讀者對象:《工程力學(xué)》可作為高等工科院校機電、土木、勘察、給水排水、環(huán)境、資源、水利、動力等專業(yè)的教材,適合40~120學(xué)時選用,還可作為自學(xué)、函授教材。
《工程力學(xué)》包括靜力學(xué)、材料力學(xué)和運動學(xué)三篇。靜力學(xué)介紹靜力學(xué)公理及受力分析,力系的簡化與平衡,摩擦;材料力學(xué)介紹軸向拉伸和壓縮,扭轉(zhuǎn),彎曲,應(yīng)力狀態(tài)和強度理論,組合變形,壓桿穩(wěn)定;運動學(xué)介紹點的運動學(xué)與剛體的簡單運動,點的合成運動及剛體的平面運動。各章附有小結(jié)、思考題和習題,便于讀者明確重點,使理論內(nèi)容更為精煉;每章例題可以加強對學(xué)生啟發(fā)性和獨立思考能力的培養(yǎng),有利于自學(xué)和課堂討論。
《工程力學(xué)》可作為高等工科院校機電、土木、勘察、給水排水、環(huán)境、資源、水利、動力等專業(yè)的教材,適合40~120學(xué)時選用,還可作為自學(xué)、函授教材。
孫艷,長春工程學(xué)院,副教授 力學(xué)教研室副主任,常年從事有關(guān)工程力學(xué)的教學(xué)和科研工作,具有豐富的相關(guān)經(jīng)驗,主講的“材料力學(xué)”為省級優(yōu)秀課程。
緒論1
0.1工程力學(xué)課程的主要內(nèi)容1
0.2工程力學(xué)研究模型與研究方法2
0.2.1工程力學(xué)的研究模型2
0.2.2工程力學(xué)的研究方法2
0.2.3學(xué)習工程力學(xué)的目的2
0.3工程力學(xué)發(fā)展過程與成就3
第一篇靜力學(xué)
第1章靜力學(xué)公理及受力分析 7
1.1靜力學(xué)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(nèi)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靜滑動摩擦力及最大靜滑動摩擦力78
3.1.2動滑動摩擦力79
3.2摩擦角和自鎖現(xiàn)象80
3.2.1摩擦角80
3.2.2自鎖現(xiàn)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(xué)
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(nèi)力、軸力、軸力圖103
4.2.1內(nèi)力的概念與截面法103
4.2.2軸力與軸力圖103
4.3拉(壓)桿內(nèi)的應(yīng)力104
4.3.1應(yīng)力的概念105
4.3.2拉(壓)桿橫截面上的應(yīng)力105
4.3.3拉(壓)桿斜截面上的應(yīng)力107
4.4拉(壓)桿的變形108
4.5拉(壓)桿內(nèi)的應(yīng)變能111
4.6材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)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(xué)性能116
4.6.3鑄鐵拉伸時的力學(xué)性能117
4.6.4壓縮時材料的力學(xué)性能117
4.6.5兩類材料力學(xué)性能的比較119
4.7許用應(yīng)力、安全因數(shù)與強度條件119
4.7.1許用應(yīng)力與安全因數(shù)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(yīng)力125
4.8.3溫度應(yīng)力127
4.9應(yīng)力集中129
4.9.1應(yīng)力集中的概念129
4.9.2應(yīng)力集中對構(gòu)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(zhuǎn) 144
5.1扭轉(zhuǎn)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(zhuǎn)時的內(nèi)力——扭矩145
5.2.3扭矩圖146
5.3純剪切與切應(yīng)力互等定理147
5.3.1薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)時的切應(yīng)力147
5.3.2切應(yīng)力互等定理148
5.3.3剪切胡克定律149
5.4圓軸扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力與變形149
5.4.1圓軸扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)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(yīng)力152
5.4.4剛度計算與剛度條件154
5.5矩形截面桿扭轉(zhuǎn)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、剪力與分布荷載集度間的微分關(guān)系及其應(yīng)用173
6.2.4疊加法繪制彎矩圖176
6.2.5平面剛架的彎曲內(nèi)力177
6.3截面的幾何性質(zhì)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(yīng)力·梁的正應(yīng)力強度條件181
6.4.1純彎曲時梁橫截面上的正應(yīng)力181
6.4.2橫力彎曲時梁橫截面上的正應(yīng)力184
6.4.3梁的正應(yīng)力強度條件185
6.5梁橫截面上的切應(yīng)力·梁的切應(yīng)力強度條件187
6.5.1矩形截面梁的切應(yīng)力187
6.5.2工字形截面梁的切應(yīng)力189
6.5.3圓形截面梁和環(huán)形截面梁的切應(yīng)力190
6.5.4梁的切應(yīng)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(zhuǎn)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(yīng)用198
第7章應(yīng)力狀態(tài)和強度理論 211
7.1應(yīng)力狀態(tài)概述211
7.1.1一點處的應(yīng)力狀態(tài)211
7.1.2單元體212
7.2平面應(yīng)力狀態(tài)分析212
7.2.1解析法求斜截面的應(yīng)力213
7.2.2圖解法求斜截面的應(yīng)力214
7.2.3主應(yīng)力與主平面216
7.3三向應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)力圓218
7.4廣義胡克定律220
7.5空間應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變能密度223
7.6強度理論及其應(yīng)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(zhuǎn)的組合246
第9章壓桿穩(wěn)定 256
9.1壓桿穩(wěn)定的概念256
9.2兩端鉸支細長壓桿的臨界力258
9.3其他桿端約束情況下細長壓桿的臨界力260
9.4歐拉公式的適用范圍·臨界應(yīng)力總圖263
9.4.1歐拉公式的適用范圍263
9.4.2經(jīng)驗公式264
9.4.3臨界應(yīng)力總圖265
9.5壓桿的穩(wěn)定性計算267
9.6提高壓桿穩(wěn)定性的措施270
第三篇運動學(xué)
第10章點的運動學(xué)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(zhuǎn)動291
10.6轉(zhuǎn)動剛體內(nèi)各點的速度和加速度293
10.7輪系的傳動比295
10.8以矢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10章點的運動學(xué)與剛體的簡單運動 307
11.1相對運動·牽連運動·絕對運動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(nèi)各點速度的基點法330
12.3求平面圖形內(nèi)各點速度的瞬心法336
12.4用基點法求平面圖形內(nèi)各點的加速度340
附錄353
附錄1簡單荷載作用下梁的撓度與轉(zhuǎn)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