工程力學

緒論1
0.1工程力學課程的主要內容1
0.2工程力學研究模型與研究方法2
0.2.1工程力學的研究模型2
0.2.2工程力學的研究方法2
0.2.3學習工程力學的目的2
0.3工程力學發展過程與成就3

第一篇 靜力學

第1章 靜力學公理及受力分析 7
1.1靜力學公理7
1.2約束和約束力9
1.3物體的受力分析和受力圖13

第2章 力系的簡化與平衡 19
2.1平面匯交力系的簡化與平衡19
2.1.1平面匯交力系的簡化19
2.1.2平面匯交力系的平衡條件20
2.2平面力偶系的簡化與平衡23
2.2.1力偶與力偶矩23
2.2.2平面力偶的等效定理23
2.2.3平面力偶系的簡化與平衡條件24
2.3平面任意力系的簡化與平衡26
2.3.1力的平移定理26
2.3.2平面任意力系向平面內一點的簡化27
2.3.3平面任意力系的平衡條件30
2.3.4平衡方程的不同形式及剛體系的平衡32
2.4桁架37
2.5空間力系40
2.5.1空間匯交力系40
2.5.2空間中的力、力矩及力偶矩44
2.5.3空間力偶系的簡化與平衡條件46
2.5.4空間任意力系的簡化48
2.5.5空間任意力系的平衡條件50
2.6重心及其確定方法56
2.6.1平行力系中心56
2.6.2重心57
2.6.3確定物體重心的方法57

第3章 摩擦 78
3.1滑動摩擦78
3.1.1靜滑動摩擦力及 靜滑動摩擦力78
3.1.2動滑動摩擦力79
3.2摩擦角和自鎖現象80
3.2.1摩擦角80
3.2.2自鎖現象80
3.3考慮摩擦時物體的平衡問題82
3.4滾動摩阻的概念89

第二篇 材料力學

第4章 軸向拉伸和壓縮 102
4.1軸向拉伸和壓縮的概念與實例102
4.2內力、軸力、軸力圖103
4.2.1內力的概念與截面法103
4.2.2軸力與軸力圖103
4.3拉(壓)杆內的應力104
4.3.1應力的概念105
4.3.2拉(壓)杆橫截面上的應力105
4.3.3拉(壓)杆斜截面上的應力107
4.4拉(壓)杆的變形108
4.5拉(壓)杆內的應變能111
4.6材料在拉伸和壓縮時的力學性能113
4.6.1低碳鋼的拉伸試驗114
4.6.2其他塑性材料拉伸時的力學性能116
4.6.3鑄鐵拉伸時的力學性能117
4.6.4壓縮時材料的力學性能117
4.6.5兩類材料力學性能的比較119
4.7許用應力、安全因數與強度條件119
4.7.1許用應力與安全因數119
4.7.2強度條件120
4.8拉(壓)超靜定問題123
4.8.1超靜定問題的提出及其求解方法123
4.8.2裝配應力125
4.8.3溫度應力127
4.9應力集中129
4.9.1應力集中的概念129
4.9.2應力集中對構件強度的影響129
4.10剪切與擠壓的實用計算130
4.10.1剪切的實用計算130
4.10.2擠壓的實用計算132

第5章 扭轉 144
5.1扭轉的基本概念144
5.2扭矩與扭矩圖145
5.2.1外力偶矩的計算145
5.2.2扭轉時的內力——扭矩145
5.2.3扭矩圖146
5.3純剪切與切應力互等定理147
5.3.1薄壁圓筒扭轉時的切應力147
5.3.2切應力互等定理148
5.3.3剪切胡克定律149
5.4圓軸扭轉時的應力與變形149
5.4.1圓軸扭轉時的應力及強度計算149
5.4.2極慣性矩和抗扭截面模量計算151
5.4.3斜截面上的應力152
5.4.4剛度計算與剛度條件154
5.5矩形截面杆扭轉簡介160

第6章 彎曲 166
6.1彎曲的基本概念166
6.1.1彎曲的概念與實例166
6.1.2梁的類型167
6.2梁的剪力和彎矩·剪力圖和彎矩圖167
6.2.1梁的剪力和彎矩167
6.2.2剪力方程、彎矩方程與剪力圖、彎矩圖169
6.2.3彎矩、剪力與分佈荷載集度間的微分關係及其應用173
6.2.4疊加法繪製彎矩圖176
6.2.5平面剛架的彎曲內力177
6.3截面的幾何性質178
6.3.1截面的靜矩和形心位置178
6.3.2慣性矩、慣性積和極慣性矩178
6.3.3慣性矩、慣性積的平行移軸公式179
6.4梁橫截面上的正應力·梁的正應力強度條件181
6.4.1純彎曲時梁橫截面上的正應力181
6.4.2橫力彎曲時梁橫截面上的正應力184
6.4.3梁的正應力強度條件185
6.5梁橫截面上的切應力·梁的切應力強度條件187
6.5.1矩形截面梁的切應力187
6.5.2工字形截面梁的切應力189
6.5.3圓形截面梁和環形截面梁的切應力190
6.5.4梁的切應力強度條件190
6.6梁的變形·梁的剛度條件191
6.6.1梁的撓度和轉角191
6.6.2撓曲線的近似微分方程192
6.6.3積分法計算梁的變形193
6.6.4疊加法計算梁的變形197
6.6.5梁的剛度條件及其應用198

第7章 應力狀態和強度理論 211
7.1應力狀態概述211
7.1.1一點處的應力狀態211
7.1.2單元體212
7.2平面應力狀態分析212
7.2.1解析法求斜截面的應力213
7.2.2圖解法求斜截面的應力214
7.2.3主應力與主平面216
7.3三向應力狀態的應力圓218
7.4廣義胡克定律220
7.5空間應力狀態下的應變能密度223
7.6強度理論及其應用224
7.6.1強度理論概述224
7.6.2四種常用強度理論225

第8章 組合變形 236
8.1組合變形概述236
8.2斜彎曲237
8.3拉伸(壓縮)與彎曲的組合239
8.3.1橫向力與軸向力共同作用239
8.3.2偏心拉伸與偏心壓縮241
8.3.3截面核心244
8.4彎曲與扭轉的組合246

第9章 壓杆穩定 256
9.1壓杆穩定的概念256
9.2兩端鉸支細長壓杆的臨界力258
9.3其他杆端約束情況下細長壓杆的臨界力260
9.4歐拉公式的適用範圍·臨界應力總圖263
9.4.1歐拉公式的適用範圍263
9.4.2經驗公式264
9.4.3臨界應力總圖265
9.5壓杆的穩定性計算267
9.6提高壓杆穩定性的措施270

第三篇 運動學

第10章 點的運動學與剛體的簡單運動 279
10.1向量法279
10.2直角坐標法280
10.3自然法285
10.4剛體的平行移動291
10.5剛體繞定軸的轉動291
10.6轉動剛體內各點的速度和加速度293
10.7輪系的傳動比295
10.8以向量表示角速度和角加速度·以矢積表示點的速度和加速度296

第11章 點的運動學與剛體的簡單運動 307
11.1相對運動·牽連運動· 運動307
11.2點的速度合成定理309
11.3點的加速度合成定理313

第12章 剛體的平面運動 328
12.1剛體平面運動的概述和運動分解328
12.2求平面圖形內各點速度的基點法330
12.3求平面圖形內各點速度的瞬心法336
12.4用基點法求平面圖形內各點的加速度340

附錄353
附錄1 簡單荷載作用下樑的撓度與轉角353
附錄2 主要符號表355
附錄3 常見名詞及其英文對照356

參考文獻360

孫豔
 
長春工程學院，副教授力學教研室副主任，常年從事有關工程力學的教學和科研工作，具有豐富的相關經驗，主講的“材料力學”為省級課程。