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绪论 1

第1篇 静力学 4

第1章 物体的受力分析 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 4

1.2 静力学基本公理 5

1.2.1 公理1 二力平衡原理 5

1.2.2 公理2 加减平衡力系原理 5

1.3 约束和约束力 6

1.3.1 约束的概念 6

1.3.2 工程中常见的几种约束及约束力 6

1.4 物体的受力分析 8

1.4.1 物体的受力分析 8

1.4.2 力的分类 9

1.4.3 受力图 9

1.4.4 讨论 12

习题 13

第2章 平面汇交力系 14

2.1 力的分解和力的投影 14

2.1.1 力的分解 14

2.1.2 力的投影 14

2.2 平面汇交力系的合成 15

2.2.1 平面汇交力系合成的几何法 15

2.2.2 平面汇交力系合成的解析法 16

2.2.3 说明 17

2.3 平面汇交力系的平衡条件和平衡方程 17

2.3.1 平面汇交力系的平衡条件 17

2.3.2 平面汇交力系的平衡方程 17

2.3.3 平面汇交力系平衡方程应用说明 18

习题 20

第3章 平面力偶系 23

3.1 平面力对点的矩 23

3.1.1 平面力对点的矩的实例 23

3.1.2 平面力对点的矩 23

3.1.3 合力矩定理 23

3.2 平面力偶及其性质 24

3.2.1 力偶的定义 24

3.2.2 力偶的性质 24

3.2.3 力偶矩 24

3.2.4 同平面内力偶的等效定理 25

3.2.5 常见的力偶表示符号 25

3.3 平面力偶系的合成和平衡条件 26

3.3.1 平面力偶系的概念 26

3.3.2 平面力偶系的合成 26

3.3.3 平面力偶系的平衡条件 27

习题 28

第4章 平面任意力系 31

4.1 平面任意力系的简化 31

4.1.1 力的平移定理 31

4.1.2 平面任意力系的简化 32

4.1.3 平面任意力系简化结果分析 33

4.1.4 分布力系的合力 33

4.1.5 关于固定端的约束力 34

4.2 平面任意力系的平衡条件和平衡方程 35

4.2.1 平面任意力系的平衡条件 35

4.2.2 平面任意力系的平衡方程 35

4.2.3 平面任意力系平衡方程的其他形式 35

4.3 物系的平衡 39

4.4 静定与超静定的概念 43

习题 43

第5章 摩擦 47

引言 47

5.1 滑动摩擦 47

5.1.1 静滑动摩擦力 47

5.1.2 动滑动摩擦力 48

5.2 摩擦角和自锁现象 48

5.2.1 摩擦角 48

5.2.2 自锁现象 49

5.2.3 自锁现象的应用 49

5.3 摩擦平衡问题 49

习题 52

第2篇 材料力学 54

第6章 材料力学导论 54

6.1 材料力学的研究内容和基本假设 54

6.1.1 材料力学的研究内容 54

6.1.2 材料力学的研究对象 55

6.1.3 变形体的基本假设 56

6.2 外力及其分类 57

6.2.1 外力的概念 57

6.2.2 外力的分类 57

6.3 内力、截面法和应力的概念 58

6.3.1 内力的概念 58

6.3.2 截面法求内力 58

6.3.3 应力的概念 59

6.4 位移与应变的概念 60

6.4.1 位移 60

6.4.2 应变 61

6.5 杆件变形的基本形式 62

6.5.1 杆的概念 62

6.5.2 杆件变形的基本形式 62

习题 63

第7章 拉伸与压缩 64

7.1 轴向拉伸与压缩的概念 64

7.2 轴向拉压杆横截面上的内力和应力 65

7.2.1 轴向拉压杆横截面上的内力 65

7.2.2 轴力图 66

7.2.3 轴向拉压杆横截面上的应力 66

7.3 材料在拉伸时的力学性能 69

7.3.1 拉伸试验和应力-应变曲线 69

7.3.2 低碳钢拉伸时的力学性能 70

7.3.3 表征材料塑性的两个物理量——延伸率δ和断面收缩率ψ 72

7.3.4 材料在卸载和再加载时的力学性能 72

7.3.5 其他塑性材料在拉伸时的力学性能 73

7.3.6 铸铁拉伸时的力学性能 73

7.4 材料在压缩时的力学性能 74

7.4.1 低碳钢的压缩试验 74

7.4.2 铸铁的压缩试验 74

7.5 失效、安全系数和强度计算 75

7.5.1 概念 75

7.5.2 强度条件 76

7.6 轴向拉伸与压缩时的变形 79

7.6.1 纵向变形和横向变形的概念 79

7.6.2 纵向变形的计算 79

7.6.3 横向变形的计算 泊松比 80

7.7 应力集中的概念 81

习题 82

第8章 剪切与挤压的实用计算 86

8.1 剪切 86

8.1.1 剪切和剪切变形的概念 86

8.1.2 剪力、剪应力和剪切强度条件 86

8.2 挤压 88

8.2.1 挤压的基本概念 89

8.2.2 挤压应力的计算 89

8.2.3 挤压强度条件 89

习题 91

第9章 扭转 93

9.1 扭转的概念和实例 93

9.2 外力偶矩的计算、扭矩和扭矩图 93

9.2.1 外力偶矩的计算 93

9.2.2 扭矩和扭矩图 94

9.3 剪应力互等定理、剪切胡克定律 96

9.3.1 薄壁圆筒的扭转 97

9.3.2 剪应力互等定理 97

9.3.3 剪切胡克定律 98

9.4 圆轴扭转时的应力和强度条件 98

9.4.1 圆轴扭转时的应力 98

9.4.2 极惯性矩与抗扭截面系数 101

9.4.3 圆轴扭转的强度条件 102

9.5 圆轴扭转时的变形和刚度条件 104

9.5.1 圆轴扭转时的变形 104

9.5.2 圆轴扭转的刚度条件 105

习题 106

第10章 弯曲内力 109

10.1 弯曲的概念和实例 109

10.1.1 引例 109

10.1.2 弯曲的基本概念 109

10.2 受弯杆件的简化 110

10.2.1 梁的载荷 110

10.2.2 梁的几种力学模型 111

10.3 剪力和弯矩 112

10.3.1 用截面法求弯曲梁横截面的内力 112

10.3.2 剪力和弯矩的符号 113

10.4 剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图 113

习题 118

第11章 弯曲应力 119

11.1 纯弯曲梁的正应力 119

11.1.1 变形的几何关系 119

11.1.2 变形的物理关系 121

11.1.3 变形的静力学研究 121

11.1.4 梁的弯曲正应力 122

11.2 常用截面的惯性矩、平行移轴公式 123

11.2.1 常用截面的惯性矩 124

11.2.2 平行移轴定理 125

11.3 弯曲正应力的强度条件 125

11.4 提高梁弯曲强度的措施 128

习题 129

第12章 弯曲变形 133

12.1 梁的挠度和转角 133

12.1.1 弹性曲线 133

12.1.2 挠度和转角 133

12.2 弹性曲线的近似微分方程 134

12.2.1 弹性曲线的微分方程 134

12.2.2 边界条件 135

12.3 叠加法求梁的变形 138

12.4 梁的刚度校核 141

习题 142

第13章 组合变形 145

13.1 组合变形与叠加原理 145

13.1.1 组合变形的概念 145

13.1.2 叠加原理 146

13.2 组合变形的应力分析 146

习题 151

第14章 交变应力 153

14.1 交变应力与疲劳破坏 153

14.1.1 交变应力 153

14.1.2 疲劳破坏 154

14.2 交变应力的循环特征、应力幅和平均应力 155

14.2.1 交变应力的基本参数 155

14.2.2 常用的两种特殊的交变应力 156

14.3 对称循环下构件的持久极限 156

14.3.1 对称循环下的弯曲疲劳试验 157

14.3.2 持久极限 158

14.4 影响构件持久极限的主要因素 158

14.4.1 构件外形的影响 158

14.4.2 构件尺寸的影响 160

14.4.3 构件表面质量的影响 160

14.5 对称循环下构件的疲劳强度计算 162

14.6 提高构件抗疲劳能力的措施 163

14.6.1 采用合理的结构形式，减缓应力集中 164

14.6.2 提高构件表面质量，以提高构件的持久极限 164

习题 164

第15章 压杆稳定 165

15.1 压杆稳定的概念 165

15.1.1 压杆的定义 165

15.1.2 压杆的失稳 165

15.1.3 压杆的临界载荷 166

15.2 细长压杆的临界载荷 166

15.2.1 两端铰支细长压杆的临界载荷 166

15.2.2 其他支撑条件下压杆的临界载荷 168

15.3 欧拉公式的适用范围 170

15.3.1 临界应力和柔度的概念 170

15.3.2 欧拉公式的适用范围 171

15.3.3 中柔度杆的临界应力 171

15.3.4 经验公式的适用范围 172

15.4 压杆的稳定性设计 174

15.4.1 压杆的稳定条件 174

15.4.2 提高压杆稳定性的措施 175

15.4.3 合理选择材料 175

习题 176

实验 180

实验一 材料的拉伸实验 180

实验二 材料的压缩实验 183

实验三 弹性模量E的测定 185

实验四 材料的扭转实验 187

实验五 切变模量G的测定 190

实验六 电测法 192

实验七 疲劳实验 196

部分实 验设备的介绍 199

附录 208

附录A 型钢规格表 208

附录B 几种主要材料的机械性能表 222

附录C 习题参考答案 223

参考文献 228