绪论 1
一、工程力学的研究对象 1
二、工程力学的研究内容 1
三、工程力学的研究方法 3
四、工程力学在专业学习中的地位和作用 4
第一模块 静力学 5
第一章 构件静力学基础 7
1.1 力的基本概念和公理 7
1.1.1 力的定义 7
1.1.2 刚体的定义 8
1.1.3 平衡的定义 8
1.1.4 静力学公理 9
1.2 常见约束及其力学模型 11
1.2.1 约束和约束力 11
1.2.2 常见约束的力学模型 11
1.3 受力分析和受力图 15
思考题 18
习题 19
第二章 平面汇交力系 22
2.1 力的分解与力的投影 22
2.1.1 力的分解 22
2.1.2 力的投影 23
2.1.3 合力投影定理 24
2.2 平面汇交力系的合成与平衡 25
2.2.1 平面汇交力系的合成 25
2.2.2 平面汇交力系的平衡方程及其应用 26
思考题 29
习题 30
第三章 力矩和平面力偶 33
3.1 力对点之矩、合力矩定理 33
3.1.1 力对点之矩的概念 33
3.1.2 合力矩定理 34
3.2 力偶及其基本性质 36
3.2.1 力偶与力偶矩的概念 36
3.2.2 力偶的基本性质 37
3.3 平面力偶系的合成与平衡 38
3.3.1 平面力偶系的合成 38
3.3.2 平面力偶系的平衡 38
3.4 力的平移定理 40
思考题 41
习题 41
第四章 平面任意力系 44
4.1 平面任意力系的简化 45
4.1.1 平面任意力系向一点简化 45
4.1.2 平面任意力系简化结果的讨论 46
4.2 平面任意力系的平衡方程及其应用 47
4.2.1 平衡条件与平衡方程 47
4.2.2 平衡方程的其他形式 48
4.2.3 平面平行力系的平衡方程 49
4.3 物体系统的平衡问题 51
4.3.1 静定与静不定问题的概念 51
4.3.2 物体系统的平衡问题 52
4.4 考虑摩擦时构件的平衡问题 55
4.4.1 滑动摩擦的概念 55
4.4.2 摩擦角与自锁现象 56
4.4.3 考虑摩擦时物体的平衡问题 57
4.4.4 滚动摩擦简介 59
思考题 60
习题 61
第五章 空间力系 66
5.1 力的投影和分解 67
5.1.1 空间力系的概念 67
5.1.2 力在空间直角坐标轴上的投影 68
5.1.3 力在空间直角坐标轴上的分解 69
5.2 力对轴之矩 70
5.2.1 力对轴之矩 70
5.2.2 合力矩定理 71
5.2.3 力对轴之矩的计算 71
5.3 空间力系的平衡方程 72
5.3.1 空间力系的简化 72
5.3.2 空间力系的平衡方程 72
5.4 轮轴类构件平衡问题的平面解法 74
5.5 物体的重心和平面图形的形心 76
5.5.1 平行力系的中心 76
5.5.2 物体的重心 77
5.5.3 求重心的方法 78
思考题 81
习题 81
模块二 材料力学 85
第六章 材料力学的基本概念 87
6.1 材料力学概述 87
6.1.1 构件的承载能力 87
6.1.2 材料力学的基本假设 88
6.2 内力、截面法及应力的概念 88
6.2.1 附加内力的概念 88
6.2.2 截面法求内力 88
6.2.3 应力 89
6.3 杆变形的基本形式 90
思考题 91
第七章 轴向拉伸或压缩 92
7.1 轴向拉伸或压缩的概念 92
7.2 内力、截面法、轴力及轴力图 93
7.2.1 拉（压）杆横截面上的内力——轴力 93
7.2.2 轴力图 93
7.3 拉（压）杆的应力 95
7.3.1 应力的概念 95
7.3.2 拉（压）杆横截面上的应力 95
7.3.3 拉（压）杆的强度计算 96
7.4 拉（压）杆的变形与胡克定律 97
7.4.1 变形与应变 97
7.4.2 胡克定律 98
7.5 材料在拉伸和压缩时的力学性能 99
7.5.1 低碳钢拉伸时的力学性能 99
7.5.2 其他几种材料在拉伸时的力学性能 101
7.5.3 低碳钢及其他材料压缩时的力学性质 101
7.6 强度条件、安全因数和许用应力 102
7.6.1 极限应力 102
7.6.2 安全因数及许用应力 102
思考题 103
习题 103
第八章 剪切与挤压 106
8.1 剪切与挤压的实用计算 106
8.1.1 剪切和挤压的概念 106
8.1.2 剪切实用计算 107
8.1.3 挤压实用计算 108
8.1.4 焊接焊缝实用计算 110
8.2 剪切胡克定律简介 111
思考题 111
习题 112
第九章 扭转 114
9.1 扭矩和扭矩图 114
9.1.1 扭转变形概念 114
9.1.2 外力偶矩的计算 115
9.1.3 扭矩 115
9.1.4 扭矩图 116
9.2 圆轴扭转时的应力与强度计算 117
9.2.1 圆轴扭转时横截面上的应力 117
9.2.2 极惯性矩及抗扭截面系数 117
9.2.3 圆轴扭转强度条件 118
9.3 等直圆轴扭转时的变形及刚度条件 119
9.3.1 圆轴扭转时的变形 119
9.3.2 圆轴扭转刚度条件 119
思考题 120
习题 121
第十章 梁的弯曲 123
10.1 平面弯曲的力学模型 124
10.1.1 弯曲变形概念 124
10.1.2 平面弯曲的梁的力学模型 125
10.2 梁的内力——剪力和弯矩 126
10.2.1 用截面法求剪力和弯矩 126
10.2.2 剪力FQ、弯矩M的正负规定 127
10.3 剪力图与弯矩图 129
10.3.1 剪力方程和弯矩方程 129
10.3.2 剪力图和弯矩图 129
10.3.3 弯矩、剪力和载荷集度间的微分关系 131
10.4 梁弯曲时的正应力和强度条件 133
10.4.1 纯弯曲与横力弯曲 133
10.4.2 纯弯曲正应力公式 133
10.4.3 梁常用截面的几何性质 135
10.4.4 梁弯曲的强度计算 137
10.5 提高梁抗弯强度的措施 140
10.5.1 合理布置梁上载荷 140
10.5.2 提高抗弯截面系数 142
10.5.3 采用等强度梁 143
10.6 梁的变形与刚度计算 144
10.6.1 挠度和转角 144
10.6.2 用叠加法求梁的变形 147
10.6.3 梁的刚度计算 148
思考题 150
习题 152
第十一章 组合变形 157
11.1 拉伸（压缩）与弯曲组合变形强度计算 157
11.2 弯曲与扭转组合变形 161
11.2.1 弯曲与扭转组合变形的应力分析 161
11.2.2 弯曲与扭转组合变形的强度计算 162
思考题 163
习题 164
第十二章 压杆稳定 166
12.1 平衡稳定性的概念 166
12.2 欧拉公式及适用范围 168
12.2.1 细长压杆的临界力 168
12.2.2 压杆的临界应力 170
12.3 压杆的稳定性计算 174
12.3.1 压杆稳定的计算 174
12.3.2 提高压杆稳定性的措施 177
思考题 178
习题 179
第三模块 运动学 181
第十三章 构件运动学基础 183
13.1 质点的运动规律 183
13.1.1 自然法 183
13.1.2 直角坐标法 187
13.2 构件的平面基本运动 190
13.2.1 构件的平动 190
13.2.2 构件的定轴转动 190
13.2.3 角加速度 192
13.2.4 转动刚体上各点的速度和加速度 192
思考题 194
习题 195
第十四章 合成运动和平面运动简介 199
14.1 点的合成运动概念 200
14.2 速度合成定理 202
14.3 构件平面运动的特点与力学模型 205
14.3.1 工程实例与力学模型 205
14.3.2 平面运动分解为平移和转动 205
14.4 平面图形上点的速度合成法 207
14.4.1 基点法 207
14.4.2 速度投影法 209
14.4.3 速度瞬心法 209
思考题 212
习题 213
第四模块 动力学 219
第十五章 构件动力学基础 221
15.1 质点动力学基本方程 221
15.1.1 动力学的内容与基本定律 221
15.1.2 质点运动微分方程 222
15.2 质点动力学的两类问题 223
15.2.1 已知运动求作用力 223
15.2.2 已知作用力，求物体的运动 225
15.3 构件定轴转动的动力学基本方程 226
15.3.1 刚体转动动力学基本方程 226
15.3.2 转动惯量 227
15.4 刚体动力学的两类问题 230
15.4.1 已知转矩求转动情况 230
15.4.2 已知转动情况求转矩 231
思考题 232
习题 232
第十六章 动静法和动能定理 234
16.1 质点的动静法 234
16.1.1 惯性力的概念 234
16.1.2 质点的动静法 235
16.2 功 236
16.2.1 力的元功 236
16.2.2 力的功 237
16.3 动能定理 239
16.3.1 质点系动能定理 239
16.3.2 平动构件的动能 239
16.3.3 定轴转动构件的动能 240
16.4 功率方程与机械效率 241
16.4.1 功率 241
16.4.2 功率方程 242
16.4.3 机械效率 242
思考题 243
习题 244
附录 热轧普通工字钢型钢表（GB 706—1965） 246
参考文献 248