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第1篇 静力学 2

项目1 工程构件的受力分析 2

任务1.1认识力 2

1.1.1力的概念 2

1.1.2力系的有关概念 2

1.1.3刚体的概念 3

任务1.2静力学基本公理的应用 3

任务1.3认识约束与约束反力 5

1.3.1柔索约束 6

1.3.2光滑面约束 6

1.3.3光滑铰链约束 6

1.3.4轴承约束 8

任务1.4绘制工程构件受力图 8

小结 10

习题 11

机械应用实例（Ⅰ） 12

项目2平面力系的合成与平衡 16

任务2.1平面汇交力系的合成与平衡 16

2.1.1平面汇交力系概述 16

2.1.2力在坐标轴上的投影 16

2.1.3平面汇交力系合成的解析法 17

2.1.4平面汇交力系的平衡方程及其应用 18

任务2.2力矩计算 19

2.2.1力对点之矩 19

2.2.2合力矩定理 20

任务2.3力偶计算 22

2.3.1力偶的概念 22

2.3.2力偶的三要素 22

2.3.3力偶的等效条件 23

2.3.4力偶的性质 23

任务2.4平面力偶系的合成与平衡 23

2.4.1平面力偶系的合成 24

2.4.2平面力偶系的平衡条件 24

任务2.5平面一般力系的合成与平衡 25

2.5.1力的平移定理 26

2.5.2平面一般力系的简化 27

2.5.3平面一般力系的平衡方程及其应用 29

任务2.6物体系统的平衡分析 31

小结 34

习题 35

机械应用实例（Ⅱ） 39

项目3空间力系的合成与平衡 43

任务3.1计算力在空间直角坐标轴上的投影 43

任务3.2计算力对轴之矩 45

3.2.1力对轴之矩的概念 45

3.2.2合力矩定理 45

任务3.3空间力系的合成与平衡 46

3.3.1空间一般力系的平衡条件和平衡方程 46

3.3.2空间力系的特殊情况 46

任务3.4物体重心的计算 48

小结 51

习题 51

项目4摩擦力 54

任务4.1认识滑动摩擦 54

任务4.2认识摩擦角和自锁现象 55

任务4.3考虑摩擦时物体的平衡问题 56

小结 59

习题 59

机械应用实例（Ⅲ） 60

第2篇 材料力学 66

项目5杆件的内力分析 66

任务5.1认识内力 66

任务5.2计算轴向拉（压）杆的内力 66

5.2.1轴向拉伸（压缩）的概念 66

5.2.2轴向拉伸或压缩时的内力分析 67

5.2.3轴力图 69

任务5.3计算剪切变形构件的内力 69

5.3.1剪切的概念 69

5.3.2剪切时的内力 70

任务5.4计算圆轴扭转构件的内力 71

5.4.1圆轴扭转的概念 71

5.4.2外力偶矩的计算 71

5.4.3转矩与转矩图 72

任务5.5计算直梁弯曲构件的内力 74

5.5.1平面弯曲的概念 74

5.5.2梁的基本形式 74

5.5.3梁弯曲时的内力——剪力和弯矩 75

5.5.4弯矩图 77

小结 81

习题 82

项目6应力与变形分析 85

任务6.1计算轴向拉（压）杆的应力 85

6.1.1应力的概念 85

6.1.2轴向拉伸和压缩时横截面上的正应力 86

6.1.3轴向拉伸（或压缩）时斜截面上的应力 88

任务6.2计算轴向拉（压）杆的变形 89

6.2.1纵向变形 89

6.2.2胡克定律 89

6.2.3横向变形 90

6.2.4泊松比 90

任务6.3分析材料在拉伸与压缩时的力学性能 92

6.3.1低碳钢在拉伸时的力学性能 93

6.3.2其他材料在拉伸时的力学性能 95

6.3.3材料在压缩时的力学性能 96

任务6.4轴向拉（压）杆的强度计算 97

6.4.1极限应力、许用应力、安全因数 97

6.4.2强度计算 98

任务6.5剪切和挤压的实用计算 102

6.5.1剪切实用计算 102

6.5.2挤压的实用计算 103

任务6.6圆轴扭转的强度计算 105

6.6.1剪切胡克定律 105

6.6.2圆轴扭转时的应力分布规律 106

6.6.3极惯性矩Ip和抗扭截面系数Wp 107

6.6.4圆轴扭转时的强度计算 107

6.6.5圆轴扭转时的变形和刚度计算 109

任务6.7直梁弯曲的强度计算 109

6.7.1梁的纯弯曲 109

6.7.2纯弯曲时梁横截面上的正应力 110

6.7.3惯性矩和抗弯截面系数 111

6.7.4梁的弯曲强度计算 111

任务6.8直梁弯曲的变形分析 115

6.8.1挠曲线 115

6.8.2挠度和转角 115

6.8.3求弯曲变形的两种方法 116

6.8.4梁的刚度校核 118

任务6.9提高梁弯曲强度和抗弯刚度的措施 119

6.9.1合理安排梁的受力情况 119

6.9.2合理选择梁的截面形状 119

小结 120

习题 122

项目7组合变形构件的强度计算 127

任务7.1分析点的应力状态 127

7.1.1一点应力状态的定义 127

7.1.2研究目的 127

7.1.3研究方法 127

7.1.4应力状态分类、主应力、主平面 128

任务7.2认识分析强度理论 128

任务7.3认识组合变形 131

任务7.4拉伸（压缩）与弯曲组合变形的强度计算 131

7.4.1轴向力与横向力同时作用 132

7.4.2偏心弯曲 134

任务7.5弯曲与扭转组合变形的强度计算 135

小结 138

习题 139

项目8压杆稳定 141

任务8.1认识压杆稳定 141

任务8.2计算压杆的临界力和临界应力 142

8.2.1欧拉公式 142

8.2.2临界应力 142

8.2.3欧拉公式的适用范围 143

8.2.4中、小柔度杆的临界应力 143

任务8.3压杆的稳定性计算 145

任务8.4提高压杆稳定性的措施 146

8.4.1稳定计算的重要意义 146

8.4.2提高压杆承载能力的措施 146

小结 147

习题 147

项目9交变应力 149

任务9.1交变应力及构件的疲劳破坏 149

任务9.2工程构件的疲劳强度计算 150

9.2.1循环特征 150

9.2.2持久极限 151

9.2.3影响构件疲劳极限的因素 151

9.2.4强度计算 151

任务9.3提高构件疲劳强度的措施 152

小结 152

习题 152

附表 型钢表（GB/T706—2008） 153

参考文献 169