目錄
緒論 1
第1章 靜力學(xué)公理和物體的受力分析 3
1.1 靜力學(xué)基本概念 3
1.2 靜力學(xué)公理 4
1.3 約束和約束反力 6
1.3.1 約束與約束力的概念 6
1.3.2 工程中常見的約束與約束力 7
1.4 受力分析與受力圖 10
思考題 14
習(xí)題 16
第2章 平面力系 19
2.1 平面匯交力系 19
2.1.1 平面匯交力系合成的幾何法和平衡的幾何條件 19
2.1.2 合成的解析法和平衡的解析條件 21
2.2 平面力偶系 24
2.2.1 力對點(diǎn)的矩的概念 24
2.2.2 合力矩定理 24
2.2.3 力偶和力偶矩 25
2.2.4 力偶的性質(zhì) 26
2.2.5 平面內(nèi)力偶的等效條件 26
2.2.6 平面力偶系的合成 27
2.2.7 平面力偶系的平衡條件 27
2.3 平面任意力系 29
2.3.1 力的平移定理 29
2.3.2 平面任意力系向一點(diǎn)簡化·主矢與主矩 30
2.3.3 平面任意力系簡化結(jié)果討論 31
2.3.4 平面任意力系的平衡條件 34
2.3.5 平面任意力系的平衡方程 35
2.3.6 平面平行力系的平衡方程 37
2.4 靜定與超靜定問題的概念·物體系統(tǒng)的平衡 37
2.4.1 靜定與超靜定問題的概念 37
2.4.2 物體系統(tǒng)的平衡 39
2.5 平面簡單桁架 42
2.5.1 平面桁架的概念 42
2.5.2 平面簡單桁架的內(nèi)力計(jì)算 43
思考題 46
習(xí)題 48
第3章 空間力系 54
3.1 力在空間直角坐標(biāo)軸上的投影及分解 54
3.1.1 力在直角坐標(biāo)軸上的投影 54
3.1.2 力沿空間直角坐標(biāo)軸分解 55
3.2 空間力對點(diǎn)之矩和力對軸之矩 55
3.2.1 空間力對點(diǎn)之矩以矢量表示——力矩矢 55
3.2.2 力對軸之矩 56
3.2.3 力對點(diǎn)之矩與力對通過該點(diǎn)的軸之矩的關(guān)系 58
3.3 空間力偶 58
3.3.1 力偶矩以矢量表示——力偶矩矢 58
3.3.2 空間力偶等效定理 59
3.3.3 空間力偶系的合成 59
3.4 空間任意力系向任一點(diǎn)簡化·主矢和主矩矢 60
3.4.1 空間任意力系向一點(diǎn)的簡化 60
3.4.2 空間任意力系的簡化結(jié)果分析 61
3.5 空間任意力系的平衡方程及其應(yīng)用 63
3.5.1 空間任意力系的平衡方程式 63
3.5.2 空間約束 64
3.5.3 空間力系平衡方程的應(yīng)用 65
3.6 平行力系的中心及物體的重心 68
3.6.1 平行力系的中心 68
3.6.2 重心 69
3.6.3 物體的重心坐標(biāo)公式 69
3.6.4 確定物體重心的方法 71
思考題 73
習(xí)題 74
第4章 材料力學(xué)的基本概念 78
4.1 材料力學(xué)的任務(wù) 78
4.2 變形固體的基本假設(shè) 79
4.3 內(nèi)力、截面法和應(yīng)力 80
4.4 線應(yīng)變與切應(yīng)變 81
4.5 桿件變形的基本形式 82
思考題 83
習(xí)題 84
第5章 軸向拉伸和壓縮 85
5.1 軸向拉伸與壓縮的概念 85
5.2 軸向拉伸與壓縮橫截面上的內(nèi)力 86
5.2.1 軸力 86
5.2.2 軸力圖 87
5.3 桿件在軸向載荷作用下的應(yīng)力 88
5.3.1 橫截面上的應(yīng)力 88
5.3.2 拉(壓)桿斜截面上的應(yīng)力 89
5.4 拉伸和壓縮時材料的力學(xué)性能 91
5.4.1 拉伸試樣和設(shè)備 91
5.4.2 低碳鋼在拉伸時的力學(xué)性能 93
5.4.3 其他塑性材料在拉伸時的力學(xué)性能 95
5.4.4 鑄鐵在拉伸時的力學(xué)性能 95
5.4.5 材料在壓縮時的力學(xué)性能 95
5.5 拉壓桿件的強(qiáng)度計(jì)算 96
5.5.1 失效、安全因數(shù)與許用應(yīng)力 96
5.5.2 拉伸或壓縮桿件的強(qiáng)度計(jì)算 97
5.6 拉(壓)桿的變形分析 99
5.6.1 軸向變形與胡克定律 99
5.6.2 軸向變形與泊松比 101
5.6.3 靜定結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的位移計(jì)算 103
5.7 拉壓超靜定問題 104
5.8 裝配應(yīng)力及溫度應(yīng)力 108
思考題 111
習(xí)題 112
第6章 剪切與擠壓的實(shí)用計(jì)算 115
6.1 剪切的實(shí)用計(jì)算 115
6.2 擠壓的實(shí)用計(jì)算 118
思考題 120
習(xí)題 120
第7章 圓軸扭轉(zhuǎn) 122
7.1 圓軸扭轉(zhuǎn)的概念和實(shí)例 122
7.2 外力偶矩的計(jì)算 扭矩和扭矩圖 122
7.2.1 外力偶矩的計(jì)算 122
7.2.2 扭矩和扭矩圖 123
7.3 圓軸扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力 125
7.3.1 切應(yīng)力互等定理 125
7.3.2 剪切胡克定律 126
7.3.3 圓軸扭轉(zhuǎn)時的切應(yīng)力 126
7.3.4 Ip、Wt的計(jì)算 128
7.3.5 扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度條件 129
7.4 圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形 131
7.4.1 扭轉(zhuǎn)角 131
7.4.2 扭轉(zhuǎn)的剛度條件 132
思考題 136
習(xí)題 136
第8章 彎曲 139
8.1 彎曲的概念 139
8.1.1 彎曲的概念和實(shí)例 139
8.1.2 梁的計(jì)算簡圖 140
8.2 剪力方程和彎矩方程、剪力圖和彎矩圖 142
8.2.1 剪力和彎矩的概念 142
8.2.2 剪力和彎矩的計(jì)算 144
8.2.3 剪力方程和彎矩方程、剪力圖和彎矩圖 145
8.3 載荷集度、剪力和彎矩之間的關(guān)系 150
8.3.1 載荷集度、剪力和彎矩之間的微分關(guān)系 150
8.3.2 利用微分關(guān)系快速畫剪力圖和彎矩圖 151
8.4 彎曲梁橫截面上的正應(yīng)力及強(qiáng)度計(jì)算 155
8.4.1 純彎曲概念 155
8.4.2 實(shí)驗(yàn)觀察與假設(shè) 155
8.4.3 純彎曲正應(yīng)力計(jì)算公式 156
8.4.4 橫力彎曲正應(yīng)力計(jì)算公式 158
8.4.5 梁的彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度條件 159
8.5 彎曲梁橫截面上的切應(yīng)力及強(qiáng)度計(jì)算 163
8.5.1 矩形截面梁 163
8.5.2 工字形薄壁截面梁的彎曲切應(yīng)力 165
8.5.3 橫力彎曲梁的切應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算 166
8.6 提高梁彎曲強(qiáng)度的措施 167
8.6.1 合理安排梁的受力情況 168
8.6.2 梁的合理截面 168
8.6.3 等強(qiáng)度梁的概念 170
8.7 工程中的彎曲變形問題·撓曲線近似微分方程 171
8.8 求梁的撓度和轉(zhuǎn)角的積分法和疊加法及剛度計(jì)算 173
8.8.1 用積分法求彎曲變形 173
8.8.2 用疊加法求撓度和轉(zhuǎn)角 174
8.8.3 彎曲梁的剛度條件 176
8.9 提高梁彎曲剛度的措施 176
思考題 177
習(xí)題 178
第9章 應(yīng)力狀態(tài)分析及強(qiáng)度理論 183
9.1 點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)及其分類 183
9.2 平面應(yīng)力狀態(tài)分析 184
9.2.1 平面應(yīng)力狀態(tài) 184
9.2.2 圖解法——應(yīng)力圓 188
9.3 三向應(yīng)力狀態(tài)簡介 192
9.4 廣義胡克定律 193
9.4.1 三向應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系 193
9.4.2 體積應(yīng)變 196
9.4.3 復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變能密度 197
9.5 基本強(qiáng)度理論 198
9.5.1 強(qiáng)度理論的概念 198
9.5.2 基本強(qiáng)度理論 198
9.5.3 相當(dāng)應(yīng)力 201
9.5.4 強(qiáng)度理論的選用 202
思考題 202
習(xí)題 203
第10章 組合變形 206
10.1 組合變形與力的獨(dú)立作用原理 206
10.2 拉伸(壓縮)與彎曲的組合變形 207
10.3 彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形 211
思考題 215
習(xí)題 216
第11章 壓桿穩(wěn)定 219
11.1 壓桿穩(wěn)定的概念 219
11.2 細(xì)長壓桿的臨界壓力 221
11.2.1 兩端球鉸支細(xì)長壓桿的臨界壓力 221
11.2.2 其他支撐情況細(xì)長壓桿的臨界壓力 223
11.3 臨界應(yīng)力及臨界應(yīng)力總圖 224
11.3.1 臨界應(yīng)力和柔度 224
11.3.2 臨界應(yīng)力總圖 225
11.4 壓桿的穩(wěn)定計(jì)算 228
11.4.1 安全系數(shù)法 228
11.4.2 折減系數(shù)法 228
11.5 提高壓桿穩(wěn)定性的措施 230
思考題 232
習(xí)題 233
第12章 疲勞強(qiáng)度問題 235
12.1 交變應(yīng)力與疲勞破壞 235
12.1.1 交變應(yīng)力與疲勞失效 235
12.1.2 交變應(yīng)力的循環(huán)特征、應(yīng)力幅和平均應(yīng)力 237
12.2 持久極限 238
12.3 影響持久極限的因素 238
12.4 構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算 240
12.5 提高構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的措施 241
思考題 242
習(xí)題 242
第13章 工程力學(xué)實(shí)驗(yàn) 243
13.1 工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)概述 243
13.2 低碳鋼拉伸和鑄鐵拉伸與壓縮實(shí)驗(yàn) 244
13.3 低碳鋼和鑄鐵的扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn) 248
13.4 純彎曲梁正應(yīng)力電測實(shí)驗(yàn) 250
13.5 彎扭組合主應(yīng)力電測實(shí)驗(yàn) 251
13.6 用電測法測量金屬的彈性模量及泊松比實(shí)驗(yàn) 252
附錄A 平面圖形的幾何性質(zhì) 254
A.1 靜矩和形心 254
A.2 慣性矩、極慣性矩和慣性積 256
A.3 平行移軸公式 258
思考題 259
習(xí)題 259
附錄B 型鋼表 260
習(xí)題參考答案 254
參考文獻(xiàn) 268