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绪论 1

0.1工程力学的研究对象和任务 1

0.2工程力学的研究方法 3

0.3学习工程力学的目的 4

第一章 静力学的基本概念和物体的受力分析 6

1.1静力学基本概念 6

1.1.1刚体 6

1.1.2力 6

1.1.3平衡 7

1.2静力学公理 7

1.2.1公理一：二力平衡原理 8

1.2.2公理二：力的平行四边形法则 8

1.2.3公理三：加减平衡力系原理 8

1.2.4公理四：作用和反作用定律 9

1.2.5公理五：刚化原理 10

1.3约束与约束力 10

1.3.1由柔软的绳索、链条或胶带等构成的约束 11

1.3.2具有光滑接触表面的约束 11

1.3.3向心轴承（径向轴承） 11

1.3.4圆柱铰链和固定铰链支座 12

1.3.5滚动支座 13

1.3.6光滑的球铰链 13

1.3.7止推轴承 14

1.3.8二力杆 14

1.4物体的受力分析和受力图 14

小结 17

思考题 18

习题 18

第二章 平面简单力系 21

2.1平面汇交力系的合成与平衡条件 21

2.1.1平面汇交力系合成与平衡的几何法 21

2.1.2平面汇交力系合成与平衡的解析法 24

2.2平面力对点之矩 27

2.2.1力对点之矩（力矩） 27

2.2.2合力矩定理与力矩的解析表达式 28

2.3平面力偶系 29

2.3.1力偶 29

2.3.2力偶矩 29

2.3.3平面力偶等效定理 30

2.3.4平面力偶系的合成与平衡条件 30

小结 33

思考题 34

习题 34

第三章 平面任意力系 37

3.1力的平移定理 37

3.2平面任意力系向作用面内一点简化 38

3.2.1平面任意力系向作用面内一点简化 38

3.2.2平面任意力系简化结果的讨论 40

3.3平面任意力系的平衡条件和平衡方程 43

3.3.1平面任意力系平衡方程的基本形式 43

3.3.2平面任意力系其他平衡方程形式 43

3.3.3平面平行力系的平衡条件 44

3.4物体系的平衡、静定和静不定问题 47

3.4.1物体系的平衡 47

3.4.2静定和静不定问题 50

小结 52

思考题 53

习题 53

第四章 空间力系和重心 58

4.1力在直角坐标轴上的投影 58

4.2力对轴的矩和力对点的矩 59

4.2.1力对轴的矩 59

4.2.2力对点的矩 60

4.2.3力对点的矩与力对通过该点的轴的矩的关系 61

4.2.4力偶矩矢 61

4.3空间任意力系的简化 62

4.3.1空间任意力系向任一点简化 62

4.3.2空间任意力系的简化结果分析 63

4.4空间力系的平衡条件和平衡方程 65

4.5重心 69

4.5.1重心的概念 69

4.5.2重心坐标公式 69

4.5.3确定物体重心的方法 70

小结 75

思考题 76

习题 76

第五章 材料力学的基本概念 79

5.1变形固体的基本假设 79

5.1.1变形固体的基本概念 79

5.1.2变形固体的假设 79

5.2外力及其分类、构件的计算简图 80

5.2.1外力及其分类 80

5.2.2构件的计算简图 80

5.3内力、截面法与应力的概念 82

5.3.1内力的概念 82

5.3.2截面法 82

5.3.3举例 82

5.3.4应力的概念 83

5.4变形、位移与应变的概念 84

5.4.1变形的概念 84

5.4.2位移的概念 84

5.4.3应变的概念 84

5.5杆件变形的基本形式 85

小结 87

思考题 88

第六章 拉伸、压缩与剪切 89

6.1轴向拉伸与压缩的概念 89

6.2轴向拉压杆的内力 90

6.2.1轴力 90

6.2.2轴力图 90

6.3轴向拉压杆的应力 92

6.3.1横截面上的应力 92

6.3.2斜截面上的应力 95

6.4材料在拉伸和压缩时的力学性能 96

6.4.1材料在拉伸时的力学性能 97

6.4.2材料在压缩时的力学性能 100

6.5轴向拉压杆的变形与胡克定律 101

6.5.1轴向变形与胡克定律 102

6.5.2横向变形 102

6.6应力集中的概念 105

6.7拉压杆的强度计算 106

6.7.1失效 106

6.7.2许用应力 106

6.7.3强度条件 107

6.8简单拉压静不定问题 109

6.8.1静不定问题的概念 109

6.8.2静不定问题的求解 110

6.8.3温度应力和装配应力 112

6.9连接部分的强度计算 114

6.9.1剪切的实用计算 114

6.9.2挤压的实用计算 115

小结 117

思考题 118

习题 118

第七章 扭转 122

7.1扭转的概念 122

7.2扭转杆件的内力 122

7.2.1外力偶矩的计算 122

7.2.2扭矩的计算 123

7.2.3扭矩图的绘制 123

7.3薄壁圆筒的扭转 124

7.3.1切应力互等定理 124

7.3.2剪切胡克定律 126

7.4圆轴扭转时的应力和变形 127

7.4.1实心圆轴的扭转 127

7.4.2极惯性矩和抗扭截面系数 129

7.4.3扭转角 130

7.5受扭圆轴的强度计算和刚度计算 131

7.5.1强度计算 131

7.5.2刚度计算 131

7.6圆轴扭转的静不定问题 133

7.7矩形截面杆扭转简介 134

7.7.1矩形截面杆扭转的概念 134

7.7.2计算公式 135

7.7.3附系数 136

小结 136

思考题 137

习题 137

第八章 弯曲内力 140

8.1弯曲的概念与工程实例 140

8.1.1工程实际中的弯曲问题 140

8.1.2梁的支座及支座反力 141

8.1.3静定梁的基本形式 142

8.2梁的内力及其计算方法 142

8.2.1梁的内力——剪力和弯矩 142

8.2.2剪力、弯矩符号规定 143

8.3剪力图与弯矩图 146

8.4剪力、弯矩与荷载集度间的微分关系 150

8.4.1剪力、弯矩与荷载集度间的微分关系 150

8.4.2剪力图和弯矩图的形状判断 151

8.4.3利用微分关系绘制内力图的一般步骤 152

8.5用叠加法作弯矩图 154

8.5.1叠加法作弯矩图的原理 154

8.5.2区段叠加法作弯矩图 155

8.6平面刚架的内力图 158

小结 159

思考题 159

习题 160

第九章 弯曲应力分析与强度计算 163

9.1对称弯曲正应力 163

9.1.1试验与假设 163

9.1.2对称弯曲正应力的一般公式 164

9.1.3最大弯曲正应力 166

9.2惯性矩与平行移轴定理 167

9.2.1简单截面的惯性矩 167

9.2.2组合截面的惯性矩 168

9.2.3惯性矩平行移轴定理 169

9.3梁横截面弯曲切应力的简介 171

9.3.1矩形截面梁 171

9.3.2工字形截面梁 174

9.3.3圆形截面梁 175

9.3.4薄壁环形截面梁 175

9.4弯曲强度条件及其应用 176

9.4.1弯曲正应力强度条件 176

9.4.2弯曲切应力强度条件 177

9.4.3举例 177

9.5提高梁强度的主要措施 180

9.5.1选择合理截面形状 180

9.5.2变截面梁与等强度梁 181

9.5.3改善梁的受力情况 181

小结 183

思考题 183

习题 184

第十章 梁的位移分析与刚度计算 189

10.1挠度与转角 189

10.1.1挠曲线的概念 189

10.1.2挠度与转角的概念及关系 189

10.2挠曲线的近似微分方程 190

10.3用积分法计算梁的位移 191

10.4用叠加法计算梁的位移 195

10.4.1叠加法 195

10.4.2逐段分析求和法 195

10.5梁的刚度条件、提高刚度的主要措施 197

10.5.1梁的刚度条件 197

10.5.2提高刚度的主要措施 197

10.6简单静不定梁 198

10.6.1静不定梁的概念 198

10.6.2静不定梁的求解方法 198

小结 199

思考题 200

习题 200

第十一章 应力状态分析与强度理论 204

11.1一点应力状态的概念 204

11.1.1应力状态的概念 204

11.1.2一点应力状态的表示法 204

11.1.3单元体的取法 205

11.2平面应力状态分析 206

11.2.1任意斜截面的应力——平面应力状态分析的解析法 206

11.2.2应力圆（莫尔应力圆）——平面应力状态分析的图解法 208

11.2.3极值应力与主应力、主平面 209

11.2.4应力状态的分类 212

11.3三向应力状态的最大应力 213

11.3.1三向应力圆 213

11.3.2最大应力 214

11.4广义胡克定律 215

11.4.1广义胡克定律 215

11.4.2主应力与主应变关系——主应力与主应变广义胡克定律 217

11.5强度理论 218

11.5.1强度理论的概念 218

11.5.2两大类四种强度理论 218

小结 223

思考题 223

习题 225

第十二章 组合变形 229

12.1组合变形的概念 229

12.1.1组合变形工程实例 229

12.1.2组合变形的叠加原理 229

12.2斜弯曲 230

12.2.1斜弯曲的概念 230

12.2.2斜弯曲的内力与应力 230

12.2.3斜弯曲的强度问题 231

12.3拉伸（或压缩）与弯曲的组合变形 232

12.3.1轴向力与横向力共同作用的拉（压）弯组合变形 232

12.3.2拉（压）弯组合变形实例 233

12.4弯曲与扭转的组合 234

12.4.1弯扭组合变形的第三、四强度理论公式 234

12.4.2弯扭组合变形实例 236

小结 238

思考题 238

习题 239

第十三章 压杆稳定 241

13.1压杆稳定的概念 241

13.2细长压杆的临界力 243

13.2.1两端铰支细长压杆的临界力 243

13.2.2不同杆端约束下细长压杆的临界力 245

13.2.3细长压杆临界力的统一公式 246

13.3中小柔度杆的临界应力 247

13.3.1临界应力与柔度 247

13.3.2欧拉公式的适用范围 247

13.3.3临界应力与经验公式 248

13.3.4临界应力总图 249

13.4压杆稳定性计算及提高稳定性的措施 250

13.4.1压杆稳定条件 250

13.4.2压杆的稳定性计算 250

13.4.3提高压杆稳定性的措施 252

小结 253

思考题 253

习题 253

第十四章 用变形能法计算弹性位移 256

14.1概述 256

14.2外力功与弹性变形能的计算 256

14.2.1外力功 256

14.2.2杆件弹性变形能的计算 257

14.3单位荷载法 264

14.3.1单位荷载法的计算位移公式 264

14.3.2计算示例 266

14.4图乘法 268

14.4.1图乘法的计算位移公式 268

14.4.2计算示例 271

小结 272

思考题 272

习题 273

第十五章 构件的疲劳强度计算 276

15.1交变应力与疲劳破坏 276

15.1.1交变应力的概念 276

15.1.2疲劳破坏的概念 277

15.1.3交变应力参数的描述 278

15.2材料的疲劳极限及其测定方法 279

15.2.1疲劳极限的概念 279

15.2.2测定材料疲劳极限的方法 279

15.3构件的疲劳极限 281

15.3.1影响疲劳极限的因素 281

15.3.2构件的疲劳极限 285

15.4对称循环下构件的强度计算 285

15.5非对称循环下构件的疲劳强度计算简介 287

15.6提高构件疲劳强度的措施 289

小结 290

思考题 290

习题 291

附录A常用材料的力学性能 293

附录B常见截面的几何性质 294

附录C梁的挠度与转角 296

附录D型钢表 298

部分习题答案 310

参考文献 317