第1章 引言 1
1.1工程力学课程的内容和研究方法简介 1
1.2工程力学研究对象的主要模型 2
1.3关于数学记号的说明 3
第2章 力系的简化和平衡 4
2.1力的基本概念 4
2.1.1力的概念 4
2.1.2力的单位和分类 6
2.2力系的主矢 8
2.2.1力的直角坐标分量 8
2.2.2力系的主矢 9
2.3力系的主矩 10
2.3.1力矩 10
2.3.2力系的主矩 12
2.3.3力偶和力偶矩 12
2.3.4力的平移 13
2.4力系向一点的简化 14
2.5等效力系和平衡力系 14
2.5.1等效力系 14
2.5.2平衡力系和平衡方程 15
2.6受力分析、约束模型和受力图 17
2.6.1受力分析 17
2.6.2约束模型 18
2.6.3受力图 20
2.6.4静定问题和静不定问题 20
2.7平行力系和重心 21
2.7.1平行力系 21
2.7.2重心 21
2.8虚功原理 25
习题 27
第3章 静力分析 31
3.1杆的外力与内力 31
3.1.1杆的几何要素与载荷 31
3.1.2杆件的内力 32
3.1.3受拉压直杆的轴力 33
3.1.4轴的扭矩 33
3.1.5梁的弯矩和剪力 35
3.2平面弯曲梁的内力图 35
3.2.1梁的平面变形和支承模型 35
3.2.2弯矩图和剪力图 37
3.2.3梁元素的平衡 39
3.2.4弯矩图和剪力图的间断条件 40
3.3静定平面桁架的内力 40
3.3.1桁架 40
3.3.2节点法 41
3.4索的内力 42
3.4.1索及其简化模型 42
3.4.2悬链线 43
3.4.3索上悬挂重物 44
习题 44
第4章 弹性静力学 48
4.1引论 48
4.1.1固体力学与连续介质 48
4.1.2几点基本的假设 48
4.1.3几何元素的描写 48
4.2应力张量 49
4.2.1应力矢量与应力原理 49
4.2.2应力张量 50
4.2.3斜截面上应力矢量 52
4.2.4坐标系变换 53
4.2.5主应力 56
4.2.6典型的应力张量 58
4.3应变张量与位移 59
4.3.1位移与应变 59
4.3.2应变张量 60
4.3.3坐标系变换和主应变 60
4.3.4典型的应变张量 61
4.4材料的力学行为和拉伸试验 62
4.4.1材料的力学行为和拉伸试验 62
4.4.2拉伸图描写的材料特征 63
4.5本构方程 64
4.5.1线弹性本构方程 64
4.5.2胡克介质的本构方程 65
4.5.3其他形式的本构方程 65
4.6直杆拉压的应力和变形 66
4.6.1平截面假设与变形和应力的分布 66
4.6.2位移表示平衡方程 67
4.6.3热应力 68
4.7圆轴扭转的应力和变形 68
4.7.1变形模式与应力分布 69
4.7.2扭率与扭矩的关系 70
4.7.3扭转角的控制方程 72
4.8直梁弯曲的应力和变形 73
4.8.1变形和应力 73
4.8.2轴力和弯矩的等效本构方程 74
4.8.3应力分布 75
4.8.4切力和切应力 76
4.9挠曲线的微分方程 77
4.9.1挠曲线的微分方程 77
4.9.2常用静定梁的挠曲线参数 78
4.10简单静不定问题 81
习题 82
第5章 强度失效与强度准则 87
5.1强度失效和强度评价 87
5.2许用载荷法、许用应力法及强度条件 88
5.2.1许用载荷法 88
5.2.2许用应力法 88
5.3强度理论 90
5.3.1最大正应力理论（第一强度理论） 90
5.3.2最大正应变理论（第二强度理论） 90
5.3.3最大切应力理论（第三强度理论） 91
5.3.4应变能密度理论（第四强度理论） 91
5.3.5四个强度理论的适用范围 92
5.3.6剪切强度 93
5.4组合变形杆的强度条件 93
5.4.1主应力和应力主方向 93
5.4.2圆截面杆拉压、弯曲与扭转组合变形的强度条件 94
5.5刚度条件 96
5.5.1梁的刚度条件 97
5.5.2折杆的强度和刚度评价 97
习题 98
第6章 运动学 101
6.1质点的运动描写 101
6.1.1质点的坐标与运动描写 101
6.1.2运动的约束 102
6.1.3速度 103
6.1.4加速度 104
6.2质点系和连续体的运动描写 105
6.2.1质点系的运动描写 105
6.2.2物质坐标和连续体的运动描写 105
6.2.3刚体的运动描写的物质坐标方法 106
6.3刚体的定点转动 107
6.3.1速度和角速度 107
6.3.2加速度分布和角加速度 108
6.3.3定轴转动 109
6.3.4欧拉角 110
6.4刚体的一般运动和平面运动 111
6.4.1平移 111
6.4.2刚体的一般运动 112
6.4.3刚体的平面运动 113
6.4.4速度瞬心 115
习题 116
第7章 动力学 119
7.1牛顿运动定律和质点运动的微分方程 119
7.1.1牛顿运动定律和惯性坐标系 119
7.1.2质点运动的微分方程 120
7.1.3达朗贝尔原理 121
7.1.4动力学问题的提法 121
7.2动力学定理 122
7.2.1动量定理 122
7.2.2动量矩定理 124
7.2.3动能定理 126
7.3质点系和刚体的动量与动量矩定理 127
7.3.1质点系的动量定理 128
7.3.2质心运动定理 128
7.3.3质点系的动量矩定理 129
7.4刚体的平面运动 131
7.4.1平面运动刚体的动量和动量矩 131
7.4.2转动惯量与惯性积的物质描写 134
7.5刚体平面运动的微分方程 135
7.5.1刚体的定轴转动 135
7.5.2刚体平面运动的一般情况 138
习题 139
第8章 流体力学基础 143
8.1流体静力学 143
8.1.1流体的物理性质 143
8.1.2平衡方程 144
8.1.3重力场中流体内的压力 145
8.2静流体对物体的作用力 147
8.2.1任意壁面上的流体静压力 147
8.2.2平面壁上的液体静压力 148
8.2.3潜体的受力 149
8.2.4浮体的受力 149
8.3流场的描写 150
8.3.1流场的空间描写 150
8.3.2流线和流管 151
8.4连续性方程 153
8.4.1系统和控制体的概念 153
8.4.2连续性方程 153
8.4.3流管的连续性方程 154
8.5动量方程和动量矩方程 155
8.5.1动量方程的微分形式 155
8.5.2动量方程和动量矩方程的积分形式 156
8.6伯努利方程 157
8.7流体的粘性 160
8.7.1牛顿流体 160
8.7.2Hagen-Poiseuille定律 162
8.8湍流 163
习题 164
附录 矩阵和矢量 167
参考文献 173
部分习题参考解答 174
名词索引 185
作者简介 191