工程力学教程(吴亚平)(二版)

**篇静力学
**章静力学的基本概念和物体的
受力分析2
**节静力学的基本概念2
第二节静力学公理2
第三节约束4
一、基本约束4
二、支座5
第四节荷载6
第五节物体受力分析7
习题9
第二章平面汇交力系及平面力偶系11
**节平面汇交力系合成的几何法11
第二节平面汇交力系合成的解析法12
一、力在坐标轴上的投影12
二、合力投影定理13
三、平面汇交力系合成的解析法14
第三节平面汇交力系的平衡条件14
一、平面汇交力系平衡的几何条件14
二、平面汇交力系平衡的解析条件16
第四节平面力矩18
一、力对点的矩18
二、合力矩定理19
第五节平面力偶20
一、力偶和力偶矩20
二、平面力偶的等效定理20
第六节平面力偶系的平衡21
一、平面力偶系的合成21
二、平面力偶系的平衡条件22
习题23
第三章平面任意力系27
**节平面任意力系向作用面内一点简化27
一、力的平移定理27
二、平面任意力系向作用面内一点简化28
三、平面任意力系的简化结果讨论29
第二节平面任意力系的平衡32
一、平面任意力系的平衡条件32
二、物体系的平衡36
第三节考虑摩擦时物体的平衡42
一、静滑动摩擦力和静滑动摩擦定律42
二、动滑动摩擦力和动滑动摩擦定律43
三、摩擦角与自锁现象43
四、考虑摩擦时物体的平衡问题44
习题46
第四章空间任意力系50
**节空间汇交力系50
一、力在空间直角坐标轴上的投影50
二、空间汇交力系的合成与平衡51
第二节力对点之矩和力对轴之矩52
一、力对点之矩52
二、力对轴之矩53
三、力对点之矩与力对轴之矩的关系53
第三节空间力偶系54
一、力偶矩矢量54
二、空间力偶系的合成与平衡54
第四节空间任意力系向一点简化54
第五节空间任意力系的平衡方程及应用56
第六节物体的重心58
一、重心的概念58
二、确定物体重心的方法59
习题62第二篇杆件的强度、刚度及稳定性分析
第五章截面的几何性质67
**节静矩和形心67
一、静矩67
二、形心67
三、形心和静矩的关系67
第二节惯性矩和极惯性矩69
一、惯性矩69
二、极惯性矩69
第三节简单截面的惯性矩69
一、矩形截面对其形心轴的惯性矩69
二、圆形截面对其形心轴的惯性矩70
三、圆环截面对其形心轴的惯性矩70
第四节组合截面的惯性矩70
一、惯性矩的平行移轴定理70
二、组合截面的惯性矩71
习题72
第六章轴向拉伸和压缩74
**节轴向拉伸和压缩的概念74
第二节内力与截面法74
一、内力的概念74
二、截面法和轴力74
第三节应力的概念及拉（压）杆横截面上的应力76
一、应力的概念76
二、拉（压）杆横截面上的应力77
第四节拉（压）杆的变形及虎克定律78
一、变形和应变78
二、泊松比79
三、虎克定律79
第五节材料在拉伸和压缩时的力学性能81
一、低碳钢在拉伸时的力学性能81
二、低碳钢在压缩时的力学性能84
三、其他材料在拉伸及压缩时的力学
性能84
第六节拉（压）杆的强度计算85
一、许用应力的确定85
二、拉（压）杆的强度条件85
第七节拉伸和压缩的超静定问题89
第八节压杆的稳定计算90
一、压杆稳定性的概念90
二、压杆的实用计算92
习题96
第七章剪切101
**节剪切的概念101
第二节剪切和挤压强度的实用计算101
第三节焊接实用计算104
一、对接105
二、搭接105
第四节切应变及剪切虎克定律，切应力
互等定理107
一、切应变及剪切虎克定律107
二、切应力互等定理107
习题108
第八章梁的内力110
**节弯曲的概念110
第二节用截面法求梁的内力110
第三节内力方程及内力图113
第四节弯矩、剪力及荷载集度间的微分
关系116
习题119
第九章梁的应力122
**节弯曲应力的概念122
第二节纯弯曲时梁的正应力122
一、实验观察与平面假设122
二、变形规律123
三、正应力分布规律123
四、中性轴位置和正应力计算公式124
第三节梁弯曲时的正应力强度条件127
第四节梁截面的合理形状130
第五节梁的切应力及其强度计算131
一、梁的切应力计算公式132
二、切应力的强度校核133
习题135
第十章圆轴扭转139
**节扭转的概念139
第二节扭矩及扭矩图139
第三节圆轴扭转时的应力及变形141
一、圆轴扭转时的应力141
二、圆轴扭转时的变形144
第四节圆轴扭转时的强度及刚度条件144
一、强度条件144
二、刚度条件144
习题146
第十一章组合变形时的强度计算148
**节组合变形的概念148
第二节弯曲与拉伸或压缩的组合148
第三节弯曲与扭转的组合151
习题154第三篇结构力学
第十二章平面体系的几何组成分析160
**节平面体系的自由度与约束160
一、平面体系的自由度160
二、约束161
三、多余约束161
第二节几何不变体系的简单组成规则161
一、两刚片规则161
二、三刚片规则162
三、二元体规则162
第三节几何组成分析示例164
第四节静定结构和超静定结构165
习题165
第十三章静定结构的内力计算167
**节多跨静定梁167
第二节静定平面刚架169
一、刚架的组成特性169
二、刚架的内力计算170
第三节三铰拱的计算174
一、概述174
二、三铰平拱的计算175
三、三铰拱的合理拱轴线179
第四节静定平面桁架180
一、桁架的特点及组成180
二、桁架的内力计算181
习题186
第十四章静定结构的位移计算190
**节概述190
第二节变形体的虚功原理191
一、虚功191
二、虚功原理192
三、虚功原理的应用192
第三节结构位移计算的一般公式192
第四节静定结构在荷载作用下的位移
计算194
一、荷载作用下的位移计算公式194
二、各类结构位移计算的简化公式194
三、计算示例195
第五节图乘法计算位移197
一、图乘法及其应用条件197
二、常用图形的面积公式和形心位置198
三、复杂图形的分解和叠加199
第六节静定结构支座位移时的位移
计算201
第七节静定结构温度变化时的位移
计算202
第八节线性变形体系的互等定理203
一、功的互等定理203
二、位移互等定理204
三、反力互等定理204
四、反力与位移互等定理205
习题205
第十五章力法208
**节超静定结构概述208
一、超静定结构的概念208
二、超静定结构的类型208
三、超静定结构的计算方法208
第二节力法基本概念209
一、力法的基本概念209
二、基本体系的选取210
第三节力法典型方程213
第四节力法计算超静定结构示例215
一、超静定刚架215
二、超静定桁架216
三、铰结排架218
第五节超静定结构的位移计算及*后内
力图的校核219
一、超静定结构的位移计算219
二、*后内力图的校核220
第六节温度变化及支座移动对超静定结构
的影响221
一、温度变化的影响221
二、支座移动的影响223
第七节超静定结构的特性224
习题225
第十六章位移法228
**节位移法的基本概念228
第二节单跨超静定梁的转角位移方程229
一、由杆端位移求杆端弯矩229
二、由荷载求固端弯矩231
第三节位移法基本未知量及基本结构232
一、基本未知量232
二、基本结构234
第四节位移法典型方程及计算步骤234
第五节对称性的利用239
一、奇数跨对称结构239
二、偶数跨对称结构240
习题242
第十七章力矩分配法245
**节力矩分配法的基本概念245
一、名词解释245
二、力矩分配法的基本原理（以单结点的
力矩分配为例）247
第二节多结点的力矩分配249
习题253
第十八章影响线及其应用255
**节影响线的概念255
一、移动荷载的概念255
二、影响线的概念255
三、影响线与内力图的区别255
第二节用静力法作简支梁影响线255
第三节多跨静定梁的影响线260
第四节影响线的应用261
一、求各种荷载作用下的影响261
二、*不利荷载位置的确定263
第五节简支梁的绝对*大弯矩267
习题269
附录271
附录一型钢表271
附录二部分习题参考答案283
参考文献291