工程力學（第三版）

緒論 1
第一篇 靜力學
第1章 靜力學基礎 3
1.1 靜力學基本概念及靜力學公理 3
1.1.1 力和剛體的概念 3
1.1.2 靜力學公理 4
1.2 力在坐標軸上的投影 7
1.2.1 力在軸上的投影 7
1.2.2 力在直角坐標軸上的投影 7
1.3 力矩 9
1.3.1 力對點之矩 10
1.3.2 合力矩定理 11
1.3.3 力對軸之矩 12
1.3.4 力對點之矩與力對通過該點的軸之矩的關系 13
1.4力偶和力偶矩 13
1.4.1力偶的表示 13
1.4.2力偶的等效定理及力偶的性質(zhì) 14
1.5 物體的受力分析及受力圖 15
1.5.1 自由體與非自由體、約束與約束反力 15
1.5.2 工程中常見約束的分類及其約束反力 16
1.5.3 物體的受力分析方法及步驟 19
思考題 22
習題 24
第2章 力系的簡化 27
2.1 匯交力系的合成 27
2.1.1 匯交力系合成的幾何法 27
2.1.2 匯交力系合成的解析法 28
2.2 力偶系的合成 29
2.3 任意力系向任意一點簡化主矢和主矩 30
2.3.1 力的平移定理 30
2.3.2 力系向任意一點簡化主矢和主矩 31
2.4 力系簡化結果討論 32
2.5 平行力系的中心和重心 37
2.5.1 平行力系的中心 38
2.5.2 物體的重心及其確定方法 38
思考題 41
習題 42
第3章 力系的平衡方程及其應用 44
3.1 空間任意力系的平衡條件和平衡方程 44
3.1.1 空間任意力系的平衡條件與方程 44
3.1.2 平衡方程的幾種特殊形式 45
3.2 平面力系平衡方程的應用 48
3.2.1 單個物體的平衡問題 48
3.2.2 物體系統(tǒng)的平衡問題 52
3.3 空間力系平衡方程的應用 59
3.4 考慮摩擦時的平衡問題 62
3.4.1 靜滑動摩擦力和靜滑動摩擦定律 62
3.4.2 考慮摩擦時的平衡問題舉例 63
3.4.3 滾動摩阻概念 66
3.5 工程應用舉例 68
思考題 71
習題 72
第二篇 材料力學
第4章 材料力學的基本假設和基本概念 80
4.1 材料力學概述 80
4.2 材料力學的基本假設 81
4.3 外力、內(nèi)力與截面法 82
4.3.1 外力及其分類 82
4.3.2 內(nèi)力與截面法 82
4.4 應力 84
4.5 應變 85
4.5.1 正應變 85
4.5.2 切應變 86
4.6 桿件變形的基本形式 86
思考題 88
習題 88
第5章 軸向拉壓桿的應力與變形 90
5.1 軸向拉壓概述 90
5.2 軸力與軸力圖 91
5.3 軸向拉壓桿的應力 93
5.3.1 橫截面上的應力 93
5.3.2 斜截面上的應力 96
5.4 拉壓強度條件及應用 97
5.5 軸向拉壓桿的變形 100
5.5.1 軸向拉壓桿的變形 100
5.5.2 拉壓胡克定律 101
5.5.3 軸向變形算例 102
5.6 簡單拉壓超靜定問題 103
思考題 106
習題 107
第6章 材料拉伸和壓縮時的力學性能 111
6.1 材料拉伸時的力學性能 111
6.1.1低碳鋼拉伸時的力學性能 112
6.1.2 其他材料在拉伸時的力學性能 114
6.2 材料壓縮時的力學性能 115
6.3 應力集中 116
6.4 失效與許用應力 117
思考題 118
習題 119
第7章 剪切 121
7.1 連接件受力概述 121
7.2 連接件的實用計算 122
7.2.1 剪切的實用計算 122
7.2.2 擠壓的實用計算 123
思考題 126
習題 126
第8章 桿件的扭轉(zhuǎn) 128
8.1 扭轉(zhuǎn)概述 128
8.2 軸的外力偶矩、扭矩及扭矩圖 129
8.2.1 外力偶矩的計算 129
8.2.2 軸的扭矩 129
8.2.3 扭矩圖 130
8.3 切應力互等定理    剪切虎克定律 132
8.3.1 薄壁圓管的扭轉(zhuǎn) 132
8.3.2 切應力互等定理 133
8.3.3 剪切虎克定律 133
8.4 圓軸扭轉(zhuǎn)時的應力與變形 133
8.4.1 實心圓軸橫截面上的應力 133
8.4.2 任意兩橫截面之間的相對扭轉(zhuǎn)角 136
8.5 圓軸扭轉(zhuǎn)的強度條件和剛度條件 139
8.5.1強度條件 139
8.5.2 剛度條件 140
8.6 矩形截面桿的自由扭轉(zhuǎn) 142
思考題 144
習題 145
第9章 彎曲應力及彎曲強度 149
9.1 彎曲受力概述 149
9.2 剪力、彎矩與剪力圖、彎矩圖 151
9.2.1 剪力和彎矩 151
9.2.2 剪力圖和彎矩圖 154
9.3 剪力、彎矩與分布載荷集度之間的微分關系 157
9.3.1 剪力、彎矩與分布載荷集度之間的關系 157
9.3.2 微分關系的運用 158
9.4 彎曲正應力 163
9.4.1 純彎曲時梁橫截面卜的正應力 163
9.4.2 純彎曲理論在一般橫力彎曲中的應用 166
9.5 慣性矩 169
9.5.1 慣性矩的一般定義 169
9.5.2 慣性矩的平行軸公式 170
9.5.3 組合截面慣性矩的計算 171
9.6 梁的彎曲切應力 172
9.6.1 矩形截面梁的切應力 172
9.6.2 工字形截面粱腹板上的切應力 173
9.6.3 圓形及網(wǎng)環(huán)形截面梁的**切應力 173
9.7 梁的彎曲強度計算 173
9.7.1 梁的彎曲正應力強度條件和強度計算 173
9.7.2 梁的切應力強度計算 177
9.8 梁的合理強度設計 178
9.8.1 載荷及支座的合理配置 178
9.8.2 梁的合理截面設計 179
9.8.3 合理設計梁的外形 181
9.9 工程設計舉例 182
思考題 185
習題 187
第10章 彎曲變形 195
10.1 彎曲變形概述 195
10.2 梁變形的基本方程 196
10.2.1 梁的撓曲線微分方程 196
10.2.2 積分法計算梁的變形 197
10.3 計算梁變形的疊加法 201
10.3.1 載荷疊加法 202
10.3.2 逐段分析求和法 205
10.4 簡單超靜定梁 207
10.5 梁的剛度條件與合理剛度設計 209
10.5.1 梁的剛度條件 209
10.5.2 梁的合理剛度設計 211
思考題 212
習題 213
第11章 能量法 216
11.1 桿件彈性變形能 216
11.1.1 線彈性體上的外力做功 216
11.1.2 桿件拉壓、扭轉(zhuǎn)和彎曲時的變形能 217
11.1.3 桿件變形能一般公式 219
11.2 莫爾定理 220
11.2.1 莫爾定理 220
11.2.2 莫爾積分求桿件變形 222
思考題 225
習題 225
第12章 應力狀態(tài)分析 228
12.1 應力狀態(tài)概述 228
12.2 平面應力狀態(tài)應力分析 230
12.3 應力圓 232
12.3.1 應力圓 232
12.3.2 應力圓的繪制和應用 232
12.4 平面應力狀態(tài)的極值應力與主應力 234
12.5 三向應力狀態(tài)的**主應力 238
12.5.1 三向應力狀態(tài)的應力圓 238
12.5.2 **主應力和**切應力 239
12.6 廣義胡克定律 240
12.7 三向應力狀態(tài)下的應變能 242
思考題 243
習題 244
第13章 強度理論與組合變形 247
13.1 強度理論概述 247
13.2 關于斷裂的強度理論 248
13.2.1 **拉應力理論（第一強度理論） 248
13.2.2 **拉應變理論（第二強度理論） 249
13.3 關于屈服的強度理論 249
13.3.1 **切應力理論（第三強度理論） 249
13.3.2 畸變能密度理論（第四強度理論） 250
13.4 拉伸（壓縮）與彎曲組合變形強度計算 252
13.5 扭轉(zhuǎn)與彎曲組合變形強度計算 254
13.6 工程應用舉例 257
13.6.1 力學模型的建立 258
13 .6.2 外力計算 259
13 .6.3 內(nèi)力計算 260
13 .6.4 應力計算 261
思考題 265
習題 267
第14章 壓桿穩(wěn)定問題 270
14.1 穩(wěn)定性概述 270
14.2 細長桿的臨界壓力 272
14.2.1 兩端鉸支細長桿的臨界壓力 272
14.2.2 兩端非鉸支細長桿的臨界壓力 273
14.3 歐拉公式的適用范圍及中、小柔度桿的臨界應力 275
14.3.1 臨界應力與柔度 275
14.3.2 歐拉公式的適用范圍 276
14.3.3 臨界應力的經(jīng)驗公式 276
14.4 壓桿的穩(wěn)定實用計算及合理設計 279
14.4.1 安全因數(shù)法 279
14.4.2 折減系數(shù)法 280
14.4.3 壓桿的合理設計 280
思考題 282
習題 283
第15章 動載荷 286
15.1 慣性力問題 286
15.1.1 慣性力的概念與動靜法 286
15.1.2 等加速度直線運動構件的應力計算 287
15.1.3 等速旋轉(zhuǎn)構件的應力計算 288
15.2 桿件受沖擊時的應力計算 289
15.2.1 沖擊時的應力計算及沖擊動荷因數(shù) 289
15.2.2 提高構件抗沖擊能力的措施 293
15.3 交變應力與循環(huán)特性 293
15.4 材料的持久極限 295
15.4.1 疲勞實驗與S-N曲線 295
15.4.2 持久極限 296
15.5 影響構件持久極限的主要因素 296
15.5.1 構件外形的影響 296
15.5.2 構件截面尺寸的影響 297
15.5.3 表面加工質(zhì)量的影響 298
思考題 299
習題 300
附錄I 金屬材料的力學性能試驗 303
I.1 金屬材料的拉伸實驗 303
I.2 金屬材料的壓縮實驗 306
I.3 金屬材料的扭轉(zhuǎn)實驗 308
I.4 梁的純彎曲正應力實驗 310
I.5 電子萬能試驗機 312
I.6 液壓式萬能材料試驗機 313
I.7 電阻應變測量簡介 315
附錄II 熱軋型鋼規(guī)格表(GB/T 7062008) 320
部分習題參考答案 333
參考文獻 344