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 5
2-1 工程力学的研究对象与研究内容 5
2-2 工程力学的两种主要模型 6
3 工程力学的研究方法 6
3-1 两种不同的理论分析方法 6
3-2 工程力学的实验分析方法 7
3-3 工程力学的计算机分析方法 8
基础部分 13
第1章 力的概念与物体的受力分析 13
1-1 静力学模型 13
1-1-1 物体的抽象与简化——刚体 13
1-1-2 集中力和分布力 13
1-1-3 约束 14
1-2 力的基本概念 14
1-2-1 力与力系 14
1-2-2 静力学基本原理 15
1-3 工程中常见的约束与约束力 16
1-3-1 柔性约束 17
1-3-2 刚性约束 17
1-4 受力分析与受力图 21
1-5 结论与讨论 24
1-5-1 本章最基本的概念 24
1-5-2 受力分析方法 25
1-5-3 平衡的概念 25
1-5-4 静力学原理的适用性 25
习题 26
第2章 力矩的概念和力系的等效与简化 30
2-1 力对点之矩与力对轴之矩 30
2-1-1 力对点之矩 30
2-1-2 力对轴之矩 31
2-1-3 合力矩定理 32
2-2 力偶与力偶系 34
2-2-1 力偶与力偶系 34
2-2-2 力偶的性质 35
2-2-3 力偶系的合成 37
2-3 力系等效定理 37
2-3-1 力系的主矢和主矩 37
2-3-2 力系等效定理 38
2-4 力系的简化 38
2-4-1 力向一点平移定理 39
2-4-2 空间一般力系的简化 39
2-4-3 力系简化在固定端约束力分析中的应用 41
2-5 结论与讨论 43
2-5-1 力学矢量的性质 43
2-5-2 合力之矩定理及其应用 43
2-5-3 力系简化的最后结果 44
2-5-4 实际约束的简化模型 45
2-5-5 力偶性质及其推论的适用性 45
习题 46
第3章 力系的平衡 49
3-1 平衡与平衡条件 49
3-1-1 平衡的概念 49
3-1-2 平衡的充要条件 49
3-2 力系的平衡方程 50
3-2-1 平衡方程的一般形式 50
3-2-2 空间力系的特殊情形 50
3-3 平面力系的平衡方程 51
3-3-1 平面力系平衡方程的一般形式 51
3-3-2 平面力系平衡方程的其他形式 52
3-4 平衡方程的应用 54
3-5 静定和静不定问题的概念 61
3-6 刚体系统平衡问题 61
3-7 结论与讨论 65
3-7-1 受力分析的重要性 65
3-7-2 求解刚体系统平衡问题需要注意的几个问题 66
3-7-3 正确地进行直观判断，提高定性分析能力 67
习题 68
第4章 静力学专题 75
4-1 平面静定桁架的静力分析 75
4-1-1 桁架及其工程应用 75
4-1-2 桁架的力学模型 76
4-1-3 桁架静力分析的基本方法 78
4-2 考虑摩擦时的平衡问题 80
4-2-1 工程中的摩擦问题 80
4-2-2 滑动摩擦力·库仑定律 81
4-2-3 摩擦角与自锁现象 82
4-2-4 考虑滑动摩擦时的平衡问题 85
4-2-5 滚动摩阻概述 88
4-3 结论与讨论 92
4-3-1 桁架分析的几点结论 92
4-3-2 关于桁架的几点讨论 92
4-3-3 摩擦平衡问题的重要结论 94
习题 94
第5章 运动学基础 98
5-1 质点运动学 98
5-1-1 参考系 98
5-1-2 位矢、速度和加速度 98
5-2 刚体的简单运动 103
5-2-1 平移 103
5-2-2 定轴转动 104
5-3 结论与讨论 109
5-3-1 质点运动学两类问题 109
5-3-2 描述点的运动的不同方法 110
5-3-3 刚体简单运动分析中要注意的问题 110
习题 111
第6章 点的复合运动 113
6-1 点的合成运动 113
6-1-1 定参考系和动参考系 113
6-1-2 绝对运动、相对运动和牵连运动 114
6-2 点的速度合成定理 114
6-3 牵连运动为平移时点的加速度合成定理 117
6-4 牵连运动为转动时点的加速度合成定理·科氏加速度 120
6-4-1 由一个反例提出的问题 120
6-4-2 牵连运动为转动时点的加速度合成定理 120
6-5 结论与讨论 126
习题 128
第7章 刚体的平面运动 132
7-1 刚体平面运动方程及运动分解 132
7-1-1 刚体平面运动力学模型的简化 132
7-1-2 刚体平面运动的自由度、广义坐标和运动方程 133
7-1-3 平面运动分解为平移和转动 135
7-2 平面图形上各点的速度分析 136
7-2-1 基点法 136
7-2-2 速度投影定理法 137
7-2-3 瞬时速度中心法 137
7-3 平面图形上各点的加速度分析 143
7-4 运动学综合应用举例 148
7-5 结论与讨论 152
7-5-1 运动分析的方法 152
7-5-2 刚体复合运动 152
7-5-3 平面图形的角速度ω与相对角速度ωr 153
习题 153
第8章 质点动力学 157
8-1 质点运动微分方程 157
8-1-1 质点运动微分方程 157
8-1-2 笛卡儿坐标系下的质点运动微分方程 157
8-1-3 自然坐标系下的质点运动微分方程 158
8-2 质点动力学的两类基本问题 159
8-2-1 第一类质点动力学问题——已知运动求力 159
8-2-2 第二类质点动力学问题——已知力求运动 162
8-3 结论与讨论 165
8-3-1 运动的初始条件是决定物体运动的重要因素 165
8-3-2 非惯性系下的质点运动方程 166
习题 167
第9章 动量定理及其应用 170
9-1 动量定理与动量守恒 170
9-1-1 质点系的动量 170
9-1-2 质点系动量定理 171
9-1-3 动量守恒定理 172
9-2 质心运动定理 173
9-2-1 质心运动定理 173
9-2-2 质心运动定理的守恒形式 173
9-3 应用举例 174
9-4 结论与讨论 178
9-4-1 牛顿第二定律与动量定理的微分形式 178
9-4-2 有趣的实例 178
习题 179
第10章 动量矩定理及其应用 182
10-1 动量矩定理与动量矩守恒 182
10-1-1 质点系的动量矩 182
10-1-2 质点系的动量矩定理 182
10-2 相对质心的动量矩定理 185
10-2-1 质点系相对质心的动量矩 185
10-2-2 质点系相对质心的动量矩定理 186
10-3 刚体定轴转动微分方程与平面运动微分方程 187
10-3-1 刚体定轴转动微分方程 187
10-3-2 刚体平面运动微分方程 188
10-4 应用举例 189
10-5 结论与讨论 193
10-5-1 几个需要注意的关系 193
10-5-2 刚体的惯性积和惯性主轴 194
习题 195
第11章 动能定理及其应用 200
11-1 作用在刚体上力的功、力偶的功 200
11-1-1 定轴转动刚体上外力的功和外力偶的功 200
11-1-2 内力的功 201
11-2 质点系的动能与刚体的动能 202
11-2-1 质点系的动能 202
11-2-2 刚体的动能 203
11-3 动能定理及其应用 204
11-3-1 质点系的动能定理 204
11-3-2 动能定理的应用举例 205
11-4 势能的概念·机械能守恒定律及其应用 208
11-4-1 有势力和势能 208
11-4-2 机械能守恒定律 208
11-5 动力学普遍定理综合应用 209
11-6 结论与讨论 213
11-6-1 运动学方程的重要性 213
11-6-2 关于速度瞬心的应用 214
习题 214
第12章 达朗贝尔原理 219
12-1 达朗贝尔原理 219
12-1-1 质点的达朗贝尔原理与惯性力 219
12-1-2 质点系的达朗贝尔原理 220
12-2 惯性力系的简化 221
12-2-1 惯性力系的主矢与主矩 221
12-2-2 刚体平移时惯性力系的简化 221
12-2-3 刚体作定轴转动时惯性力系的简化 221
12-2-4 刚体作平面运动时惯性力系的简化 222
12-3 达朗贝尔原理的应用 223
12-4 结论与讨论 227
12-4-1 关于绕定轴转动刚体的轴承动约束力 227
12-4-2 关于动静法与动量矩定理 229
12-4-3 动力学普遍定理与动静法的综合应用 229
习题 229
专题部分 237
第13章 虚位移原理 237
13-1 引言 237
13-2 虚位移原理中的基本概念 239
13-2-1 约束 239
13-2-2 广义坐标与自由度 242
13-2-3 虚位移与虚功 243
13-2-4 理想约束 245
13-3 虚位移原理 245
13-3-1 虚位移原理表述 245
13-3-2 虚位移原理应用 246
13-3-3 虚位移原理在简单刚体系统中的应用 246
13-4 结论与讨论 251
13-4-1 确定系统的自由度与广义坐标 251
13-4-2 虚位移必须是系统约束所允许的任意微小位移 251
13-4-3 应用虚位移原理时，解析法或几何法的选用 252
习题 253
第14章 碰撞概述 258
14-1 碰撞现象·恢复因数 258
14-2 碰撞基本定理 259
14-2-1 碰撞冲量定理 259
14-2-2 碰撞冲量矩定理 260
14-3 碰撞举例 260
14-3-1 两物体的对心碰撞及斜碰撞 260
14-3-2 定轴转动刚体的碰撞 263
14-3-3 平面运动刚体的碰撞 264
14-4 结论与讨论 265
14-4-1 碰撞中的能量 265
14-4-2 恢复因数的作用及局限 266
习题 266
第15章 机械振动基础 269
15-1 单自由度系统振动 269
15-1-1 单自由度系统无阻尼振动 269
15-1-2 单自由度系统阻尼振动 271
15-1-3 单自由度系统强迫阻尼振动 273
15-2 转轴的临界转速 280
15-3 减振与隔振 282
15-4 结论与讨论 287
15-4-1 关于固有频率、共振及振动幅频特性 287
15-4-2 多自由度振动系统的固有频率概述 287
习题 289
习题答案 293
索引 302
参考文献 306
主编简介 307