工程力学

目录
绪论 1
第1章 静力学公理和物体的受力分析 3
1.1 静力学基本概念 3
1.2 静力学公理 4
1.3 约束和约束反力 6
1.3.1 约束与约束力的概念 6
1.3.2 工程中常见的约束与约束力 7
1.4 受力分析与受力图 10
思考题 14
习题 16
第2章 平面力系 19
2.1 平面汇交力系 19
2.1.1 平面汇交力系合成的几何法和平衡的几何条件 19
2.1.2 合成的解析法和平衡的解析条件 21
2.2 平面力偶系 24
2.2.1 力对点的矩的概念 24
2.2.2 合力矩定理 24
2.2.3 力偶和力偶矩 25
2.2.4 力偶的性质 26
2.2.5 平面内力偶的等效条件 26
2.2.6 平面力偶系的合成 27
2.2.7 平面力偶系的平衡条件 27
2.3 平面任意力系 29
2.3.1 力的平移定理 29
2.3.2 平面任意力系向一点简化 主矢与主矩 30
2.3.3 平面任意力系简化结果讨论 31
2.3.4 平面任意力系的平衡条件 34
2.3.5 平面任意力系的平衡方程 35
2.3.6 平面平行力系的平衡方程 37
2.4 静定与超静定问题的概念 物体系统的平衡 37
2.4.1 静定与超静定问题的概念 37
2.4.2 物体系统的平衡 39
2.5 平面简单桁架 42
2.5.1 平面桁架的概念 42
2.5.2 平面简单桁架的内力计算 43
思考题 46
习题 48
第3章 空间力系 54
3.1 力在空间直角坐标轴上的投影及分解 54
3.1.1 力在直角坐标轴上的投影 54
3.1.2 力沿空间直角坐标轴分解 55
3.2 空间力对点之矩和力对轴之矩 55
3.2.1 空间力对点之矩以矢量表示——力矩矢 55
3.2.2 力对轴之矩 56
3.2.3 力对点之矩与力对通过该点的轴之矩的关系 58
3.3 空间力偶 58
3.3.1 力偶矩以矢量表示——力偶矩矢 58
3.3.2 空间力偶等效定理 59
3.3.3 空间力偶系的合成 59
3.4 空间任意力系向任一点简化 主矢和主矩矢 60
3.4.1 空间任意力系向一点的简化 60
3.4.2 空间任意力系的简化结果分析 61
3.5 空间任意力系的平衡方程及其应用 63
3.5.1 空间任意力系的平衡方程式 63
3.5.2 空间约束 64
3.5.3 空间力系平衡方程的应用 65
3.6 平行力系的中心及物体的重心 68
3.6.1 平行力系的中心 68
3.6.2 重心 69
3.6.3 物体的重心坐标公式 69
3.6.4 确定物体重心的方法 71
思考题 73
习题 74
第4章 材料力学的基本概念 78
4.1 材料力学的任务 78
4.2 变形固体的基本假设 79
4.3 内力、截面法和应力 80
4.4 线应变与切应变 81
4.5 杆件变形的基本形式 82
思考题 83
习题 84
第5章 轴向拉伸和压缩 85
5.1 轴向拉伸与压缩的概念 85
5.2 轴向拉伸与压缩横截面上的内力 86
5.2.1 轴力 86
5.2.2 轴力图 87
5.3 杆件在轴向载荷作用下的应力 88
5.3.1 横截面上的应力 88
5.3.2 拉(压)杆斜截面上的应力 89
5.4 拉伸和压缩时材料的力学性能 91
5.4.1 拉伸试样和设备 91
5.4.2 低碳钢在拉伸时的力学性能 93
5.4.3 其他塑性材料在拉伸时的力学性能 95
5.4.4 铸铁在拉伸时的力学性能 95
5.4.5 材料在压缩时的力学性能 95
5.5 拉压杆件的强度计算 96
5.5.1 失效、安全因数与许用应力 96
5.5.2 拉伸或压缩杆件的强度计算 97
5.6 拉(压)杆的变形分析 99
5.6.1 轴向变形与胡克定律 99
5.6.2 轴向变形与泊松比 101
5.6.3 静定结构节点的位移计算 103
5.7 拉压超静定问题 104
5.8 装配应力及温度应力 108
思考题 111
习题 112
第6章 剪切与挤压的实用计算 115
6.1 剪切的实用计算 115
6.2 挤压的实用计算 118
思考题 120
习题 120
第7章 圆轴扭转 122
7.1 圆轴扭转的概念和实例 122
7.2 外力偶矩的计算 扭矩和扭矩图 122
7.2.1 外力偶矩的计算 122
7.2.2 扭矩和扭矩图 123
7.3 圆轴扭转时的应力 125
7.3.1 切应力互等定理 125
7.3.2 剪切胡克定律 126
7.3.3 圆轴扭转时的切应力 126
7.3.4 Ip、Wt的计算 128
7.3.5 扭转的强度条件 129
7.4 圆轴扭转时的变形 131
7.4.1 扭转角 131
7.4.2 扭转的刚度条件 132
思考题 136
习题 136
第8章 弯曲 139
8.1 弯曲的概念 139
8.1.1 弯曲的概念和实例 139
8.1.2 梁的计算简图 140
8.2 剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图 142
8.2.1 剪力和弯矩的概念 142
8.2.2 剪力和弯矩的计算 144
8.2.3 剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图 145
8.3 载荷集度、剪力和弯矩之间的关系 150
8.3.1 载荷集度、剪力和弯矩之间的微分关系 150
8.3.2 利用微分关系快速画剪力图和弯矩图 151
8.4 弯曲梁横截面上的正应力及强度计算 155
8.4.1 纯弯曲概念 155
8.4.2 实验观察与假设 155
8.4.3 纯弯曲正应力计算公式 156
8.4.4 横力弯曲正应力计算公式 158
8.4.5 梁的弯曲正应力强度条件 159
8.5 弯曲梁横截面上的切应力及强度计算 163
8.5.1 矩形截面梁 163
8.5.2 工字形薄壁截面梁的弯曲切应力 165
8.5.3 横力弯曲梁的切应力强度计算 166
8.6 提高梁弯曲强度的措施 167
8.6.1 合理安排梁的受力情况 168
8.6.2 梁的合理截面 168
8.6.3 等强度梁的概念 170
8.7 工程中的弯曲变形问题 挠曲线近似微分方程 171
8.8 求梁的挠度和转角的积分法和叠加法及刚度计算 173
8.8.1 用积分法求弯曲变形 173
8.8.2 用叠加法求挠度和转角 174
8.8.3 弯曲梁的刚度条件 176
8.9 提高梁弯曲刚度的措施 176
思考题 177
习题 178
第9章 应力状态分析及强度理论 183
9.1 点的应力状态及其分类 183
9.2 平面应力状态分析 184
9.2.1 平面应力状态 184
9.2.2 图解法——应力圆 188
9.3 三向应力状态简介 192
9.4 广义胡克定律 193
9.4.1 三向应力状态下的应力、应变关系 193
9.4.2 体积应变 196
9.4.3 复杂应力状态下的应变能密度 197
9.5 基本强度理论 198
9.5.1 强度理论的概念 198
9.5.2 基本强度理论 198
9.5.3 相当应力 201
9.5.4 强度理论的选用 202
思考题 202
习题 203
第10章 组合变形 206
10.1 组合变形与力的独立作用原理 206
10.2 拉伸(压缩)与弯曲的组合变形 207
10.3 弯曲与扭转组合变形 211
思考题 215
习题 216
第11章 压杆稳定 219
11.1 压杆稳定的概念 219
11.2 细长压杆的临界压力 221
11.2.1 两端球铰支细长压杆的临界压力 221
11.2.2 其他支撑情况细长压杆的临界压力 223
11.3 临界应力及临界应力总图 224
11.3.1 临界应力和柔度 224
11.3.2 临界应力总图 225
11.4 压杆的稳定计算 228
11.4.1 安全系数法 228
11.4.2 折减系数法 228
11.5 提高压杆稳定性的措施 230
思考题 232
习题 233
第12章 疲劳强度问题 235
12.1 交变应力与疲劳破坏 235
12.1.1 交变应力与疲劳失效 235
12.1.2 交变应力的循环特征、应力幅和平均应力 237
12.2 持久极限 238
12.3 影响持久极限的因素 238
12.4 构件的疲劳强度计算 240
12.5 提高构件疲劳强度的措施 241
思考题 242
习题 242
第13章 工程力学实验 243
13.1 工程力学实验概述 243
13.2 低碳钢拉伸和铸铁拉伸与压缩实验 244
13.3 低碳钢和铸铁的扭转实验 248
13.4 纯弯曲梁正应力电测实验 250
13.5 弯扭组合主应力电测实验 251
13.6 用电测法测量金属的弹性模量及泊松比实验 252
附录A 平面图形的几何性质 254
A.1 静矩和形心 254
A.2 惯性矩、极惯性矩和惯性积 256
A.3 平行移轴公式 258
思考题 259
习题 259
附录B 型钢表 260
习题参考答案 254
参考文献 268