工程力學

第一篇 靜力學
第1章 靜力學公理和物體的受力分析 3
1.1 靜力學的基本概念 3
1.1.1 力和力系的概念 3
1.1.2 平衡及剛體的概念 5
1.2 靜力學公理 5
1.3 約束與約束力 7
1.3.1 柔性約束 8
1.3.2 光滑接觸面約束 8
1.3.3 光滑鉸鏈約束 9
1.3.4 球形鉸鏈約束 10
1.3.5 二力桿約束 11
1.3.6 固定端約束 11
1.3.7 軸承約束 11
1.4 受力分析與受力圖 12
本章小結 15
思考與練習 16
第2章 平面匯交力系與平面力偶系 19
2.1 平面匯交力系的合成 20
2.1.1　幾何法 20
2.1.2 解析法 20
2.1.3 解析法求合力的步驟 22
2.2 平面匯交力系的平衡及應用 23
2.3 力矩 25
2.3.1 力矩的概念 25
2.3.2 力矩的性質 25
2.3.3 合力矩定理 25
2.4 力偶 27
2.4.1 力偶的概念 27
2.4.2 力偶的性質 27
2.4.3　平面力偶系的合成 28
2.5 平面力偶系的平衡及應用 28
本章小結 30
思考與練習 31
第3章 平面任意力系 35
3.1 力的平移定理 35
3.2 平面任意力系的簡化 36
3.2.1 平面任意力系向作用面內任一點的簡化 36
3.2.2 平面任意力系簡化結果的討論 37
3.3 平面任意力系的平衡及應用 38
3.3.1 平面任意力系的平衡條件 38
3.3.2 平面任意力系平衡方程的其他形式 39
3.3.3 平面任意力系平衡問題的解題方法與步驟 39
3.3.4 平面平行力系的平衡方程 41
3.4 靜定與超靜定 物系的平衡 42
3.4.1 靜定與超靜定的概念 42
3.4.2 物體系統(tǒng)的平衡 43
3.5 考慮摩擦時物體的平衡 46
3.5.1 滑動摩擦 47
3.5.2 摩擦角與自鎖現(xiàn)象 47
3.5.3 考慮摩擦時物體的平衡 49
3.5.4 滾動摩擦簡介 51
本章小結 51
思考與練習 53
第4章 空間力系 57
4.1 力在空間直角坐標軸上的投影 57
4.1.1 一次投影法 58
4.1.2 二次投影法 58
4.2 力對軸之矩 59
4.2.1 力對軸之矩 59
4.2.2 合力矩定理 60
4.3 空間力系的平衡方程 61
4.4 重心的確定 63
本章小結 65
思考與練習 66
第二篇 材料力學
第5章 軸向拉伸與壓縮 71
5.1 內力、軸力及軸力圖 72
5.1.1 內力的概念 72
5.1.2 截面法、軸力及軸力圖 72
5.2 軸向拉（壓）桿橫截面上的應力 75
5.3 軸向拉（壓）桿橫截面上的變形 78
5.3.1 縱向變形與橫向變形 78
5.3.2 胡克定律 78
5.4 軸向拉（壓）桿的強度計算 80
5.5 材料在拉伸和壓縮時的力學性能 84
5.5.1 材料的拉伸與壓縮試驗 84
5.5.2 低碳鋼拉伸時的應力—應變圖及其力學性能 84
5.5.3 材料在壓縮時的力學性質 86
本章小結 87
思考與練習 88
第6章 剪切與擠壓 91
6.1 剪切變形及其實用計算 91
6.1.1 剪切的概念 91
6.1.2 剪切的實用計算 92
6.2 擠壓變形及其實用計算 93
6.2.1 擠壓的概念 93
6.2.2 擠壓的實用計算 94
6.3 應用舉例 94
本章小結 98
思考與練習 99
第7章 扭轉 101
7.1 外力偶矩、扭矩和扭矩圖 102
7.1.1 外力偶矩的計算 102
7.1.2 扭矩和扭矩圖 102
7.2 圓軸扭轉時的應力與強度條件 103
7.2.1 圓軸扭轉時橫截面上的應力 104
7.2.2 Ip與Wp的計算 106
7.2.3 圓軸扭轉的強度條件 107
7.2.4 圓軸扭轉時的變形與剛度條件 108
本章小結 111
思考與練習 111
第8章 平面彎曲內力 115
8.1 梁的分類與載荷的分類 116
8.2 彎曲時橫截面上的內力—剪力和彎矩 117
8.3 剪力圖和彎矩圖 119
8.4 純彎曲梁橫截面上的正應力及其強度計算 122
8.4.1 純彎曲 123
8.4.2 正應力計算公式 124
8.4.3 彎曲正應力的強度計算 127
8.5 純彎曲梁橫截面上的切應力及其強度計算 128
8.5.1 矩形截面梁橫截面上的切應力 129
8.5.2 其他常見截面梁的最大切應力計算公式 129
8.5.3 梁的切應力強度條件 130
8.6 梁的彎曲變形 132
8.6.1 工程中的彎曲變形問題 132
8.6.2 撓曲線近似微分方程 132
8.6.3 積分法求梁的撓度和轉角 134
8.6.4 疊加法求梁的撓度和轉角 134
8.7 梁的剛度計算 134
8.8 提高梁的強度和剛度的措施 136
本章小結 137
思考與練習 138
第9章 應力狀態(tài)分析和強度理論 145
9.1 應力狀態(tài)的概念 145
9.2 應力狀態(tài)的研究方法及分類 145
9.2.1 應力狀態(tài)的研究方法 145
9.2.2 應力狀態(tài)的分類 146
9.3 二向應力狀態(tài)分析—解析法 147
9.3.1 二向應力狀態(tài)的斜截面應力 147
9.3.2 主平面與主應力 148
9.3.3 極值切應力 148
9.4 二向應力狀態(tài)分析—圖解法 149
9.4.1 應力圓的畫法與斜截面應力 149
9.4.2 應力圓上的主應力、主平面和極值切應力 150
9.5 強度理論 151
9.5.1 強度理論的概念 151
9.5.2 基本強度理論 151
9.5.3 強度理論的應用 153
本章小結 153
思考與練習 154
第10章 組合變形 157
10.1 拉伸（壓縮）與彎曲組合變形的強度計算 158
10.2 彎曲與扭轉組合變形的強度計算 161
本章小結 163
思考與練習 164
第三篇 運動學和動力學
第11章 質點的運動學 169
11.1 矢量法 169
11.1.1 點的運動方程 169
11.1.2 點的速度 169
11.1.3 點的加速度 170
11.2 直角坐標法 170
11.2.1 點的運動方程 170
11.2.2 點的速度 171
11.2.3 點的加速度 171
11.3 自然法 173
11.3.1點的運動方程 173
11.3.2 自然軸系 173
11.3.3 點的速度 174
11.3.4 點的加速度 175
11.3.5 幾種常見的運動 176
本章小結 177
思考與練習 177
第12章 剛體的簡單運動 179
12.1 剛體的平動 179
12.2 剛體繞定軸轉動及運動方程 180
12.2.1 轉動方程 180
12.2.2 角速度 181
12.2.3 角加速度 181
12.2.4 轉動剛體上各點的速度與加速度 182
本章小結 183
思考與練習 184
第13章 點的合成運動 185
13.1 合成運動基本概念 185
13.2 點的速度合成定理 186
本章小結 187
思考與練習 187
第14章 質點動力學的基本方程 189
14.1 動力學的基本定律 189
14.1.1 第一定律 慣性定律 189
14.1.2 第二定律 力與加速度之間關系定律 189
14.1.3 第三定律 作用與反作用定律 190
14.2 質點的運動微分方程 190
14.2.1 矢量形式的質點運動方程 190
14.2.2 直角坐標系的投影式 191
14.2.3 自然坐標系的投影式 191
14.3 質點動力學的兩類基本問題 192
本章小結 193
思考與練習 194
第15章 動能定理 195
15.1 功和功率 195
15.1.1 功的概念及元功表達式 195
15.1.2 常見力的功 196
15.1.3 功率 197
15.2 動能 198
15.2.1 質點的動能 198
15.2.2 剛體的動能 198
15.3 動能定理 199
15.3.1 質點的動能定理 199
15.3.2 剛體的動能定理 199
本章小結 200
思考與練習 201
參考文獻 202