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第1章 绪论 1

1.1 工程力学的研究对象 1

1.2 工程力学的任务和内容 2

1.3 刚体、变形固体及其基本假定 3

1.3.1 刚体和变形固体的概念 3

1.3.2 变形固体的基本假设 4

第2章 力的基本知识和物体的受力分析 5

2.1 力的定义、三要素及图示法 5

2.1.1 力的定义 5

2.1.2 力的三要素 5

2.1.3 力的图示法 6

2.2 荷载的分类 6

2.2.1 根据荷载作用时间的长短进行分类 6

2.2.2 根据荷载分布情况进行分类 6

2.2.3 根据作用性质进行分类 7

2.3 静力学公理 7

2.4 力的投影 11

2.4.1 力在平面坐标轴上的投影 11

2.4.2 力在空间坐标轴上的投影 12

2.5 力矩 15

2.5.1 力对点之矩 15

2.5.2 合力矩定理 16

2.5.3 力对轴之矩 16

2.6 力偶 18

2.6.1 力偶和力偶矩 18

2.6.2 力偶的基本性质 19

2.7 约束与约束反力 20

2.7.1 柔性约束 21

2.7.2 光滑接触面约束 21

2.7.3 圆柱铰链约束 21

2.7.4 链杆约束 22

2.7.5 固定铰支座 22

2.7.6 可动铰支座 23

2.7.7 固定端支座 23

2.8 物体的受力分析和受力图 24

2.8.1 受力图的概念与作用 24

2.8.2 画受力图的步骤 24

2.8.3 画受力图示例 24

2.8.4 画受力图注意事项 28

2.9 结构计算简图 28

2.9.1 支座的简化 28

2.9.2 结点的简化 30

2.9.3 荷载的简化 31

2.9.4 计算跨度的确定 31

本章内容小结 32

思考题 33

习题 34

第3章 力系的合成与平衡 37

3.1 平面汇交力系的合成与平衡 37

3.1.1 平面汇交力系合成与平衡的几何法 37

3.1.2 平面汇交力系合成与平衡的解析法 40

3.2 平面力偶系的合成与平衡 45

3.2.1 平面力偶系的合成 46

3.2.2 平面力偶系的平衡条件 47

3.3 平面一般力系的合成与平衡 48

3.3.1 力的平移定理 49

3.3.2 平面一般力系的合成 50

3.3.3 平面一般力系的平衡 54

3.3.4 平面平行力系的平衡方程 55

3.3.5 平衡方程的应用示例 56

3.4 物体系统的平衡 59

3.5 考虑摩擦时物体的平衡问题 61

3.5.1 滑动摩擦力 62

3.5.2 摩擦角和自锁现象 63

3.5.3 考虑摩擦时物体的平衡问题 65

3.6 空间力系的合成与平衡简介 66

3.6.1 空间任意力系的合成 66

3.6.2 空间一般力系的平衡 68

3.6.3 其他空间力系的平衡方程 68

3.6.4 平衡方程的应用示例 69

本章内容小结 72

思考题 73

习题 75

第4章 杆件的内力分析 81

4.1 杆件受力与变形特点 81

4.1.1 轴向拉（压）变形 81

4.1.2 剪切变形 81

4.1.3 扭转变形 82

4.1.4 平面弯曲变形 82

4.2 内力的概念和计算方法 83

4.2.1 内力的概念 83

4.2.2 计算内力的基本方法—截面法 83

4.3 轴向拉（压）杆的内力分析和轴力图 84

4.3.1 轴向拉（压）杆的内力计算 84

4.3.2 轴力图 86

4.4 扭转杆的内力分析 87

4.4.1 外力偶矩的计算 87

4.4.2 扭转杆的内力——扭矩 88

4.4.3 扭矩图 89

4.5 梁弯曲时的内力分析 91

4.5.1 梁的基本类型 91

4.5.2 梁弯曲时横截面上的内力 91

4.5.3 计算指定截面的内力值 93

4.5.4 用“函数法”绘制梁的内力图 96

4.5.5 剪力、弯矩和荷载集度之间的关系 100

4.5.6 用“简易法”绘制梁的内力图 106

4.5.7 用“叠加法”绘制梁的弯矩图 108

本章内容小结 113

思考题 114

习题 114

第5章 平面图形的几何性质 119

5.1 物体的重心与形心的坐标公式 119

5.1.1 重心的概念 119

5.1.2 物体重心的坐标公式 119

5.1.3 物体重心（形心）的计算 121

5.2 面积矩 125

5.2.1 面积矩的概念 125

5.2.2 面积矩与形心的关系 125

5.2.3 组合图形的面积矩计算 126

5.3 极惯性矩、惯性矩、惯性积 127

5.3.1 极惯性矩、惯性矩和惯性积的概念 127

5.3.2 简单图形的极惯性矩、惯性矩的计算 128

5.3.3 组合图形的惯性矩计算 130

5.3.4 惯性半径 135

本章内容小结 135

思考题 136

习题 137

第6章 杆件的强度和刚度计算 139

6.1 应力的概念 139

6.2 轴向拉（压）杆的强度计算 140

6.2.1 横截面上的正应力 140

6.2.2 斜截面上的应力 141

6.2.3 轴向拉（压）杆的强度条件 143

6.2.4 强度计算示例 144

6.3 轴向拉（压）杆件的变形·胡克定律 146

6.3.1 轴向拉（压）杆的变形和应变 146

6.3.2 胡克定律 147

6.4 材料在拉伸和压缩时的力学性能 149

6.4.1 材料在拉伸时的力学性能 149

6.4.2 材料在压缩时的力学性能 152

6.4.3 工程材料的选用原则 153

6.5 连接件的强度计算 154

6.5.1 剪切与挤压的概念 154

6.5.2 剪切与挤压的实用强度条件 155

6.5.3 连接件的实用强度计算示例 156

6.6 圆轴扭转时的强度和刚度计算 160

6.6.1 圆轴扭转时横截面上的应力 160

6.6.2 极惯性矩和抗扭截面模量 162

6.6.3 圆轴扭转时的强度计算 162

6.6.4 矩形截面杆扭转时的应力计算简介 164

6.6.5 圆轴扭转时的刚度计算 165

6.7 梁弯曲时的强度计算 167

6.7.1 横截面上的正应力和强度计算 167

6.7.2 横截面上的剪应力和强度计算 174

6.7.3 提高弯曲强度的措施 178

6.8 梁弯曲时的变形和刚度计算 180

6.8.1 梁弯曲时的挠度和转角 180

6.8.2 梁的挠曲线近似微分方程 181

6.8.3 用积分法求梁的挠度和转角 181

6.8.4 用叠加法求梁的挠度和转角 183

6.8.5 梁的刚度条件和刚度计算 185

6.8.6 提高弯曲刚度的措施 186

6.9 组合变形杆件的强度计算 187

6.9.1 组合变形的概念和分析方法 187

6.9.2 梁斜弯曲时的应力和强度计算 188

6.9.3 偏心压（拉）杆的的应力和强度计算 190

6.9.4 弯曲与扭转组合时的应力和强度计算 193

6.9.5 截面核心的概念 195

本章内容小结 196

思考题 199

习题 201

第7章 压杆稳定 210

7.1 压杆稳定的概念 210

7.2 压杆的临界力 211

7.2.1 两端铰支压杆的临界力·欧拉公式 211

7.2.2 其他约束压杆的临界力 212

7.3 压杆的临界应力 212

7.3.1 临界应力与柔度 212

7.3.2 大柔度杆的临界应力·欧拉公式 213

7.3.3 中柔度杆的临界应力·经验公式 213

7.3.4 临界应力总图 214

7.4 压杆的稳定计算 215

7.4.1 压杆的稳定条件（折减系数法） 215

7.4.2 压杆的稳定计算 217

7.4.3 提高压杆稳定性的措施 219

本章内容小结 220

思考题 220

习题 221

第8章 结构的几何组成分析 223

8.1 概述 223

8.1.1 几何不变体系、几何可变体系的概念 223

8.1.2 几何组成分析的目的 223

8.1.3 刚片、自由度和约束的概念 224

8.2 几何不变体系的简单组成规则 226

8.2.1 二元体规则 227

8.2.2 两刚片组成规则 227

8.2.3 三刚片组成规则 227

8.3 结构的几何组成分析示例 228

8.4 结构的几何特征 231

本章内容小结 231

思考题 232

习题 232

第9章 静定结构的内力分析 234

9.1 多跨静定梁的内力分析·内力图 234

9.1.1 多跨静定梁的组成和基本型式 234

9.1.2 多跨静定梁的内力计算和内力图绘制 234

9.2 静定平面刚架的内力分析·内力图 236

9.2.1 刚架结构的特征和基本类型 236

9.2.2 静定平面刚架的内力计算及内力图绘制 237

9.3 静定拱的内力分析 241

9.3.1 拱的结构形式和特点 241

9.3.2 三铰拱的支座反力和内力 242

9.3.3 三铰合拱的理拱轴线 246

9.4 静定平面桁架的内力分析 248

9.4.1 概述 248

9.4.2 静定平面桁架的内力计算方法 249

9.5 静定组合结构的内力计算 255

本章内容小结 256

思考题 257

习题 257

第10章 静定结构的位移计算 261

10.1 概述 261

10.1.1 结构位移的概念和影响因素 261

10.1.2 计算结构位移的目的 261

10.1.3 计算结构位移的假定 262

10.2 变形体的虚功原理 262

10.2.1 功的概念 262

10.2.2 实功与虚功 264

10.2.3 外力虚功与内力虚功 265

10.2.4 变形体的虚功原理 266

10.2.5 虚功原理的两种应用 267

10.3 结构位移计算的一般公式 267

10.4 结构在荷载作用下的位移计算公式 268

10.4.1 结构在荷载作用下位移计算的一般公式 268

10.4.2 各类结构的位移计算公式 269

10.4.3 用积分法计算结构位移示例 270

10.5 用图乘法计算结构位移 272

10.5.1 图乘法的适用条件及公式推导 272

10.5.2 图乘法的注意事项 273

10.5.3 内力图形面积及形心位置 273

10.5.4 图乘法的技巧 274

10.5.5 用图乘法计算结构位移示例 275

10.6 线性变形体系的几个互等定理 277

10.6.1 虚功互等定理 277

10.6.2 位移互等定理 278

10.6.3 反力互等定理 279

10.7 静定结构因支座移动时的位移计算 279

本章内容小结 280

思考题 282

习题 282

第11章 超静定结构的内力分析与位移计算 285

11.1 超静定结构的概述 285

11.1.1 超静定结构的概念 285

11.1.2 超静定次数的确定 287

11.2 用力法计算超静定结构 290

11.2.1 力法的基本原理 290

11.2.2 力法的典型方程 293

11.2.3 用力法解算超静定结构的步骤和示例 295

11.2.4 力法的简化计算 305

11.2.5 超静定结构的位移计算 313

11.2.6 超静定结构内力图的校核 314

11.2.7 支座移动时超静定结构的计算 316

11.2.8 等截面单跨超静定梁的计算成果 317

11.3 用位移法计算超静定结构 321

11.3.1 位移法的基本原理 322

11.3.2 位移法的基本未知量和基本结构 323

11.3.3 位移法的典型方程 326

11.3.4 位移法解算超静定结构示例 329

11.4 用力矩分配法计算超静定梁和无侧移刚架 334

11.4.1 力矩分配法的基本原理 334

11.4.2 多结点的力矩分配法 339

本章内容小结 346

思考题 347

习题 348

第12章 影响线 353

12.1 影响线的概念 353

12.2 静定梁的影响线 354

12.2.1 用静力法作静定梁的影响线 354

12.2.2 用机动法作静定梁的影响线 360

12.3 影响线的应用 362

12.3.1 应用影响线求量值 362

12.3.2 确定最不利荷载位置 364

12.4 简支梁的内力包络图 365

12.4.1 简支梁的内力包络图 365

12.4.2 简支梁的绝对最大弯矩 366

12.5 连续梁的内力包络图简介 367

本章内容小结 368

思考题 368

习题 368

附录 371

参考文献 383