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绪论 1

第一篇 静力学 3

引言 3

第1章 静力学基础 4

1.1 静力学基本概念 4

1.1.1 力的概念 4

1.1.2 刚体的概念 5

1.1.3 力系和平衡的概念 5

1.2 静力学公理 6

1.3 约束和约束反力 8

1.3.1 具有光滑接触表面的约束 9

1.3.2 柔性约束 9

1.3.3 光滑铰链约束 10

1.3.4 其他约束 11

1.4 物体的受力分析和受力图 12

1.4.1 物体的受力分析 12

1.4.2 物体的受力图 12

本章小结 16

思考题 17

练习题 18

第2章 平面基本力系 20

2.1 平面汇交力系合成和平衡的几何法 20

2.1.1 平面汇交力系 20

2.1.2 力在坐标轴上的投影 20

2.1.3 力多边形法则 21

2.1.4 平面汇交力系平衡的几何条件 23

2.2 平面汇交力系合成和平衡的解析法 25

2.2.1 平面汇交力系合成的解析法 25

2.2.2 平面汇交力系平衡的解析条件 26

2.3 力矩和合力矩定理 29

2.3.1 力对点之矩 29

2.3.2 力矩的性质 30

2.3.3 合力矩定理 30

2.4 平面力偶理论 31

2.4.1 力偶和力偶矩 31

2.4.2 平面力偶系的合成和平衡条件 32

本章小结 35

思考题 37

练习题 37

第3章 平面任意力系 39

3.1 平面任意力系向作用面内任一点简化 39

3.1.1 力的平移定理 39

3.1.2 力系向任一点简化的主矢和主矩 40

3.2 平面任意力系的简化结果 42

3.2.1 平面任意力系简化为一个力偶的情形 43

3.2.2 平面任意力系简化为一个合力的情形 43

3.2.3 平面任意力系平衡的情形 43

3.3 平面任意力系的平衡条件和平衡方程 43

3.4 物体系的平衡、静定和静不定问题 44

本章小结 47

思考题 48

练习题 48

第4章 摩擦 50

4.1 滑动摩擦 50

4.1.1 静滑动摩擦力和静滑动摩擦定律 50

4.1.2 动滑动摩擦力和动滑动摩擦定律 51

4.2 摩擦角与自锁现象 52

4.2.1 摩擦角 52

4.2.2 自锁现象 52

4.3 考虑摩擦时物体的平衡问题 53

本章小结 56

思考题 57

练习题 57

第5章 空间力系 60

5.1 空间汇交力系 60

5.1.1 空间力的分解 60

5.1.2 力在空间直角坐标轴上的投影 61

5.1.3 空间汇交力系的合成与平衡条件 62

5.2 空间力对点之矩和力对轴之矩 64

5.2.1 力对点之矩 64

5.2.2 力对轴之矩 65

5.2.3 空间力系的合力矩定理 67

5.2.4 力对点之矩与力对轴之矩的关系 68

5.3 空间任意力系的平衡条件和平衡方程 71

5.3.1 空间力系的简化 71

5.3.2 空间任意力系的平衡方程及应用 71

5.3.3 空间力系平衡方程的应用 72

5.4 重心 75

5.4.1 重心及其坐标 75

5.4.2 求重心的几种常用方法 77

本章小结 82

思考题 83

练习题 84

第二篇 运动学 87

引言 87

第6章 点的运动学和刚体基本运动 88

6.1 点的运动学 88

6.1.1 矢量法 88

6.1.2 直角坐标法 90

6.1.3 自然坐标法 93

6.2 刚体基本运动 98

6.2.1 刚体的平动 98

6.2.2 刚体的定轴转动 99

6.2.3 转动刚体上各点的速度和加速度 101

本章小结 103

思考题 105

练习题 105

第7章 点的合成运动 107

7.1 点的合成运动的基本概念 107

7.2 点的速度合成定理 108

7.2.1 绝对速度、相对速度和牵连速度 108

7.2.2 点的速度合成定理 109

本章小结 111

思考题 112

练习题 112

第8章 刚体的平面运动 114

8.1 刚体平面运动的基本概念和运动分解 114

8.1.1 刚体平面运动的基本概念 114

8.1.2 平面运动的分解 116

8.2 求平面图形内各点速度的基点法 117

8.3 求平面图形内各点速度的瞬心法 120

本章小结 123

思考题 124

练习题 124

第三篇 动力学 127

引言 127

第9章 质点动力学基本方程 128

9.1 动力学基本定律 128

9.2 质点运动微分方程 129

9.2.1 质点运动微分方程的矢量形式 129

9.2.2 质点运动微分方程的直角坐标形式 130

9.2.3 质点运动微分方程的自然坐标形式 130

9.3 质点动力学的两类基本问题 131

本章小结 135

思考题 135

练习题 136

第10章 动量定理 138

10.1 动量和冲量 138

10.1.1 动量 138

10.1.2 冲量 138

10.2 动量定理 140

10.2.1 质点的动量定理 140

10.2.2 质点系的动量定理 141

10.2.3 质点系动量守恒定律 142

10.3 质心运动定理 144

10.3.1 质量中心 144

10.3.2 质心运动定理 147

10.3.3 质心运动守恒定律 148

本章小结 149

思考题 151

练习题 151

第11章 动量矩定理 154

11.1 动量矩 154

11.1.1 质点的动量矩 154

11.1.2 质点系的动量矩 155

11.2 动量矩定理 156

11.2.1 质点的动量矩定理 156

11.2.2 质点系的动量矩定理 157

11.2.3 动量矩守恒定律 158

11.3 刚体对轴的转动惯量 161

11.3.1 转动惯量 161

11.3.2 回转半径 162

11.3.3 平行移轴定理 163

11.4 刚体绕定轴的转动微分方程 164

本章小结 168

思考题 169

练习题 170

第12章 动能定理 173

12.1 力的功 173

12.1.1 常力的功 173

12.1.2 变力的功 174

12.1.3 合力的功 174

12.1.4 几种常见力的功 175

12.2 质点和质点系的动能 177

12.2.1 质点的动能 177

12.2.2 质点系的动能 177

12.2.3 刚体的动能 178

12.3 动能定理 179

12.3.1 质点的动能定理 179

12.3.2 质点系的动能定理 180

本章小结 182

思考题 183

练习题 184

第四篇 材料力学 186

引言 186

第13章 轴向拉伸与压缩 190

13.1 轴向拉伸与压缩的概念 190

13.2 轴向拉伸与压缩时横截面上的内力 191

13.2.1 内力的概念 191

13.2.2 截面法 191

13.2.3 轴力与轴力图 191

13.3 轴向拉伸与压缩时横截面上的应力 193

13.4 拉压变形与胡克定律 195

13.4.1 纵向变形与横向变形 195

13.4.2 胡克定律 196

13.5 材料在拉伸与压缩时的力学性能 198

13.5.1 材料的拉伸与压缩试验 198

13.5.2 材料在拉伸时的力学性能 198

13.5.3 材料在压缩时的力学性能 201

13.6 许用应力与安全系数 202

13.6.1 极限应力 202

13.6.2 许用应力与安全系数 202

13.7 轴向拉伸与压缩时的强度计算 203

13.7.1 强度条件 203

13.7.2 强度计算 203

13.8 应力集中的概念 205

本章小结 206

思考题 207

练习题 207

第14章 剪切与挤压 209

14.1 剪切与挤压的概念 209

14.2 剪切与挤压的实用计算 210

14.2.1 剪切的实用计算 210

14.2.2 挤压的实用计算 211

本章小结 212

思考题 213

练习题 213

第15章 扭转 215

15.1 扭转的概念 215

15.2 扭矩和扭矩图 216

15.2.1 外力偶矩的计算 216

15.2.2 扭矩和扭矩图 216

15.3 圆轴扭转时横截面上的应力 218

15.3.1 平面假设 218

15.3.2 圆轴扭转时横截面上的应力 219

15.3.3 圆截面的极惯性矩和抗扭截面系数 220

15.4 圆轴扭转时的强度计算 221

15.5 圆轴扭转时的变形及刚度计算 223

15.5.1 圆轴扭转时的变形 223

15.5.2 圆轴扭转时的刚度计算 224

本章小结 225

思考题 226

练习题 227

第16章 弯曲 229

16.1 对称弯曲的概念及梁的计算简图 229

16.1.1 对称弯曲的概念 229

16.1.2 梁的计算简图 230

16.2 梁的剪力和弯矩 231

16.3 剪力图和弯矩图 233

16.4 纯弯曲正应力 235

16.4.1 实验观察与假设 236

16.4.2 纯弯曲正应力的分布规律 237

16.4.3 纯弯曲正应力的计算公式 237

16.5 正应力强度条件及其应用 238

16.6 梁的弯曲变形及刚度条件 241

16.6.1 挠度和转角 242

16.6.2 梁的挠曲线近似微分方程及其积分 243

16.6.3 用叠加法求弯曲变形 244

16.6.4 梁的刚度条件 247

16.7 梁的合理设计 247

16.7.1 合理配置梁的支承和载荷 248

16.7.2 合理选取截面形状 249

16.7.3 合理设计梁的外形 249

本章小结 250

思考题 251

练习题 251

第17章 应力状态与强度理论 253

17.1 应力状态的概念 253

17.1.1 应力状态问题的提出 253

17.1.2 应力状态的研究方法 254

17.1.3 主平面和主应力 255

17.1.4 应力状态的分类 255

17.2 二向应力状态分析 256

17.2.1 斜截面上的应力 256

17.2.2 主平面与主应力的求法 257

17.2.3 最大剪应力 257

17.3 广义胡克定律 258

17.4 强度理论简介 259

17.4.1 材料破坏的基本形式 259

17.4.2 强度理论的概念 260

17.4.3 常用的四个强度理论 261

本章小结 264

思考题 266

练习题 266

第18章 组合变形的强度计算 267

18.1 组合变形的概念 267

18.2 拉（压）弯组合变形的强度计算 268

18.3 扭弯组合变形的强度计算 272

本章小结 275

思考题 277

练习题 277

第19章 压杆稳定 279

19.1 压杆稳定的概念 279

19.2 欧拉公式 280

19.2.1 欧拉公式 280

19.2.2 临界应力与柔度 281

19.2.3 欧拉公式的适用范围 282

19.2.4 临界应力经验公式 283

19.3 压杆稳定性的计算 285

19.4 提高压杆稳定性的措施 287

本章小结 288

思考题 289

练习题 289

第20章 动载荷与交变应力 291

20.1 动载荷 291

20.1.1 动载荷的概念 291

20.1.2 构件作匀加速直线运动时的应力计算 291

20.1.3 构件受冲击时的应力计算 293

20.2 交变应力 295

20.2.1 交变应力的概述 295

20.2.2 疲劳失效 297

20.2.3 疲劳极限与疲劳强度计算 298

本章小结 301

思考题 302

练习题 302

附录 304

附录Ⅰ 练习题参考答案 304

附录Ⅱ 型纲规格表 313

参考文献 329