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第1篇　静力学 1

第1章　静力学的基本概念和物体的受力分析 2

1.1　静力学的基本概念 2

1.1.1　刚体的概念 2

1.1.2　平衡的概念 2

1.1.3　力和力系的概念 2

1.2　静力学公理 3

1.2.1　二力平衡公理 3

1.2.2　加减平衡力系公理 3

1.2.3　力的平行四边形法则 4

1.2.4　作用力与反作用力定律 4

1.2.5　刚化原理 5

1.3　约束与约束反力 5

1.3.1　柔索约束 5

1.3.2　光滑接触面约束 5

1.3.3　光滑圆柱铰链约束 6

1.3.4　轴承约束 7

1.3.5　球铰链约束 8

1.3.6　二力杆约束 8

1.4　受力分析与受力图 9

小结 12

思考与练习题 12

第2章　平面力系 14

2.1　平面汇交力系的合成与平衡 14

2.1.1　平面汇交力系合成的几何法 14

2.1.2　平面汇交力系合成的解析法 15

2.1.3　平面汇交力系的平衡方程及应用 17

2.2　力矩与平面力偶理论 19

2.2.1　力对点之矩 19

2.2.2　力偶及其性质 20

2.3　平面一般力系的简化与平衡 22

2.3.1　力的平移定理 22

2.3.2　平面一般力系向一点的简化 23

2.3.3　平面一般力系的平衡方程及应用 26

2.4　静定与超静定问题物体系统的平衡 29

2.4.1　静定与超静定问题的概念 29

2.4.2　物体系统的平衡 29

2.5　考虑摩擦时的平衡问题 32

2.5.1　滑动摩擦 32

2.5.2　摩擦角与自锁现象 34

2.5.3　考虑摩擦时的物体平衡问题 35

2.5.4　滚动摩擦简介 37

小结 38

思考与练习题 39

第3章　空间力系 44

3.1　力在空间直角坐标轴上的投影 44

3.1.1　一次投影法 44

3.1.2　二次投影法 45

3.2　力对轴之矩 46

3.2.1　力对轴之矩 46

3.2.2　合力矩定理 46

3.3　空间力系的平衡方程及其应用 47

3.3.1　空间力系的平衡方程 47

3.3.2　轮轴类构件平衡问题的平面解法 49

3.4　物体的重心和平面图形的形心 50

3.4.1　物体重心的概念 50

3.4.2　重心的坐标公式 51

3.4.3　确定物体重心的方法 51

小结 54

思考与练习题 55

第2篇　材料力学 59

第4章　轴向拉伸与压缩 60

4.1　轴向拉伸与压缩的概念与实例 60

4.2　截面法、轴力与轴力图 61

4.2.1　内力的概念 61

4.2.2　截面法 61

4.2.3　轴力图 61

4.3　轴向拉伸或压缩时横截面上的应力 62

4.3.1　应力的概念 62

4.3.2　拉（压）杆横截面上的应力 63

4.4　轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力 64

4.5　材料在轴向拉伸或压缩时的力学性能 65

4.5.1　拉伸试验和应力-应变曲线 65

4.5.2　低碳钢拉伸时的力学性能 66

4.5.3　材料在卸载和重新加载时的力学性能 67

4.5.4　其他塑性材料在拉伸时的力学性能 68

4.5.5　低碳钢压缩时的力学性能 68

4.5.6　铸铁在拉伸和压缩时的力学性能 69

4.6　轴向拉（压）杆的强度条件 69

4.6.1　极限应力、许用应力和安全系数 69

4.6.2　拉（压）杆的强度条件 70

4.7　轴向拉（压）杆的变形胡克定律 73

4.7.1　变形与线应变 73

4.7.2　胡克定律 73

4.8　拉压超静定问题简介 75

4.8.1　超静定问题的概念及其解法 75

4.8.2　装配应力与温度应力简介 76

4.9　压杆稳定性的概念 77

小结 78

思考与练习题 79

第5章　剪切与挤压 83

5.1　剪切的概念与剪切的实用强度计算 83

5.1.1　剪切的概念与实例 83

5.1.2　剪切的实用强度计算 83

5.2　挤压的概念与挤压的实用强度计算 84

5.2.1　挤压的概念 84

5.2.2　挤压的实用强度计算 85

小结 88

思考与练习题 88

第6章　圆轴扭转 90

6.1　圆轴扭转的概念与实例 90

6.2　扭矩与扭矩图 90

6.2.1　外力偶矩的计算 91

6.2.2　扭矩与扭矩图 91

6.3　圆轴扭转时的应力与强度计算 93

6.3.1　剪应力互等定理剪切胡克定律 93

6.3.2　圆轴扭转时横截面上的应力 95

6.3.3　极惯性矩Ip和抗扭截面模量Wp 97

6.3.4　圆轴扭转时的强度条件 99

6.4　圆轴扭转时的变形与刚度计算 100

6.4.1　圆轴扭转时的变形 100

6.4.2　圆轴扭转时的刚度条件 101

小结 102

思考与练习题 102

第7章　平面弯曲 105

7.1　平面弯曲的概念与实例 105

7.1.1　平面弯曲的概念与实例 105

7.1.2　静定梁的基本形式 106

7.1.3　梁上载荷的简化 106

7.2　平面弯曲内力 106

7.2.1　剪力与弯矩 106

7.2.2　剪力、弯矩方程与剪力、弯矩图 108

7.3　剪力、弯矩与载荷集度间的关系 113

7.4　平面弯曲正应力 114

7.4.1　纯弯曲试验与基本假设 114

7.4.2　弯曲正应力一般公式 115

7.4.3　惯性矩与平行移轴公式 116

7.5　弯曲剪应力简介 118

7.5.1　矩形截面梁横截面上的弯曲剪应力 118

7.5.2　其他常见典型截面梁的最大弯曲剪应力公式 119

7.6　弯曲强度条件及应用 120

7.6.1　弯曲正应力强度条件 120

7.6.2　弯曲剪应力强度条件 123

7.7　提高梁强度的主要措施 123

7.7.1　选择合理的截面形状 123

7.7.2　采用变截面梁或等强度梁 124

7.7.3　改变梁的受力情况和支座位置 124

7.8　梁的变形与刚度条件 126

7.8.1　挠度与转角 126

7.8.2　计算梁变形的积分法和叠加法 126

7.8.3　梁的刚度条件 131

7.9　简单超静定梁 132

7.10　提高梁刚度的主要措施 133

7.10.1　合理的结构设计 133

7.10.2　合理安排载荷 133

7.10.3　增大抗弯刚度EI 134

小结 134

思考与练习题 134

第8章　强度理论与组合变形时的强度计算 142

8.1　应力状态的概念 142

8.1.1　二向应力状态分析 144

8.1.2　三向应力状态下的最大应力 147

8.2　强度理论 147

8.2.1　常见的强度理论 147

8.2.2　强度理论的选择和应用 149

8.3　弯拉（压）组合变形时的强度计算 149

8.4　弯扭组合变形时的强度计算 152

小结 156

思考与练习题 157

第3篇　运动学和动力学 159

第9章　点的运动 160

9.1　描述点的运动的方法 160

9.1.1　矢量法 160

9.1.2　直角坐标法 160

9.1.3　自然法 161

9.2　点的速度和加速度 161

9.2.1　点的速度 161

9.2.2　点的加速度 162

9.3　求点的速度和加速度的直角坐标法 162

9.3.1　用直角坐标法求点的速度 162

9.3.2　用直角坐标法求点的加速度 163

9.4　求点的速度和加速度的自然法 165

9.4.1　自然坐标轴系 165

9.4.2　用自然法求点的速度 165

9.4.3　用自然法求点的加速度 165

9.5　质点运动微分方程 168

9.5.1　质点动力学基本方程 168

9.5.2　直角坐标形式的质点运动微分方程 168

9.5.3 自然坐标形式的质点运动微分方程 169

小结 171

思考与练习题 172

第10章　刚体的运动 175

10.1　刚体的平动 175

10.2　刚体的定轴转动 176

10.2.1　刚体的转动方程 176

10.2.2　角速度 176

10.2.3　角加速度 177

10.2.4　定轴转动刚体上各点的速度、加速度 178

10.3　质心运动定理 181

10.3.1　质心 181

10.3.2　质心运动定理 182

10.3.3　质心运动守恒 183

10.4　刚体绕定轴转动微分方程 185

10.4.1　刚体绕定轴转动微分方程 185

10.4.2　转动惯量 186

小结 189

思考与练习题 190

第11章　动能定理 193

11.1　力的功 193

11.1.1　常力在直线运动中的功 193

11.1.2　变力在曲线运动中的功 193

11.1.3　合力的功 194

11.1.4　几种常见力的功 194

11.2　质点和刚体的动能 195

11.2.1　质点的动能 196

11.2.2　质点系的动能 196

11.2.3　刚体的动能 196

11.3　动能定理 196

11.3.1　质点的动能定理 196

11.3.2　质点系的动能定理 197

11.4　功率 198

小结 198

思考与练习题 200

第12章　动静法 202

12.1　惯性力 202

12.2　达朗伯原理 202

12.2.1　质点的达朗伯原理 202

12.2.2　质点系的达朗伯原理 203

12.3　动静法 203

12.4　刚体惯性力系的简化 204

12.4.1　刚体作平动 204

12.4.2　刚体作定轴转动 205

小结 206

思考与练习题 207

附录　型钢规格表 209

表1　热轧等边角钢尺寸、外形、质量及允许偏差（GB 9787—1988） 209

表2　热轧不等边角钢尺寸、外形、质量及允许偏差（GB 9788—1988） 213

表3　热轧工字钢尺寸、外形、质量及允许偏差（GB 706—1988） 216

表4　热轧槽钢尺寸、外形、质量及允许偏差（GB 707—1988） 218

思考与练习题答案 220

参考文献 227