工程力学 第3版PDF电子书下载

绪论 1

第一篇 静力学 3

第1章 静力学基础 3

1.1 静力学基本概念及静力学公理 3

1.1.1 力和刚体的概念 3

1.1.2 静力学公理 4

1.2 力在坐标轴上的投影 7

1.2.1 力在轴上的投影 7

1.2.2 力在直角坐标轴上的投影 7

1.3 力矩 9

1.3.1 力对点之矩 10

1.3.2 合力矩定理 11

1.3.3 力对轴之矩 12

1.3.4 力对点之矩与力对通过该点的轴之矩的关系 13

1.4 力偶和力偶矩 13

1.4.1 力偶的表示 13

1.4.2 力偶的等效定理及力偶的性质 14

1.5 物体的受力分析及受力图 15

1.5.1 自由体与非自由体、约束与约束反力 15

1.5.2 工程中常见约束的分类及其约束反力 16

1.5.3 物体的受力分析方法及步骤 19

思考题 22

习题 24

第2章 力系的简化 27

2.1 汇交力系的合成 27

2.1.1 汇交力系合成的几何法 27

2.1.2 汇交力系合成的解析法 28

2.2 力偶系的合成 29

2.3 任意力系向任意一点简化 主矢和主矩 30

2.3.1 力的平移定理 30

2.3.2 力系向任意一点简化 主矢和主矩 31

2.4 力系简化结果讨论 32

2.5 平行力系的中心和重心 37

2.5.1 平行力系的中心 38

2.5.2 物体的重心及其确定方法 38

思考题 41

习题 42

第3章 力系的平衡方程及其应用 44

3.1 空间任意力系的平衡条件和平衡方程 44

3.1.1 空间任意力系的平衡条件与方程 44

3.1.2 平衡方程的几种特殊形式 45

3.2 平面力系平衡方程的应用 48

3.2.1 单个物体的平衡问题 48

3.2.2 物体系统的平衡问题 52

3.3 空间力系平衡方程的应用 59

3.4 考虑摩擦时的平衡问题 62

3.4.1 静滑动摩擦力和静滑动摩擦定律 62

3.4.2 考虑摩擦时的平衡问题举例 63

3.4.3 滚动摩阻概念 66

3.5 工程应用举例 68

思考题 71

习题 72

第二篇 材料力学 80

第4章 材料力学的基本假设和基本概念 80

4.1 材料力学概述 80

4.2 材料力学的基本假设 81

4.3 外力、内力与截面法 82

4.3.1 外力及其分类 82

4.3.2 内力与截面法 82

4.4 应力 84

4.5 应变 85

4.5.1 正应变 85

4.5.2 切应变 86

4.6 杆件变形的基本形式 86

思考题 88

习题 88

第5章 轴向拉压杆的应力与变形 90

5.1 轴向拉压概述 90

5.2 轴力与轴力图 91

5.3 轴向拉压杆的应力 93

5.3.1 横截面上的应力 93

5.3.2 斜截面上的应力 96

5.4 拉压强度条件及应用 97

5.5 轴向拉压杆的变形 100

5.5.1 轴向拉压杆的变形 100

5.5.2 拉压胡克定律 101

5.5.3 轴向变形算例 102

5.6 简单拉压超静定问题 103

思考题 106

习题 107

第6章 材料拉伸和压缩时的力学性能 111

6.1 材料拉伸时的力学性能 111

6.1.1 低碳钢拉伸时的力学性能 112

6.1.2 其他材料在拉伸时的力学性能 114

6.2 材料压缩时的力学性能 115

6.3 应力集中 116

6.4 失效与许用应力 117

思考题 118

习题 119

第7章 剪切 121

7.1 连接件受力概述 121

7.2 连接件的实用计算 122

7.2.1 剪切的实用计算 122

7.2.2 挤压的实用计算 123

思考题 126

习题 126

第8章 杆件的扭转 128

8.1 扭转概述 128

8.2 轴的外力偶矩、扭矩及扭矩图 129

8.2.1 外力偶矩的计算 129

8.2.2 轴的扭矩 129

8.2.3 扭矩图 130

8.3 切应力互等定理·剪切虎克定律 132

8.3.1 薄壁圆管的扭转 132

8.3.2 切应力互等定理 133

8.3.3 剪切虎克定律 133

8.4 圆轴扭转时的应力与变形 133

8.4.1 实心圆轴横截面上的应力 133

8.4.2 任意两横截面之间的相对扭转角 136

8.5 圆轴扭转的强度条件和刚度条件 139

8.5.1 强度条件 139

8.5.2 刚度条件 140

8.6 矩形截面杆的自由扭转 142

思考题 144

习题 145

第9章 弯曲应力及弯曲强度 149

9.1 弯曲受力概述 149

9.2 剪力、弯矩与剪力图、弯矩图 151

9.2.1 剪力和弯矩 151

9.2.2 剪力图和弯矩图 154

9.3 剪力、弯矩与分布载荷集度之间的微分关系 157

9.3.1 剪力、弯矩与分布载荷集度之间的关系 157

9.3.2 微分关系的运用 158

9.4 弯曲正应力 163

9.4.1 纯弯曲时梁横截面上的正应力 163

9.4.2 纯弯曲理论在一般横力弯曲中的应用 166

9.5 惯性矩 169

9.5.1 惯性矩的一般定义 169

9.5.2 惯性矩的平行轴公式 170

9.5.3 组合截面惯性矩的计算 171

9.6 梁的弯曲切应力 172

9.6.1 矩形截面梁的切应力 172

9.6.2 工字形截面梁腹板上的切应力 173

9.6.3 圆形及圆环形截面梁的最大切应力 173

9.7 梁的弯曲强度计算 173

9.7.1 梁的弯曲正应力强度条件和强度计算 173

9.7.2 梁的切应力强度计算 177

9.8 梁的合理强度设计 178

9.8.1 载荷及支座的合理配置 178

9.8.2 梁的合理截面设计 179

9.8.3 合理设计梁的外形 181

9.9 工程设计举例 182

思考题 185

习题 187

第10章 弯曲变形 195

10.1 弯曲变形概述 195

10.2 梁变形的基本方程 196

10.2.1 梁的挠曲线微分方程 196

10.2.2 积分法计算梁的变形 197

10.3 计算梁变形的叠加法 201

10.3.1 载荷叠加法 202

10.3.2 逐段分析求和法 205

10.4 简单超静定梁 207

10.5 梁的刚度条件与合理刚度设计 209

10.5.1 梁的刚度条件 209

10.5.2 梁的合理刚度设计 211

思考题 212

习题 213

第11章 能量法 216

11.1 杆件弹性变形能 216

11.1.1 线弹性体上的外力做功 216

11.1.2 杆件拉压、扭转和弯曲时的变形能 217

11.1.3 杆件变形能一般公式 219

11.2 莫尔定理 220

11.2.1 莫尔定理 220

11.2.2 莫尔积分求杆件变形 222

思考题 225

习题 225

第12章 应力状态分析 228

12.1 应力状态概述 228

12.2 平面应力状态应力分析 230

12.3 应力圆 232

12.3.1 应力圆 232

12.3.2 应力圆的绘制和应用 232

12.4 平面应力状态的极值应力与主应力 234

12.5 三向应力状态的最大主应力 238

12.5.1 三向应力状态的应力圆 238

12.5.2 最大主应力和最大切应力 239

12.6 广义胡克定律 240

12.7 三向应力状态下的应变能 242

思考题 243

习题 244

第13章 强度理论与组合变形 247

13.1 强度理论概述 247

13.2 关于断裂的强度理论 248

13.2.1 最大拉应力理论（第一强度理论） 248

13.2.2 最大拉应变理论（第二强度理论） 249

13.3 关于屈服的强度理论 249

13.3.1 最大切应力理论（第三强度理论） 249

13.3.2 畸变能密度理论（第四强度理论） 250

13.4 拉伸（压缩）与弯曲组合变形强度计算 252

13.5 扭转与弯曲组合变形强度计算 254

13.6 工程应用举例 257

13.6.1 力学模型的建立 258

13.6.2 外力计算 259

13.6.3 内力计算 260

13.6.4 应力计算 261

思考题 265

习题 267

第14章 压杆稳定问题 270

14.1 稳定性概述 270

14.2 细长杆的临界压力 272

14.2.1 两端铰支细长杆的临界压力 272

14.2.2 两端非铰支细长杆的临界压力 273

14.3 欧拉公式的适用范围及中、小柔度杆的临界应力 275

14.3.1 临界应力与柔度 275

14.3.2 欧拉公式的适用范围 276

14.3.3 临界应力的经验公式 276

14.4 压杆的稳定实用计算及合理设计 279

14.4.1 安全因数法 279

14.4.2 折减系数法 280

14.4.3 压杆的合理设计 280

思考题 282

习题 283

第15章 动载荷 286

15.1 惯性力问题 286

15.1.1 惯性力的概念与动静法 286

15.1.2 等加速度直线运动构件的应力计算 287

15.1.3 等速旋转构件的应力计算 288

15.2 杆件受冲击时的应力计算 289

15.2.1 冲击时的应力计算及冲击动荷因数 289

15.2.2 提高构件抗冲击能力的措施 293

15.3 交变应力与循环特性 293

15.4 材料的持久极限 295

15.4.1 疲劳实验与S—N曲线 295

15.4.2 持久极限 296

15.5 影响构件持久极限的主要因素 296

15.5.1 构件外形的影响 296

15.5.2 构件截面尺寸的影响 297

15.5.3 表面加工质量的影响 298

思考题 299

习题 300

附录Ⅰ 金属材料的力学性能试验 303

Ⅰ.1 金属材料的拉伸实验 303

Ⅰ.2 金属材料的压缩实验 306

Ⅰ.3 金属材料的扭转实验 308

Ⅰ.4 梁的纯弯曲正应力实验 310

Ⅰ.5 电子万能试验机 312

Ⅰ.6 液压式万能材料试验机 313

Ⅰ.7 电阻应变测量简介 315

附录Ⅱ 热轧型钢规格表（GB/T 706—2008） 320

部分习题参考答案 333

参考文献 344