82

6.2.2 扭矩图 84

6.3 圆轴扭转时的应力与强度计算 84

6.3.1 圆轴扭转时的应力 85

6.3.2 金属材料圆轴扭转实验 86

6.3.3 扭转的强度计算 90

6.4 截面的几何性质 92

6.4.1 形心和静矩 92

6.4.2 截面的惯性矩和惯性积 96

拓展与实训 98

职业能力训练 98

项目模拟训练 98

单元7 弯曲 100

单元概述 100

学习目标 100

重点难点 100

7.1 梁平面弯曲的概念 101

7.1.1 工程实例与计算简图 101

7.1.2 静定梁的基本形式 102

7.2 梁的内力——剪力与弯矩 103

7.2.1 剪力与弯矩的概念 103

7.2.2 剪力图与弯矩图 106

7.2.3 应用叠加法绘制内力图 111

7.3 梁的弯曲应力 113

7.3.1 弯曲正应力及强度条件 113

7.3.2 提高梁抗弯强度的措施 120

7.3.3 弯曲切应力及强度条件 122

拓展与实训 125

职业能力训练 125

项目模拟训练 125

模块三 组合分析与稳定计算 131

单元8 应力状态 131

单元概述 131

学习目标 131

重点难点 131

8.1 应力状态构成分类 132

8.2 平面应力状态分析 132

8.2.1 斜截面上的应力 133

8.2.2 主应力与主平面 133

8.2.3 最大剪应力及所在平面 136

8.2.4 梁的主应力及主应力迹线 138

拓展与实训 139

职业能力训练 139

项目模拟训练 140

单元9 组合变形强度计算 141

单元概述 141

学习目标 141

重点难点 141

9.1 组合变形的工程概念 142

9.1.1 基本概念 142

9.1.2 工程实例 142

9.2 斜弯曲 142

9.2.1 斜弯曲梁的内力及应力 143

9.2.2 斜弯曲梁的强度分析 143

9.3 偏心拉-压 145

9.3.1 偏心拉-压杆的内力及应力 145

9.3.2 截面核心 146

拓展与实训 147

职业能力训练 147

项目模拟训练 149

单元10 压杆稳定 151

单元概述 151

学习目标 151

重点难点 151

10.1 压杆稳定的工程概念 152

10.1.1 基本概念 152

10.1.2 压杆稳定问题的分类 153

10.2 细长压杆临界力的欧拉公式 154

10.2.1 两端铰支细长压杆的临界力 154

10.2.2 其他杆端约束下细长压杆的临界力 156

10.3 压杆临界力的计算 157

10.3.1 临界应力 157

10.3.2 欧拉公式的适用范围 158

10.3.3 抛物线公式 158

10.4 压杆稳定的工程计算 159

10.4.1 安全因数法 159

10.4.2 折减因数法 159

10.4.3 压杆的稳定条件 160

10.4.4 提高压杆稳定性的措施 162

拓展与实训 162

职业能力训练 162

项目模拟训练 163

模块四 静定结构的力学分析 165

单元11 平面杆件体系的几何组成分析 165

单元概述 165

学习目标 165

重点难点 165

11.1 几何组成分析基本概念 166

11.1.1 几何不变体系和几何可变体系 166

11.1.2 几何组成分析的目的 166

11.1.3 刚片、自由度及约束的概念 166

11.2 几何不变体系的组成规则 168

11.2.1 基本组成规则 168

11.2.2 瞬变体系 170

11.2.3 几何组成分析实例 171

11.3 静定结构与超静定结构 173

11.3.1 基本概念 173

11.3.2 超静定次数的确定方法 173

拓展与实训 174

职业能力训练 174

项目模拟训练 175

单元12 静定结构的内力计算 177

单元概述 177

学习目标 177

重点难点 177

12.1 静定梁 178

12.1.1 单跨静定梁 178

12.1.2 多跨静定梁 181

12.2 静定平面刚架 186

12.2.1 工程概念 186

12.2.2 内力计算 186

12.3 三铰拱 190

12.3.1 工程概念 190

12.3.2 三铰拱的内力计算 191

12.3.3 合理拱轴线 194

12.4 静定平面桁架 195

12.4.1 工程概念 195

12.4.2 内力计算 197

12.4.3 梁式桁架受力性能的比较 201

12.5 静定平面组合结构 202

12.5.1 工程概念 202

12.5.2 内力计算 202

拓展与实训 203

职业能力训练 203

项目模拟训练 203

单元13 静定结构位移计算 206

单元概述 206

学习目标 206

重点难点 206

13.1 概述 207

13.1.1 结构的变形及位移 207

13.1.2 位移计算的目的 207

13.2 结构位移计算的单位荷载法及图乘法 208

13.2.1 位移计算模型及计算公式 208

13.2.2 图乘法 214

13.3 互等定理 220

13.3.1 功的互等定理 220

13.3.2 位移的互等定理 221

13.3.3 反力互等定理 221

13.3.4 反力位移互等定理 222

拓展与实训 222

职业能力训练 222

项目模拟训练 222

模块五 超静定结构求解方法 225

单元14 力法 225

单元概述 225

学习目标 225

重点难点 225

14.1 力法基本原理 226

14.1.1 力法的基本体系 226

14.1.2 力法的基本未知量 228

14.1.3 力法的基本方程 230

14.1.4 力法的典型方程 231

14.2 超静定梁和超静定刚架 233

14.2.1 用力法计算超静定梁 233

14.2.2 用力法计算超静定刚架 236

14.3 超静定桁架和超静定组合结构 240

14.3.1 用力法计算超静定桁架 240

14.3.2 用力法计算铰结排架 243

14.3.3 用力法计算超静定组合结构 244

14.4 结构对称性的利用 245

14.4.1 对称结构与对称荷载 245

14.4.2 对称结构的计算 248

拓展与实训 251

职业能力训练 251

项目模拟训练 252

单元15 位移法 255

单元概述 255

学习目标 255

重点难点 255

15.1 位移法的基本原理 256

15.1.1 位移法的概念 256

15.1.2 位移法的基本未知量 259

15.1.3 位移法的基本体系 260

15.1.4 位移法的典型方程 260

15.2 位移法计算超静定结构实例 262

15.2.1 位移法的计算步骤 262

15.2.2 无结点线位移结构的计算 262

15.2.3 有结点线位移结构的计算 266

15.2.4 对称结构的计算 269

拓展与实训 271

职业能力训练 271

项目模拟训练 271

单元16 力矩分配法 274

单元概述 274

学习目标 274

重点难点 274

16.1 力矩分配法基本原理 275

16.1.1 力矩分配法的思路 275

16.1.2 单结点力矩分配法 277

16.2 力矩分配法计算实例 280

16.2.1 连续梁的计算 280

16.2.2 无侧移刚架的计算 285

拓展与实训 287

职业能力训练 287

项目模拟训练 288

单元17 影响线 290

单元概述 290

学习目标 290

重点难点 290

17.1 影响线工程示例 291

17.2 静力法绘制简支梁的影响线 291

1 7.2.1 反力影响线 292

17.2.2 剪力影响线 292

17.2.3 弯矩影响线 293

17.3 机动法绘制简支梁的影响线 295

17.3.1 基本原理 295

17.3.2 绘制实例 295

17.4 影响线的应用 298

17.4.1 利用影响线求量值 298

17.4.2 最不利荷载位置的确定 300

17.5 简支梁的内力包络图及绝对最大弯矩 303

17.5.1 简支梁的内力包络图 304

17.5.2 绝对最大弯矩 305

拓展与实训 307

职业能力训练 307

项目模拟训练 308

附录 310

附录A 常用截面几何性质 310

附录B 型钢规格表 312

附录C 工程术语 324

附录D 参考答案 335

参考文献 337