绪论 1
第一篇 静力学 3
第1章 静力学基础 3
1.1 静力学基本概念及静力学公理 3
1.1.1 力和刚体的概念 3
1.1.2 静力学公理 4
1.2 力在坐标轴上的投影 7
1.2.1 力在轴上的投影 7
1.2.2 力在直角坐标轴上的投影 7
1.3 力矩 9
1.3.1 力对点之矩 10
1.3.2 合力矩定理 11
1.3.3 力对轴之矩 12
1.3.4 力对点之矩与力对通过该点的轴之矩的关系 13
1.4 力偶和力偶矩 13
1.4.1 力偶的表示 13
1.4.2 力偶的等效定理及力偶的性质 14
1.5 物体的受力分析及受力图 15
1.5.1 自由体与非自由体、约束与约束反力 15
1.5.2 工程中常见约束的分类及其约束反力 16
1.5.3 物体的受力分析方法及步骤 19
思考题 22
习题 24
第2章 力系的简化 27
2.1 汇交力系的合成 27
2.1.1 汇交力系合成的几何法 27
2.1.2 汇交力系合成的解析法 28
2.2 力偶系的合成 29
2.3 任意力系向任意一点简化 主矢和主矩 30
2.3.1 力的平移定理 30
2.3.2 力系向任意一点简化 主矢和主矩 31
2.4 力系简化结果讨论 32
2.5 平行力系的中心和重心 37
2.5.1 平行力系的中心 38
2.5.2 物体的重心及其确定方法 38
思考题 41
习题 42
第3章 力系的平衡方程及其应用 44
3.1 空间任意力系的平衡条件和平衡方程 44
3.1.1 空间任意力系的平衡条件与方程 44
3.1.2 平衡方程的几种特殊形式 45
3.2 平面力系平衡方程的应用 48
3.2.1 单个物体的平衡问题 48
3.2.2 物体系统的平衡问题 52
3.3 空间力系平衡方程的应用 59
3.4 考虑摩擦时的平衡问题 62
3.4.1 静滑动摩擦力和静滑动摩擦定律 62
3.4.2 考虑摩擦时的平衡问题举例 63
3.4.3 滚动摩阻概念 66
3.5 工程应用举例 68
思考题 71
习题 72
第二篇 材料力学 80
第4章 材料力学的基本假设和基本概念 80
4.1 材料力学概述 80
4.2 材料力学的基本假设 81
4.3 外力、内力与截面法 82
4.3.1 外力及其分类 82
4.3.2 内力与截面法 82
4.4 应力 84
4.5 应变 85
4.5.1 正应变 85
4.5.2 切应变 86
4.6 杆件变形的基本形式 86
思考题 88
习题 88
第5章 轴向拉压杆的应力与变形 90
5.1 轴向拉压概述 90
5.2 轴力与轴力图 91
5.3 轴向拉压杆的应力 93
5.3.1 横截面上的应力 93
5.3.2 斜截面上的应力 96
5.4 拉压强度条件及应用 97
5.5 轴向拉压杆的变形 100
5.5.1 轴向拉压杆的变形 100
5.5.2 拉压胡克定律 101
5.5.3 轴向变形算例 102
5.6 简单拉压超静定问题 103
思考题 106
习题 107
第6章 材料拉伸和压缩时的力学性能 111
6.1 材料拉伸时的力学性能 111
6.1.1 低碳钢拉伸时的力学性能 112
6.1.2 其他材料在拉伸时的力学性能 114
6.2 材料压缩时的力学性能 115
6.3 应力集中 116
6.4 失效与许用应力 117
思考题 118
习题 119
第7章 剪切 121
7.1 连接件受力概述 121
7.2 连接件的实用计算 122
7.2.1 剪切的实用计算 122
7.2.2 挤压的实用计算 123
思考题 126
习题 126
第8章 杆件的扭转 128
8.1 扭转概述 128
8.2 轴的外力偶矩、扭矩及扭矩图 129
8.2.1 外力偶矩的计算 129
8.2.2 轴的扭矩 129
8.2.3 扭矩图 130
8.3 切应力互等定理·剪切虎克定律 132
8.3.1 薄壁圆管的扭转 132
8.3.2 切应力互等定理 133
8.3.3 剪切虎克定律 133
8.4 圆轴扭转时的应力与变形 133
8.4.1 实心圆轴横截面上的应力 133
8.4.2 任意两横截面之间的相对扭转角 136
8.5 圆轴扭转的强度条件和刚度条件 139
8.5.1 强度条件 139
8.5.2 刚度条件 140
8.6 矩形截面杆的自由扭转 142
思考题 144
习题 145
第9章 弯曲应力及弯曲强度 149
9.1 弯曲受力概述 149
9.2 剪力、弯矩与剪力图、弯矩图 151
9.2.1 剪力和弯矩 151
9.2.2 剪力图和弯矩图 154
9.3 剪力、弯矩与分布载荷集度之间的微分关系 157
9.3.1 剪力、弯矩与分布载荷集度之间的关系 157
9.3.2 微分关系的运用 158
9.4 弯曲正应力 163
9.4.1 纯弯曲时梁横截面上的正应力 163
9.4.2 纯弯曲理论在一般横力弯曲中的应用 166
9.5 惯性矩 169
9.5.1 惯性矩的一般定义 169
9.5.2 惯性矩的平行轴公式 170
9.5.3 组合截面惯性矩的计算 171
9.6 梁的弯曲切应力 172
9.6.1 矩形截面梁的切应力 172
9.6.2 工字形截面梁腹板上的切应力 173
9.6.3 圆形及圆环形截面梁的最大切应力 173
9.7 梁的弯曲强度计算 173
9.7.1 梁的弯曲正应力强度条件和强度计算 173
9.7.2 梁的切应力强度计算 177
9.8 梁的合理强度设计 178
9.8.1 载荷及支座的合理配置 178
9.8.2 梁的合理截面设计 179
9.8.3 合理设计梁的外形 181
9.9 工程设计举例 182
思考题 185
习题 187
第10章 弯曲变形 195
10.1 弯曲变形概述 195
10.2 梁变形的基本方程 196
10.2.1 梁的挠曲线微分方程 196
10.2.2 积分法计算梁的变形 197
10.3 计算梁变形的叠加法 201
10.3.1 载荷叠加法 202
10.3.2 逐段分析求和法 205
10.4 简单超静定梁 207
10.5 梁的刚度条件与合理刚度设计 209
10.5.1 梁的刚度条件 209
10.5.2 梁的合理刚度设计 211
思考题 212
习题 213
第11章 能量法 216
11.1 杆件弹性变形能 216
11.1.1 线弹性体上的外力做功 216
11.1.2 杆件拉压、扭转和弯曲时的变形能 217
11.1.3 杆件变形能一般公式 219
11.2 莫尔定理 220
11.2.1 莫尔定理 220
11.2.2 莫尔积分求杆件变形 222
思考题 225
习题 225
第12章 应力状态分析 228
12.1 应力状态概述 228
12.2 平面应力状态应力分析 230
12.3 应力圆 232
12.3.1 应力圆 232
12.3.2 应力圆的绘制和应用 232
12.4 平面应力状态的极值应力与主应力 234
12.5 三向应力状态的最大主应力 238
12.5.1 三向应力状态的应力圆 238
12.5.2 最大主应力和最大切应力 239
12.6 广义胡克定律 240
12.7 三向应力状态下的应变能 242
思考题 243
习题 244
第13章 强度理论与组合变形 247
13.1 强度理论概述 247
13.2 关于断裂的强度理论 248
13.2.1 最大拉应力理论（第一强度理论） 248
13.2.2 最大拉应变理论（第二强度理论） 249
13.3 关于屈服的强度理论 249
13.3.1 最大切应力理论（第三强度理论） 249
13.3.2 畸变能密度理论（第四强度理论） 250
13.4 拉伸（压缩）与弯曲组合变形强度计算 252
13.5 扭转与弯曲组合变形强度计算 254
13.6 工程应用举例 257
13.6.1 力学模型的建立 258
13.6.2 外力计算 259
13.6.3 内力计算 260
13.6.4 应力计算 261
思考题 265
习题 267
第14章 压杆稳定问题 270
14.1 稳定性概述 270
14.2 细长杆的临界压力 272
14.2.1 两端铰支细长杆的临界压力 272
14.2.2 两端非铰支细长杆的临界压力 273
14.3 欧拉公式的适用范围及中、小柔度杆的临界应力 275
14.3.1 临界应力与柔度 275
14.3.2 欧拉公式的适用范围 276
14.3.3 临界应力的经验公式 276
14.4 压杆的稳定实用计算及合理设计 279
14.4.1 安全因数法 279
14.4.2 折减系数法 280
14.4.3 压杆的合理设计 280
思考题 282
习题 283
第15章 动载荷 286
15.1 惯性力问题 286
15.1.1 惯性力的概念与动静法 286
15.1.2 等加速度直线运动构件的应力计算 287
15.1.3 等速旋转构件的应力计算 288
15.2 杆件受冲击时的应力计算 289
15.2.1 冲击时的应力计算及冲击动荷因数 289
15.2.2 提高构件抗冲击能力的措施 293
15.3 交变应力与循环特性 293
15.4 材料的持久极限 295
15.4.1 疲劳实验与S—N曲线 295
15.4.2 持久极限 296
15.5 影响构件持久极限的主要因素 296
15.5.1 构件外形的影响 296
15.5.2 构件截面尺寸的影响 297
15.5.3 表面加工质量的影响 298
思考题 299
习题 300
附录Ⅰ 金属材料的力学性能试验 303
Ⅰ.1 金属材料的拉伸实验 303
Ⅰ.2 金属材料的压缩实验 306
Ⅰ.3 金属材料的扭转实验 308
Ⅰ.4 梁的纯弯曲正应力实验 310
Ⅰ.5 电子万能试验机 312
Ⅰ.6 液压式万能材料试验机 313
Ⅰ.7 电阻应变测量简介 315
附录Ⅱ 热轧型钢规格表（GB/T 706—2008） 320
部分习题参考答案 333
参考文献 344