课程总论 1
1 工程与工程力学 1
2 工程力学的研究对象与模型 14
3 工程力学的研究方法 14
第一篇 刚体静力学 17
第1章 引论 17
1-1 刚体静力学模型：刚体、分布力与集中力、理想刚性约束 18
1-1-1 工程实际对象的力学分析程序 18
1-1-2 物体的理想化——刚体 18
1-1-3 受力的理想化——分布力与集中力 20
1-1-4 物体间接触性质和连接方式的理想化——理想刚性约束 21
1-2 物体的受力分析方法与受力图 27
1-3 刚体静力学对变形体静力学的适用性 31
1-4 结论与讨论 32
1-4-1 结论 32
1-4-2 讨论 33
习题 33
第2章 力系的等效与简化 40
2-1 力矩 41
2-1-1 力对点之矩 41
2-1-2 力对轴之矩 41
2-1-3 力对点之矩与力对轴之矩的关系 43
2-1-4 汇交力系的合力之矩定理 43
2-2 力系的基本特征量：主矢与主矩 44
2-2-1 主矢 44
2-2-2 主矩 45
2-3 等效力系定理及其对基本力系的应用 46
2-3-1 等效力系定理 46
2-3-2 对力偶及力偶系的应用 47
2-4 一般力系的简化 53
2-4-1 力向一点平移定理 53
2-4-2 空间一般力系的简化 54
2-5 力系简化的最后结果与一般力系的合力之矩定理 56
2-5-1 力系简化的最后结果，力螺旋 56
2-5-2 力系有合力时的合力之矩定理 58
2-6 结论与讨论 60
2-6-1 结论 60
2-6-2 讨论 60
习题 61
第3章 力系的平衡 67
3-1 力系的平衡条件与平衡方程 67
3-1-1 平衡条件 67
3-1-2 平衡方程 68
3-1-3 平衡方程的其他形式 69
3-1-4 关于式(3-6)的证明 69
3-2 平面力系平衡方程应用于单刚体 70
3-3 平面力系平衡方程应用于简单多刚体系统 73
3-4 空间力系平衡方程的应用 78
3-5 超静定问题的基本概念 80
3-5-1 物体的自由度概念 80
3-5-2 刚体的三种约束状态 80
3-5-3 静定与超静定问题 81
3-6 结论与讨论 82
3-6-1 结论 82
3-6-2 讨论 84
习题 84
第4章 刚体静力学专门问题 95
4-1 平面静定桁架的静力分析 95
4-1-1 桁架及其工程应用 95
4-1-2 桁架的力学模型 97
4-1-3 桁架静力分析的基本方法 99
4-2 摩擦与考虑摩擦时的平衡问题 101
4-2-1 摩擦的类型 101
4-2-2 滑动摩擦 102
4-2-3 摩擦角与自锁现象 103
4-2-4 考虑滑动摩擦的平衡问题 107
4-2-5 滚动阻碍 113
4-3 结论与讨论 116
4-3-1 关于桁架分析的几点结论 116
4-3-2 关于桁架的几点讨论 117
4-3-3 关于摩擦平衡问题的重要结论 118
4-3-4 关于摩擦平衡问题的讨论 118
习题 119
第二篇 弹性静力学(一) 129
第5章 引论 129
5-1 弹性体及其理想化 130
5-1-1 弹性变形与弹性体 130
5-1-2 各向同性弹性体与各向异性弹性体 130
5-1-3 各向同性弹性体的均匀连续性假定 130
5-2 弹性体受力与变形特征 131
5-3 工程结构与构件 132
5-3-1 弹性体的几何分类 132
5-3-2 工程结构及其构件 132
5-4 结论与讨论 132
习题 132
第6章 杆件的内力分析 136
6-1 内力主矢、主矩及内力分量 136
6-2 平衡微分方程 137
6-2-1 平面载荷作用的情形 138
6-2-2 扭转力偶作用的情形 140
6-2-3 一般情形 141
6-3 平衡微分方程的应用 142
6-3-1 纵向载荷引起的内力图 142
6-3-2 梁的剪力图与弯矩图 143
6-3-3 刚架的剪力图与弯矩图 145
6-3-4 复杂载荷作用下杆件的内力图 147
6-4 结论与讨论 149
6-4-1 结论 149
6-4-2 几点重要讨论 149
习题 151
第7章 弹性杆件横截面上的正应力分析 157
7-1 应力、应变及其相互关系 158
7-1-1 正应力和切应力 158
7-1-2 正应变与切应变 158
7-1-3 线弹性材料的物性关系 159
7-2 杆件横截面上的正应力分析 160
7-2-1 平面假定与变形协调方程 160
7-2-2 应变分布与应力分布 161
7-2-3 静力学平衡方程的应用——待定常数的确定 162
7-2-4 问题的简化——正应力的一般表达式 163
7-3 正应力公式的应用 164
7-3-1 轴向载荷作用下杆件横截面上的正应力 164
7-3-2 平面弯曲正应力 165
7-3-3 斜弯曲时的正应力 167
7-3-4 中性轴的概念及其位置 167
7-3-5 截面核心的概念 167
7-4 应用举例 168
7-5 结论与讨论 173
7-5-1 结论 173
7-5-2 几点重要讨论 173
习题 176
第8章 弹性杆件横截面上的切应力分析 185
8-1 圆轴扭转时横截面上的切应力 186
8-1-1 圆轴扭转变形特征——反对称性论证横截面在变形后保持平面 187
8-1-2 变形协调方程 188
8-1-3 物性关系——剪切胡克定律 189
8-1-4 静力学方程 189
8-1-5 切应力表达式 190
8-1-6 端部加载方式的影响 191
8-2 非圆截面杆扭转时的切应力 194
8-2-1 截面翘曲——非圆截面杆扭转时的变形特征 194
8-2-2 直接由平衡得到的结论 194
8-2-3 薄膜比拟与切应力公式 195
8-3 薄壁梁横截面上的切应力流与弯曲中心 196
8-3-1 切应力流 196
8-3-2 弯曲中心 198
8-4 横向载荷作用下开口薄壁杆件扭转变形 201
8-5 结论与讨论 201
8-5-1 不同变形情形下应力的不同特点 201
8-5-2 实心截面梁的弯曲切应力 202
8-5-3 实心截面细长梁弯曲正应力与弯曲切应力的量级比较 203
8-5-4 确定内力分量时力系简化中心的不同选择 204
习题 204
第9章 应力状态分析 214
9-1 一点处应力状态描述及其分类 215
9-2 平面应力状态的应力坐标变换 216
9-2-1 正负号规则 216
9-2-2 微元的局部平衡 216
9-2-3 应力坐标变换 217
9-3 类比法的应用——应力圆 218
9-3-1 应力圆方程 218
9-3-2 几种对应关系 218
9-3-3 应力圆的应用 219
9-4 主应力、主方向与面内最大切应力 220
9-4-1 主平面、主应力与主方向 220
9-4-2 面内最大切应力 221
9-4-3 应力状态的主应力表示 221
9-5 三向应力状态的特例分析 221
9-5-1 三组特殊方向面 222
9-5-2 三向应力状态的应力圆 223
9-5-3 一点处应力状态中的最大切应力 223
9-6 各向同性材料在一般应力状态下的应力-应变关系 224
9-6-1 广义胡克定律 224
9-6-2 各向同性材料各弹性常数之间的关系 225
9-7 一般应力状态下的应变比能 226
9-7-1 总应变比能 226
9-7-2 体积改变比能与形状改变比能 227
9-8 应用举例 228
9-9 结论与讨论 234
9-9-1 关于应力状态的几点重要结论 234
9-9-2 几点讨论 234
习题 235
第10章 杆件横截面的位移分析 245
10-1 杆件微段变形与杆件横截面位移 246
10-1-1 微段的变形 246
10-1-2 杆件的总体变形与横截面位移 247
10-2 确定梁位移的积分法 252
10-2-1 奇异函数 252
10-2-2 弯矩方程的奇异函数形式 253
10-2-3 积分法确定梁的挠度和转角 254
10-3 工程计算中的叠加法 255
10-3-1 第一类叠加法——应用于多个载荷作用的情形 256
10-3-2 第二类叠加法——应用于确定弹性支承梁或简单刚架结构的位移 258
10-3-3 第三类叠加法——组合变形引起的位移 260
10-4 简单的超静定问题 261
10-4-1 超静定的基本概念 261
10-4-2 求解超静定问题的基本方法 261
10-4-3 几种简单的超静定问题 262
10-5 结论与讨论 266
10-5-1 关于变形和位移的重要结论 266
10-5-2 关于求解超静定问题的方法 266
10-5-3 关于约束性质的讨论 266
10-5-4 关于积分法的讨论 267
10-5-5 关于超静定结构性质的讨论 271
习题 271
第11章 弹性平衡稳定性分析 284
11-1 弹性稳定性的基本概念 285
11-1-1 弹性稳定性的静力学判别准则 285
11-1-2 弹性压杆的平衡构形及分叉屈曲 285
11-2 确定分叉载荷的平衡方法 286
11-2-1 两端铰支的压杆 287
11-2-2 其他刚性支承条件下的压杆 289
11-2-3 弹性支承压杆 289
11-3 杆的热屈曲 291
11-4 柔度 非弹性屈曲 292
11-5 大柔度杆弹性屈曲的试验验证 294
11-5-1 试样 294
11-5-2 加载与位移测量装置 294
11-5-3 试验结果及其与非线性理论结果比较 295
11-6 结论与讨论 296
11-6-1 关于平衡的充要条件与平衡构形稳定性判别准则 296
11-6-2 其他形式构件的屈曲问题 297
习题 298
第12章 失效分析与设计准则 303
12-1 轴向载荷作用下材料的力学行为 材料失效 304
12-1-1 应力—应变曲线 304
12-1-2 弹性模量 305
12-1-3 比例极限 305
12-1-4 弹性极限 305
12-1-5 屈服应力 306
12-1-6 应变硬化与颈缩 307
12-1-7 拉延行为 307
12-1-8 强度极限 307
12-1-9 延伸率 韧性指标 307
12-1-10 卸载与再加载时材料的力学行为 309
12-1-11 单向压缩时材料的力学行为 309
12-1-12 材料在单向应力状态下的失效判据 310
12-2 构件失效概念与失效分类 311
12-3 强度失效判据与设计准则概述 311
12-4 屈服准则 312
12-4-1 最大切应力准则 312
12-4-2 形状改变比能准则 313
12-5 断裂准则 316
12-5-1 断裂失效的三种类型 316
12-5-2 无裂纹体的断裂失效判据——最大拉应力准则 316
12-5-3 带裂纹体的脆性断裂概述 317
12-6 莫尔准则 318
12-7 强度失效判据与设计准则的应用 321
12-8 屈曲失效与稳定性设计准则 326
12-8-1 试验依据 326
12-8-2 ？表达式与？-λ曲线 327
12-8-3 稳定性设计准则 329
12-9 结论与讨论 333
12-9-1 关于失效的几点结论 333
12-9-2 关于屈服准则的讨论 333
12-9-3 安全因数的选择 334
12-9-4 失效分析的重要性 334
习题 335
第13章 杆类构件的静力学设计 343
13-1 设计原则与设计过程 344
13-1-1 强度设计 344
13-1-2 刚度设计 344
13-1-3 稳定性设计 345
13-2 拉压杆的强度设计 345
13-3 连接件的工程假定计算 349
13-3-1 剪切假定计算 349
13-3-2 挤压假定计算 350
13-3-3 焊缝假定计算 352
13-3-4 胶粘接缝假定计算 354
13-3-5 综合性例题 355
13-4 梁的强度设计 359
13-4-1 梁内可能危险面与可能危险点 359
13-4-2 三类危险点的应力状态与设计准则的应用 362
13-4-3 梁的许用应力 363
13-4-4 梁的强度设计程序与应用举例 364
13-5 梁的刚度设计 374
13-6 轴的强度设计 379
13-6-1 承受弯曲与扭转的圆轴 379
13-6-2 承受弯矩、扭矩、剪力和轴力的圆杆 383
13-7 压杆稳定性设计应用举例 387
13-8 结论与讨论 393
13-8-1 关于构件的力学模型 393
13-8-2 一点强度设计与极限强度设计 393
13-8-3 提高构件强度的途径 394
13-8-4 提高构件刚度的途径 395
13-8-5 提高压杆承载能力的途径 397
习题 399
附录A 质量几何与面积几何 431
A-1 质心、重心和形心 431
A-1-1 质心 431
A-1-2 重心 432
A-1-3 形心 432
A-2 质量与面积的惯性矩、惯性积 433
A-2-1 刚体质量的转动惯量、惯性积 433
A-2-2 平面图形的惯性矩、极惯性矩和惯性积 434
A-2-3 质量与面积的有关几何性质对比 434
A-2-4 简单几何形状的转动惯量和惯性矩 435
A-3 惯性矩和惯性积的移轴及转轴定理 436
A-3-1 移轴定理 436
A-3-2 转轴定理 437
A-4 惯性主轴与形心惯性主轴，主惯性矩与形心主惯性矩 438
A-5 例题 439
A-6 结论与讨论 443
习题 444
附录B 学习研究问题集 448
附录C 型钢规格表 458
附录D 习题答案 469
附录E 索引 483
附录F 主要参考书目 489
主编简介 490