工程力學(xué)

目錄
前言
緒論 1
第1篇 靜力學(xué)
第1章 靜力學(xué)基本概念和受力分析 5
1.1 剛體和力的概念 5
1.2 靜力學(xué)公理 6
1.3 約束和約束反力 8
1.3.1 光滑接觸 9
1.3.2 柔軟的繩索（皮帶、鏈條） 9
1.3.3 光滑圓柱鉸鏈 9
1.3.4 固定鉸支座 10
1.3.5 活動(dòng)鉸支座 10
1.3.6 連桿約束 11
1.4 物體的受力分析和受力圖 12
習(xí)題 16
第2章 力系的簡(jiǎn)化 18
2.1 力的投影和力的分解 18
2.1.1 力在平面和軸上的投影 18
2.1.2 合力投影定理 19
2.1.3 力的分解 19
2.2 匯交力系的簡(jiǎn)化 20
2.2.1 平面匯交力系的簡(jiǎn)化 20
2.2.2 空間匯交力系的簡(jiǎn)化 22
2.3 力矩和合力矩定理 23
2.3.1 力對(duì)點(diǎn)之矩 23
2.3.2 合力矩定理 23
2.3.3 力對(duì)點(diǎn)之矩的矢量表示法 25
2.3.4 力對(duì)軸之矩 26
2.4 力偶理論 28
2.4.1 平面力偶理論 28
2.4.2 空間力偶理論 31
2.5 力的平移定理 33
2.6 任意力系的簡(jiǎn)化 34
2.6.1 平面任意力系向作用面內(nèi)一點(diǎn)簡(jiǎn)化 34
2.6.2 平面任意力系的簡(jiǎn)化結(jié)果 36
2.6.3 空間任意力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化 38
2.6.4 空間任意力系的簡(jiǎn)化結(jié)果 40
2.7 平行力系的簡(jiǎn)化、重心和質(zhì)心 42
2.7.1 平行力系的簡(jiǎn)化 42
2.7.2 物體的重心和質(zhì)心 43
習(xí)題 48
第3章 力系的平衡 55
3.1 力系的平衡條件與平衡方程 55
3.1.1 空間力系的平衡條件與平衡方程 55
3.1.2 平面力系的平衡條件與平衡方程 56
3.2 平面力系平衡問(wèn)題 59
3.3 靜定與超靜定問(wèn)題、物體系統(tǒng)的平衡 63
3.3.1 靜定與超靜定問(wèn)題 63
3.3.2 平面物體系統(tǒng)的平衡 64
3.3.3 平面靜定桁架的內(nèi)力計(jì)算 70
3.4 空間力系平衡問(wèn)題 75
習(xí)題 79
第4章 摩擦 87
4.1 摩擦在工程實(shí)踐中的重要性 87
4.2 滑動(dòng)摩擦 87
4.2.1 靜摩擦力 87
4.2.2 *大靜摩擦力 88
4.2.3 動(dòng)摩擦力 89
4.3 摩擦角與自鎖現(xiàn)象 89
4.4 考慮摩擦的平衡問(wèn)題 91
習(xí)題 95
第2篇 運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)
第5章 點(diǎn)的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)與剛體的基本運(yùn)動(dòng) 101
5.1 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的矢量法 101
5.2 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的直角坐標(biāo)法 102
5.3 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的自然法 106
5.3.1 運(yùn)動(dòng)方程 106
5.3.2 曲線的曲率和自然軸系 106
5.3.3 速度 107
5.3.4 加速度 108
5.4 剛體的平行移動(dòng) 114
5.5 剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng) 115
5.5.1 剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程 115
5.5.2 角速度 115
5.5.3 角加速度 116
5.6 轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度和加速度 116
5.6.1 轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度 116
5.6.2 轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)各點(diǎn)的加速度 117
5.6.3 轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)點(diǎn)速度和加速度的矢積表示 120
5.6.4 定軸輪系的傳動(dòng)比 121
習(xí)題 123
第6章 點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng) 128
6.1 點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)的概念 128
6.2 點(diǎn)的速度合成定理 129
6.3 點(diǎn)的加速度合成定理 134
6.3.1 牽連運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理 134
6.3.2 牽連運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理 135
習(xí)題 142
第7章 剛體平面運(yùn)動(dòng) 148
7.1 剛體平面運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)介 148
7.2 求平面形上各點(diǎn)的速度 150
7.2.1 基點(diǎn)法 150
7.2.2 速度投影定理 151
7.2.3 速度瞬心法 152
7.3 基點(diǎn)法求平面形上各點(diǎn)的加速度 157
習(xí)題 161
第8章質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué) 166
8.1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)微分方程 166
8.1.1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)微分方程在直角坐標(biāo)軸上的投影 166
8.1.2 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)微分方程在自然軸上的投影 167
8.2 質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的兩類(lèi)問(wèn)題 167
習(xí)題 174
第9章 動(dòng)量定理和動(dòng)量矩定理 178
9.1 動(dòng)量和沖量的概念 178
9.2 動(dòng)量定理 179
9.2.1 質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理及動(dòng)量守恒定律 179
9.2.2 質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理及動(dòng)量守恒定律 181
9.3 質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理及質(zhì)心運(yùn)動(dòng)守恒定律 184
9.4 動(dòng)量矩的概念 189
9.5 動(dòng)量矩定理 189
9.5.1 質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量矩定理及動(dòng)量矩守恒定律 189
9.5.2 質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量矩定理及動(dòng)量矩守恒定律 191
9.6 剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)微分方程與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 193
9.6.1 剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)微分方程 193
9.6.2 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 196
9.7 質(zhì)點(diǎn)系相對(duì)于質(zhì)心的動(dòng)量矩定理 203
9.8 剛體平面運(yùn)動(dòng)微分方程 205
習(xí)題 207
第10章 動(dòng)能定理 215
10.1 功與功率 215
10.1.1 功 215
10.1.2 功率 221
10.2 動(dòng)能 222
10.3 質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理 225
10.4 機(jī)械能守恒定律 230
10.5 動(dòng)力學(xué)普遍定理的綜合應(yīng)用 232
習(xí)題 235
第3篇 變形體靜力學(xué)
第11章 軸向拉伸和壓縮 245
11.1 概述 245
11.2 軸向拉壓桿橫截面的內(nèi)力、軸力圖 245
11.2.1 內(nèi)力和截面法 245
11.2.2 軸力和軸力圖 246
11.3 軸向拉壓桿的應(yīng)力 248
11.3.1 拉壓桿橫截面上的正應(yīng)力 248
11.3.2 拉壓桿斜截面上的應(yīng)力 250
11.4 軸向拉壓桿的變形、胡克定律 251
11.5 軸向拉壓桿的應(yīng)變能 254
11.6 材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能 255
11.6.1 拉伸壓縮試驗(yàn) 255
11.6.2 低碳鋼材料的拉伸、壓縮試驗(yàn) 256
11.6.3 其他材料的力學(xué)性能簡(jiǎn)介 258
11.7 軸向拉壓桿的強(qiáng)度條件 260
11.8 軸向拉壓超靜定問(wèn)題 264
習(xí)題 268
第12章 扭轉(zhuǎn) 274
12.1 概述 274
12.2 扭矩和扭矩圖 274
12.3 等直圓軸橫截面上的切應(yīng)力、強(qiáng)度條件 276
12.3.1 等直圓軸橫截面上的切應(yīng)力 276
12.3.2 強(qiáng)度條件 281
12.4 等直圓軸的扭轉(zhuǎn)變形、剛度條件 281
12.5 等直圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)變能 283
12.6 扭轉(zhuǎn)超靜定問(wèn)題 285
習(xí)題 288
第13章 截面幾何性質(zhì) 292
13.1 靜矩與形心 292
13.2 極慣性矩、慣性矩、慣性積 293
13.3 計(jì)算慣性矩和慣性積的平行移軸公式 295
13.4 計(jì)算慣性矩和慣性積的轉(zhuǎn)軸公式、主慣性軸和主慣性矩 298
13.4.1 轉(zhuǎn)軸公式 298
13.4.2 主慣性軸和主慣性矩 299
習(xí)題 301
第14章 梁的彎曲應(yīng)力 304
14.1 概述 304
14.2 梁的剪力和彎矩、剪力圖和彎矩圖 305
14.2.1 指定截面的內(nèi)力、剪力和彎矩 305
14.2.2 剪力方程和彎矩方程、剪力圖和彎矩圖 308
14.2.3 剪力、彎矩與分布荷載集度之間的微分關(guān)系及其應(yīng)用 310
14.2.4 疊加法作梁的剪力圖和彎矩圖 313
14.3 梁橫截面上的正應(yīng)力 315
14.3.1 純彎曲時(shí)梁橫截面上的正應(yīng)力 315
14.3.2 純彎曲理論在橫力彎曲中的推廣 319
14.4 梁橫截面上的切應(yīng)力 320
14.4.1 矩形截面梁 320
14.4.2 工字形截面梁 322
14.4.3 圓形截面梁 323
14.4.4 薄壁圓環(huán)形截面梁 323
14.5 梁的強(qiáng)度條件與合理設(shè)計(jì) 327
14.5.1 梁的正應(yīng)力和切應(yīng)力強(qiáng)度條件 327
14.5.2 梁的合理設(shè)計(jì) 330
習(xí)題 332
第15章 梁的彎曲變形 338
15.1 梁的變形——撓度和轉(zhuǎn)角 338
15.2 梁的撓曲線近似微分方程及其積分 338
15.3 疊加法計(jì)算梁的變形 342
15.4 梁內(nèi)的彎曲應(yīng)變能 346
15.5 梁的剛度條件、提高梁剛度的措施 347
15.5.1 梁的剛度條件 347
15.5.2 提高梁剛度的措施 348
15.6 簡(jiǎn)單超靜定梁 349
習(xí)題 351
第16章 應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論 355
16.1 概述 355
16.2 平面應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)力分析 355
16.2.1 斜截面上的應(yīng)力 356
16.2.2 主平面與主應(yīng)力 356
16.2.3 應(yīng)力圓 357
16.3 空間應(yīng)力狀態(tài)的概念 362
16.4 應(yīng)力與應(yīng)變間的關(guān)系 364
16.4.1 各向同性材料的廣義胡克定律 364
16.4.2 各向同性材料的體積應(yīng)變 365
16.5 空間應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變能密度 370
16.6 強(qiáng)度理論及其應(yīng)用 371
習(xí)題 376
第17章 組合變形與連接件的計(jì)算 380
17.1 概述 380
17.2 兩相互垂直平面內(nèi)的彎曲 381
17.3 拉伸（壓縮）與彎曲的組合變形 384
17.3.1 軸向力與橫向力共同作用 384
17.3.2 偏心拉伸與壓縮 386
17.4 彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合變形 389
17.5 連接件的實(shí)用計(jì)算 392
17.5.1 剪切的實(shí)用計(jì)算 393
17.5.2 擠壓的實(shí)用計(jì)算 393
習(xí)題 397
第18章 壓桿穩(wěn)定 403
18.1 概述 403
18.2 細(xì)長(zhǎng)中心受壓直桿臨界力的歐拉公式 404
18.2.1 兩端鉸支約束下細(xì)長(zhǎng)壓桿臨界力的歐拉公式 404
18.2.2 不同桿端約束下細(xì)長(zhǎng)壓桿臨界力的歐拉公式 405
18.3 歐拉公式的適用范圍、臨界應(yīng)力總圖 406
18.4 壓桿的穩(wěn)定計(jì)算與合理設(shè)計(jì) 407
18.4.1 實(shí)際壓桿的穩(wěn)定計(jì)算 407
18.4.2 壓桿的合理設(shè)計(jì) 410
習(xí)題 414
參考文獻(xiàn) 417
附錄型鋼規(guī)格表 418