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第1篇 刚体静力学 2

第1章 基本概念和受力分析 2

1.1力与力的投影 3

1.1.1力的概念 3

1.1.2力的投影 3

1.2力的基本性质 4

1.2.1力的分类 4

1.2.2基本公理 5

1.3力矩与力偶 7

1.3.1力对轴之矩 7

1.3.2力对点之矩 7

1.3.3合力矩定理 8

1.3.4力对点之矩与力对过该点的轴之矩的关系 9

1.3.5力偶 9

1.4约束与约束反力 11

1.4.1柔性体约束 12

1.4.2光滑面约束 12

1.4.3光滑铰链约束 13

1.4.4固定端约束 14

1.5物体的受力分析和受力图 15

习题 19

第2章 力系的简化与平衡 25

2.1汇交力系的简化与平衡 26

2.1.1汇交力系的简化 26

2.1.2汇交力系的平衡条件和平衡方程 27

2.2力偶系的简化与平衡 29

2.2.1力偶系的简化 29

2.2.2力偶系的平衡条件和平衡方程 30

2.3空间任意力系的简化 31

2.3.1力的平移定理 31

2.3.2空间任意力系向一点的简化 32

2.3.3力系的简化结果分析 33

2.4空间任意力系的平衡 35

2.5平面任意力系的平衡 37

2.6刚体系统的平衡·静定与超静定概念 41

习题 45

第3章 静力学应用问题 53

3.1平行力系的简化·重心 54

3.1.1平行力系的简化和平行力系的中心 54

3.1.2物体的重心 55

3.2平面静定桁架 61

3.2.1节点法 62

3.2.2截面法 63

3.3考虑摩擦时的平衡 64

3.3.1滑动摩擦 65

3.3.2摩擦角和自锁 66

3.3.3考虑摩擦时的平衡问题 67

习题 70

第2篇 材料力学 79

第4章 材料力学基本概述 79

4.1变形固体的基本假设 79

4.2材料力学的基本概念 80

4.2.1内力、截面法和应力 80

4.2.2应变 81

4.2.3单向应力、纯剪切与切应力互等定理 82

4.2.4胡克定律 83

4.3杆件变形的基本形式 83

第5章 杆件的内力 85

5.1杆件内力的一般描述 86

5.2杆件拉伸（压缩）时的内力 87

5.3杆件扭转时的内力 89

5.4梁弯曲时的内力·剪力与弯矩 91

5.4.1平面弯曲的概念及梁的简化 91

5.4.2剪力与弯矩 92

5.5剪力图与弯矩图 95

5.6剪力、弯矩与载荷集度间的微分关系 98

习题 104

第6章 杆件的应力 109

6.1基本概念 110

6.2杆件在拉伸与压缩时的应力与强度计算 111

6.2.1拉（压）杆横截面上的应力 111

6.2.2拉（压）杆斜截面上的应力 113

6.2.3杆件在拉伸与压缩时的强度计算 114

6.3材料的力学性能·安全因数和许用应力 116

6.3.1拉伸时材料的力学性能 117

6.3.2压缩时材料的力学性能 120

6.3.3材料的极限应力、许用应力和安全因数 121

6.4圆轴扭转时的应力与强度计算 121

6.5截面图形的几何性质 126

6.5.1静矩与形心 126

6.5.2截面的惯性矩 127

6.5.3惯性矩的平行移轴定理 129

6.6梁的弯曲正应力 130

6.6.1试验与假设 131

6.6.2纯弯曲时梁的正应力 132

6.7弯曲时的切应力 134

6.8梁弯曲时的强度条件 136

6.9弯曲与拉伸（压缩）组合时的强度计算 138

6.10梁的优化设计 141

6.10.1采用合理的截面形状 141

6.10.2合理的配置梁的载荷和支座 143

6.10.3等强度梁的概念 143

6.11剪切和挤压的实用计算 144

6.11.1剪切强度的实用计算 144

6.11.2挤压强度的实用计算 145

习题 148

第7章 杆件的变形·简单超静定问题 159

7.1轴向拉伸或压缩时的变形 161

7.1.1拉压杆的轴向变形 161

7.1.2拉压杆的横向变形与泊松比 162

7.2圆轴扭转时的变形与刚度条件 163

7.2.1圆轴扭转时的变形 163

7.2.2圆轴扭转刚度条件 164

7.3梁弯曲时的变形 166

7.4叠加法求弯曲变形 170

7.5简单超静定结构 174

7.5.1拉压超静定问题 175

7.5.2扭转超静定问题 177

7.5.3简单超静定梁 178

7.6能量法求结构的位移 180

7.6.1能量原理的基本概念 180

7.6.2外力功的计算 181

7.6.3应变能的计算 181

7.6.4单位载荷法（莫尔定理） 182

习题 188

第8章 应力状态理论和强度理论 195

8.1应力状态理论的概念和实例 196

8.2二向应力状态分析 199

8.2.1解析法 199

8.2.2图解法 200

8.3三向应力状态时的最大切应力及广义胡克定律 203

8.3.1三向应力状态时的最大切应力 203

8.3.2广义胡克定律 204

8.4强度理论的概念·常用的四种强度理论 206

8.4.1最大拉应力理论（第一强度理论） 207

8.4.2最大拉应变理论（第二强度理论） 207

8.4.3最大切应力理论（第三强度理论） 208

8.4.4均方根切应力理论（第四强度理论） 208

8.5弯曲与扭转组合变形时的强度计算 209

习题 212

第9章 压杆稳定 218

9.1压杆稳定的概念 218

9.2确定压杆临界载荷的欧拉公式 220

9.3欧拉公式的适用范围·临界应力的经验公式 223

9.3.1临界应力与柔度 223

9.3.2欧拉公式应用范围 223

9.3.3临界应力的经验公式 224

9.4压杆稳定的校核与合理设计 226

9.4.1稳定条件 226

9.4.2压杆的合理设计 228

习题 229

第10章 动载荷与交变载荷 233

10.1概述 233

10.2构件作等加速直线运动时的动应力计算 234

10.3构件受冲击载荷作用时的动应力计算 236

10.4构件在交变应力作用下的疲劳破坏和疲劳极限 239

10.4.1交变应力的实例与疲劳破坏的过程 239

10.4.2交变应力的基本参数和疲劳极限 240

10.5影响构件疲劳极限的主要因素 242

10.5.1构件外形的影响 242

10.5.2构件截面尺寸的影响 243

10.5.3表面加工质量的影响 244

10.6对称循环下构件的疲劳强度计算 245

习题 247

第3篇 运动力学 251

第11章 运动学基础 251

11.1点的运动的矢径描述 252

11.2点的运动的直角坐标描述 253

11.3点的运动的自然坐标描述 255

11.4刚体的平动 259

11.5刚体的定轴转动 260

11.6轮系的传动比 263

11.6.1齿轮传动 263

11.6.2皮带传动 264

习题 265

第12章 点的复合运动 270

12.1相对运动·牵连运动·绝对运动 271

12.2点的速度合成定理 272

12.3牵连运动为平动时点的加速度合成定理 274

习题 277

第13章 刚体的平面运动 283

13.1刚体平面运动的分解 284

13.2平面运动图形上各点的速度 286

13.2.1基点法 286

13.2.2速度投影定理 287

13.2.3速度瞬心法 289

13.3平面运动图形上各点的加速度 293

习题 295

第14章 质点动力学 300

14.1动力学的基本定律 301

14.2质点的运动微分方程 302

14.2.1质点运动微分方程在直角坐标轴上投影 302

14.2.2质点运动微分方程在自然轴上投影 302

14.3质点动力学的两类基本问题 303

14.3.1第一类基本问题 303

14.3.2第二类基本问题 305

习题 308

第15章 动量定理 312

15.1质点和质点系的动量 312

15.1.1质点的动量 312

15.1.2质点系的动量 313

15.2质点和质点系的动量定理 314

15.2.1质点的动量定理 314

15.2.2质点系的动量定理 315

15.2.3质点系动量守恒定律 316

15.3质心运动定理 317

15.3.1质心运动定理 317

15.3.2质心运动守恒定律 318

习题 320

第16章 动量矩定理 324

16.1质点和质点系的动量矩 325

16.1.1质点的动量矩 325

16.1.2质点系的动量矩 325

16.2刚体对轴的转动惯量 326

16.2.1简单形状刚体的转动惯量 327

16.2.2平行轴定理 329

16.3动量矩定理 331

16.3.1质点的动量矩定理 331

16.3.2质点动量矩守恒定律 331

16.3.3质点系的动量矩定理 332

16.3.4质点系动量矩守恒定律 333

16.4刚体定轴转动的运动微分方程 334

16.5刚体的平面运动微分方程 338

习题 339

第17章 动能定理 346

17.1力的功 347

17.1.1重力的功 347

17.1.2弹性力的功 348

17.1.3定轴转动刚体上作用力的功 349

17.2质点和质点系的动能 349

17.2.1质点的动能 349

17.2.2质点系的动能 350

17.3动能定理 352

17.3.1质点的动能定理 352

17.3.2质点系的动能定理 352

17.3.3理想约束 353

17.4功率、功率方程和机械效率 357

17.4.1功率 357

17.4.2功率方程 358

17.4.3机械效率 359

习题 359

附录 型钢表 365

习题参考答案 378