工程力学课程总论 1

第一篇 静 力 学

第1章 静力学公理与物体的受力分析 4
1.1 静力学概念 4
1.2 静力学公理 5
1.3 约束与约束反力 7
1.4 物体的受力分析 11
章节要点 13
习题 14
第2章 平面力系 16
2.1 平面汇交力系 16
2.1.1 平面汇交力系合成的几何法 16
2.1.2 平面汇交力系合成的解析法 17
2.1.3 平面汇交力系的平衡条件 19
2.2 平面力偶系 20
2.2.1 力矩的概念和定义 20
2.2.2 力矩的解析表达式 20
2.2.3 力偶和力偶矩 20
2.2.4 力偶的性质 21
2.2.5 平面力偶系的合成与平衡条件 22
2.3 平面一般力系 23
2.3.1 平面一般力系的简化 23
2.3.2 平面一般力系的平衡 25
2.4 物体系统的平衡 29
2.4.1 静定与超静定问题 29
2.4.2 解题步骤与技巧 30
章节要点 31
习题 32

第二篇 运 动 学

第3章 点的运动学 36
3.1 矢量法 36
3.1.1 点的运动方程与运动轨迹 36
3.1.2 点的速度 36
3.1.3 点的加速度 37
3.2 直角坐标法 38
3.2.1 点的运动方程 38
3.2.2 点的速度在直角坐标轴上的投影 38
3.2.3 点的加速度在直角坐标轴上的投影 39
3.3 自然法 40
3.3.1 弧坐标 40
3.3.2 自然轴系 41
3.3.3 点的速度 41
3.3.4 点的加速度 42
章节要点 44
习题 44
第4章 刚体的简单运动 47
4.1 刚体的平行移动 47
4.2 刚体的定轴转动 48
4.2.1 转动方程、角速度和角加速度 48
4.2.2 转动刚体上各点的速度和加速度 49
章节要点 52
习题 52
第5章 点的合成运动 54
5.1 绝对运动、相对运动和牵连运动 54
5.2 点的速度合成定理 55
5.3 牵连运动为平动时点的加速度合成定理 58
章节要点 60
习题 60
第6章 刚体的平面运动 63
6.1 刚体平面运动的概念 63
6.1.1 刚体平面运动的特性 63
6.1.2 刚体平面运动的分解 63
6.2 刚体平面运动时各点的速度 65
6.2.1 基点法 65
6.2.2 瞬心法 68
6.3 平面运动刚体上各点的加速度 71
章节要点 74
习题 74

第三篇 动 力 学

第7章 质点动力学 78
7.1 动力学的基本定律 78
7.2 质点动力学微分方程 79
章节要点 81
习题 81
第8章 动力学普遍定理 83
8.1 动量定理 83
8.1.1 动量、冲量 83
8.1.2 质点系的动量定理 83
8.2 动量矩 85
8.2.1 质点对轴的动量矩 85
8.2.2 质点系及刚体对轴的动量矩 85
8.2.3 动量矩定理 86
8.2.4 刚体绕定轴转动的微分方程 87
8.2.5 刚体绕定轴转动的转动惯量 88
8.3 动能定理 89
8.3.1 力的功 89
8.3.2 力的功率 92
8.3.3 动能的表达式 92
8.3.4 动能定理 93
章节要点 96
习题 97

第四篇 材 料 力 学

第9章 材料力学概论 100
9.1 材料力学的任务 100
9.2 杆件变形的基本形式 101
9.3 变形固体的基本假设 102
9.4 外力、内力、截面法、应力 102
9.5 变形与应变 105
章节要点 106
习题 106
第10章 轴向拉伸与压缩 108
10.1 轴向拉伸与压缩的特征 108
10.2 轴力及轴力图 109
10.2.1 轴力 109
10.2.2 轴力图 109
10.3 轴向拉伸和压缩杆内的应力 111
10.3.1 横截面上的正应力 111
10.3.2 斜截面上的应力 112
10.4 材料拉伸和压缩时的力学性能 113
10.4.1 低碳钢拉伸时的力学性能 113
10.4.2 其他金属材料拉伸时的力学性能 116
10.4.3 材料压缩时的力学性能 116
10.5 轴向拉伸和压缩的强度计算 116
10.5.1 许用应力及安全系数 116
10.5.2 强度计算 117
10.6 轴向拉伸或压缩时的变形 118
10.7 应力集中 120
章节要点 121
习题 122
第11章 剪切与挤压 124
11.1 剪切的实用计算 124
11.2 挤压的实用计算 126
章节要点 127
习题 128
第12章 扭转 130
12.1 扭转的特征 130
12.2 扭矩及扭矩图 130
12.2.1 传动轴的外力偶矩 130
12.2.2 扭矩及扭矩图受力分析 131
12.3 薄壁圆筒的扭转 133
12.3.1 薄壁圆筒扭转时的切应力 133
12.3.2 切应力互等定理 134
12.3.3 剪切胡克定律 134
12.4 圆轴扭转时的应力及强度计算 135
12.4.1 圆轴扭转时横截面上的应力 135
12.4.2 极惯性矩及抗扭截面系数 137
12.4.3 圆轴扭转时横截面上的强度计算 138
12.5 圆轴扭转时的变形及刚度计算 139
12.5.1 圆轴扭转时的变形 139
12.5.2 圆轴扭转时的刚度计算 140
章节要点 142
习题 142
第13章 弯曲 144
13.1 弯曲的概念 144
13.1.1 对称弯曲的概念 144
13.1.2 梁的计算简图 145
13.2 剪力和弯矩 146
13.3 剪力图和弯矩图 148
13.4 载荷集度、剪力和弯矩间的关系 150
13.5 弯曲时的正应力及强度计算 152
13.5.1 纯弯曲梁横截面上的正应力 152
13.5.2 横力弯曲时梁横截面上的正应力 155
13.5.3 截面的几何性质 156
13.5.4 弯曲正应力的强度条件 158
13.6 弯曲时的切应力及强度计算 160
13.7 提高弯曲强度的主要措施 162
13.8 弯曲变形及其计算 164
13.8.1 弯曲变形 165
13.8.2 用积分法求弯曲变形 166
13.8.3 用叠加法求弯曲变形 169
13.9 梁的刚度条件与提高弯曲刚度的措施 170
章节要点 171
习题 172
第14章 应力状态和强度理论 175
14.1 应力状态的概念 175
14.1.1 点的应力状态 175
14.1.2 点的应力状态研究方法 175
14.2 二向应力状态 176
14.2.1 斜截面上的应力 176
14.2.2 主应力和主平面的确定 178
14.2.3 纯剪切状态的最大应力 180
14.3 三向应力状态和广义胡克定律 181
14.3.1 三向应力状态 181
14.3.2 广义胡克定律 181
14.4 强度理论 182
章节要点 186
习题 187
第15章 组合变形 189
15.1 组合变形和叠加原理 189
15.2 拉伸（压缩）与弯曲的组合变形 190
15.3 斜弯曲 192
15.4 扭转与弯曲的组合变形 193
章节要点 195
习题 195
第16章 压杆稳定 197
16.1 压杆稳定的概念 197
16.2 细长压杆的临界压力和欧拉公式 198
16.3 压杆的临界应力和临界应力总图 201
16.3.1 细长压杆的临界应力 201
16.3.2 临界应力总图 202
16.4 压杆的稳定条件 203
16.5 提高压杆稳定性的措施 204
章节要点 205
习题 206
部分习题参考答案 208
附录 常用型钢规格表 214
参考文献 227