工程力学

目录
前言
绪论 1
第1篇 静力学
第1章 静力学基本概念和受力分析 5
1.1 刚体和力的概念 5
1.2 静力学公理 6
1.3 约束和约束反力 8
1.3.1 光滑接触 9
1.3.2 柔软的绳索（皮带、链条） 9
1.3.3 光滑圆柱铰链 9
1.3.4 固定铰支座 10
1.3.5 活动铰支座 10
1.3.6 连杆约束 11
1.4 物体的受力分析和受力图 12
习题 16
第2章 力系的简化 18
2.1 力的投影和力的分解 18
2.1.1 力在平面和轴上的投影 18
2.1.2 合力投影定理 19
2.1.3 力的分解 19
2.2 汇交力系的简化 20
2.2.1 平面汇交力系的简化 20
2.2.2 空间汇交力系的简化 22
2.3 力矩和合力矩定理 23
2.3.1 力对点之矩 23
2.3.2 合力矩定理 23
2.3.3 力对点之矩的矢量表示法 25
2.3.4 力对轴之矩 26
2.4 力偶理论 28
2.4.1 平面力偶理论 28
2.4.2 空间力偶理论 31
2.5 力的平移定理 33
2.6 任意力系的简化 34
2.6.1 平面任意力系向作用面内一点简化 34
2.6.2 平面任意力系的简化结果 36
2.6.3 空间任意力系向一点简化 38
2.6.4 空间任意力系的简化结果 40
2.7 平行力系的简化、重心和质心 42
2.7.1 平行力系的简化 42
2.7.2 物体的重心和质心 43
习题 48
第3章 力系的平衡 55
3.1 力系的平衡条件与平衡方程 55
3.1.1 空间力系的平衡条件与平衡方程 55
3.1.2 平面力系的平衡条件与平衡方程 56
3.2 平面力系平衡问题 59
3.3 静定与超静定问题、物体系统的平衡 63
3.3.1 静定与超静定问题 63
3.3.2 平面物体系统的平衡 64
3.3.3 平面静定桁架的内力计算 70
3.4 空间力系平衡问题 75
习题 79
第4章 摩擦 87
4.1 摩擦在工程实践中的重要性 87
4.2 滑动摩擦 87
4.2.1 静摩擦力 87
4.2.2 *大静摩擦力 88
4.2.3 动摩擦力 89
4.3 摩擦角与自锁现象 89
4.4 考虑摩擦的平衡问题 91
习题 95
第2篇 运动学与动力学
第5章 点的简单运动与刚体的基本运动 101
5.1 点运动的矢量法 101
5.2 点运动的直角坐标法 102
5.3 点运动的自然法 106
5.3.1 运动方程 106
5.3.2 曲线的曲率和自然轴系 106
5.3.3 速度 107
5.3.4 加速度 108
5.4 刚体的平行移动 114
5.5 刚体的定轴转动 115
5.5.1 刚体定轴转动的运动方程 115
5.5.2 角速度 115
5.5.3 角加速度 116
5.6 转动刚体内各点的速度和加速度 116
5.6.1 转动刚体内各点的速度 116
5.6.2 转动刚体内各点的加速度 117
5.6.3 转动刚体内点速度和加速度的矢积表示 120
5.6.4 定轴轮系的传动比 121
习题 123
第6章 点的合成运动 128
6.1 点的合成运动的概念 128
6.2 点的速度合成定理 129
6.3 点的加速度合成定理 134
6.3.1 牵连运动为平动时点的加速度合成定理 134
6.3.2 牵连运动为转动时点的加速度合成定理 135
习题 142
第7章 刚体平面运动 148
7.1 刚体平面运动简介 148
7.2 求平面形上各点的速度 150
7.2.1 基点法 150
7.2.2 速度投影定理 151
7.2.3 速度瞬心法 152
7.3 基点法求平面形上各点的加速度 157
习题 161
第8章质点动力学 166
8.1 质点运动微分方程 166
8.1.1 质点运动微分方程在直角坐标轴上的投影 166
8.1.2 质点运动微分方程在自然轴上的投影 167
8.2 质点动力学的两类问题 167
习题 174
第9章 动量定理和动量矩定理 178
9.1 动量和冲量的概念 178
9.2 动量定理 179
9.2.1 质点的动量定理及动量守恒定律 179
9.2.2 质点系的动量定理及动量守恒定律 181
9.3 质心运动定理及质心运动守恒定律 184
9.4 动量矩的概念 189
9.5 动量矩定理 189
9.5.1 质点的动量矩定理及动量矩守恒定律 189
9.5.2 质点系的动量矩定理及动量矩守恒定律 191
9.6 刚体绕定轴转动微分方程与转动惯量 193
9.6.1 刚体绕定轴转动微分方程 193
9.6.2 转动惯量 196
9.7 质点系相对于质心的动量矩定理 203
9.8 刚体平面运动微分方程 205
习题 207
第10章 动能定理 215
10.1 功与功率 215
10.1.1 功 215
10.1.2 功率 221
10.2 动能 222
10.3 质点和质点系的动能定理 225
10.4 机械能守恒定律 230
10.5 动力学普遍定理的综合应用 232
习题 235
第3篇 变形体静力学
第11章 轴向拉伸和压缩 245
11.1 概述 245
11.2 轴向拉压杆横截面的内力、轴力图 245
11.2.1 内力和截面法 245
11.2.2 轴力和轴力图 246
11.3 轴向拉压杆的应力 248
11.3.1 拉压杆横截面上的正应力 248
11.3.2 拉压杆斜截面上的应力 250
11.4 轴向拉压杆的变形、胡克定律 251
11.5 轴向拉压杆的应变能 254
11.6 材料在拉伸和压缩时的力学性能 255
11.6.1 拉伸压缩试验 255
11.6.2 低碳钢材料的拉伸、压缩试验 256
11.6.3 其他材料的力学性能简介 258
11.7 轴向拉压杆的强度条件 260
11.8 轴向拉压超静定问题 264
习题 268
第12章 扭转 274
12.1 概述 274
12.2 扭矩和扭矩图 274
12.3 等直圆轴横截面上的切应力、强度条件 276
12.3.1 等直圆轴横截面上的切应力 276
12.3.2 强度条件 281
12.4 等直圆轴的扭转变形、刚度条件 281
12.5 等直圆轴扭转时的应变能 283
12.6 扭转超静定问题 285
习题 288
第13章 截面几何性质 292
13.1 静矩与形心 292
13.2 极惯性矩、惯性矩、惯性积 293
13.3 计算惯性矩和惯性积的平行移轴公式 295
13.4 计算惯性矩和惯性积的转轴公式、主惯性轴和主惯性矩 298
13.4.1 转轴公式 298
13.4.2 主惯性轴和主惯性矩 299
习题 301
第14章 梁的弯曲应力 304
14.1 概述 304
14.2 梁的剪力和弯矩、剪力图和弯矩图 305
14.2.1 指定截面的内力、剪力和弯矩 305
14.2.2 剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图 308
14.2.3 剪力、弯矩与分布荷载集度之间的微分关系及其应用 310
14.2.4 叠加法作梁的剪力图和弯矩图 313
14.3 梁横截面上的正应力 315
14.3.1 纯弯曲时梁横截面上的正应力 315
14.3.2 纯弯曲理论在横力弯曲中的推广 319
14.4 梁横截面上的切应力 320
14.4.1 矩形截面梁 320
14.4.2 工字形截面梁 322
14.4.3 圆形截面梁 323
14.4.4 薄壁圆环形截面梁 323
14.5 梁的强度条件与合理设计 327
14.5.1 梁的正应力和切应力强度条件 327
14.5.2 梁的合理设计 330
习题 332
第15章 梁的弯曲变形 338
15.1 梁的变形——挠度和转角 338
15.2 梁的挠曲线近似微分方程及其积分 338
15.3 叠加法计算梁的变形 342
15.4 梁内的弯曲应变能 346
15.5 梁的刚度条件、提高梁刚度的措施 347
15.5.1 梁的刚度条件 347
15.5.2 提高梁刚度的措施 348
15.6 简单超静定梁 349
习题 351
第16章 应力状态和强度理论 355
16.1 概述 355
16.2 平面应力状态的应力分析 355
16.2.1 斜截面上的应力 356
16.2.2 主平面与主应力 356
16.2.3 应力圆 357
16.3 空间应力状态的概念 362
16.4 应力与应变间的关系 364
16.4.1 各向同性材料的广义胡克定律 364
16.4.2 各向同性材料的体积应变 365
16.5 空间应力状态下的应变能密度 370
16.6 强度理论及其应用 371
习题 376
第17章 组合变形与连接件的计算 380
17.1 概述 380
17.2 两相互垂直平面内的弯曲 381
17.3 拉伸（压缩）与弯曲的组合变形 384
17.3.1 轴向力与横向力共同作用 384
17.3.2 偏心拉伸与压缩 386
17.4 弯曲与扭转的组合变形 389
17.5 连接件的实用计算 392
17.5.1 剪切的实用计算 393
17.5.2 挤压的实用计算 393
习题 397
第18章 压杆稳定 403
18.1 概述 403
18.2 细长中心受压直杆临界力的欧拉公式 404
18.2.1 两端铰支约束下细长压杆临界力的欧拉公式 404
18.2.2 不同杆端约束下细长压杆临界力的欧拉公式 405
18.3 欧拉公式的适用范围、临界应力总图 406
18.4 压杆的稳定计算与合理设计 407
18.4.1 实际压杆的稳定计算 407
18.4.2 压杆的合理设计 410
习题 414
参考文献 417
附录型钢规格表 418