工程力学(静力学和材料力学)(第4版)
作者: 唐静静,范钦珊
出版时间:2023-04
出版社:高等教育出版社
“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材工业和信息化部“十四五”规划教材
- 高等教育出版社
- 9787040601183
- 4版
- 459116
- 46252367-1
- 平装
- 16开
- 2023-04
- 570
- 329
- 工科非机类
- 本科 高职
本书是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材、工业和信息化部“十四五”规划教材。
这一版在保持原有特色的基础上,在各章最后增加“学习研究问题”,更新了部分最新的、反映工程实际的图片和视频。全书进行了新形态教材一体化设计,以二维码的形式引入了与教学内容相关的工程成果与灾难性工程事故分析的视频。本书同时配有教学课件、习题全解、课程思政教学案例、材料的力学性能实验教学视频等数字化教学资源(免费提供给教师)。编者团队自主研发了《工程力学(静力学和材料力学)自主学习系统》App,免费提供给读者使用。
本书分静力学和材料力学两篇,静力学篇包括静力学基础、力系的简化、静力学平衡问题;材料力学篇包括材料力学的基本概念、轴向拉伸与压缩、圆轴扭转、梁的弯曲(1)——弯曲内力、梁的弯曲(2)——与应力分析相关的截面几何性质、梁的弯曲(3)——弯曲应力与弯曲强度设计、弯曲刚度、应力状态与强度理论、组合受力与变形杆件的强度计算、压杆的稳定性问题、动载荷与疲劳强度简述。
本书可作为高等学校工科本科非机类各专业工程力学课程的教材,也可供高职高专师生及有关工程技术人员参考。
前辅文
工程力学课程概论
§0-1 工程力学与工程密切相关
§0-2 工程力学的主要内容与分析模型
0-2-1 工程力学的主要内容
0-2-2 工程力学的两种分析模型
§0-3 工程力学的分析方法
0-3-1 工程力学的理论分析方法
0-3-2 工程力学的实验分析方法
0-3-3 工程力学的计算机分析方法
第一篇 静力学
第1章 静力学基础
§1-1 力和力矩
1-1-1 力的概念
1-1-2 作用在刚体上的力的运动效应与力的可传性
1-1-3 力对点之矩
1-1-4 力系的概念
1-1-5 合力矩定理
§1-2 力偶及其性质
1-2-1 力偶
1-2-2 力偶的性质
1-2-3 力偶系及其合成
§1-3 约束与约束力
1-3-1 约束与约束力的概念
1-3-2 柔性约束
1-3-3 光滑面约束
1-3-4 光滑铰链约束
1-3-5 向心轴承与止推轴承
§1-4 平衡的概念
1-4-1 二力平衡与二力构件
1-4-2 不平行的三力平衡条件
1-4-3 加减平衡力系原理
§1-5 受力分析
1-5-1 受力分析概述
1-5-2 受力图绘制方法应用举例
§1-6 小结与讨论
1-6-1 关于约束与约束力
1-6-2 关于受力分析
1-6-3 关于二力构件
1-6-4 关于静力学中某些原理的适用性
1-6-5 学习研究问题
习题
第2章 力系的简化
§2-1 力系等效与简化的概念
2-1-1 力系的主矢与主矩
2-1-2 等效的概念
2-1-3 简化的概念
§2-2 力系简化的基础--力向一点平移定理
§2-3 平面力系的简化
2-3-1 平面汇交力系与平面力偶系的合成结果
2-3-2 平面一般力系向一点简化
2-3-3 平面力系的简化结果
§2-4 固定端约束的约束力
§2-5 小结与讨论
2-5-1 关于力的矢量性质的讨论
2-5-2 关于平面力系简化结果的讨论
2-5-3 关于实际约束的讨论
2-5-4 学习研究问题
习题
第3章 静力学平衡问题
§3-1 平面力系的平衡条件与平衡方程
3-1-1 平面一般力系的平衡条件与平衡方程
3-1-2 平面一般力系平衡方程的其他形式
3-1-3 平面汇交力系与平面力偶系的平衡方程
§3-2 简单的空间力系平衡问题
3-2-1 力对轴之矩
3-2-2 空间力系的简化
3-2-3 空间力系的平衡条件
§3-3 简单的刚体系统平衡问题
3-3-1 刚体系统静定与静不定的概念
3-3-2 刚休系统的平衡问题的特点与解法
§3-4 考虑摩擦时的平衡问题
3-4-1 滑动摩擦定律
3-4-2 考虑摩擦时的平衡问题
§3-5 小结与讨论
3-5-1 关于坐标系和力矩中心的选择
3-5-2 关于受力分析的重要性
3-5-3 关于求解刚休系统平衡问题时应注意的几个方面
3-5-4 摩擦角与自锁的概念
3-5-5 学习研究问题
习题
第二篇 材料力学
第4章 材料力学的基本概念
§4-1 关于材料的基本假定
4-1-1 均匀连续性假定
4-1-2 各向同性假定
4-1-3 小变形假定
§4-2 弹性杆件的外力与内力
4-2-1 外力
4-2-2 内力与内力分量
4-2-3 截面法
§4-3 弹性休受力与变形特点
§4-4 杆件横截面上的应力
4-4-1 正应力与剪应力定义
4-4-2 应力与内力分量之间的关系
§4-5 正应变与剪应变
§4-6 线弹性材料的应力-应变关系
§4-7 杆件受力与变形的基本形式
4-7-1 拉伸或压缩
4-7-2 前切
4-7-3 扭转
4-7-4 平面弯曲
4-7-5 组合受力与变形
§4-8 小结与讨论
4-8-1 关于静力学模型与材料力学模型
4-8-2 关于静力学概念与原理在材料力学中的可用性与限制性
4-8-3 学习研究问题
习题
第5章 轴向拉伸与压缩
§5-1 工程中承受拉伸与压缩的杆件
§5-2 轴力与轴力图
§5-3 拉压杆件的应力与变形
5-3-1 应力计算
5-3-2 变形计算
§5-4 拉压杆件的强度计算
5-4-1 强度条件、安全因数与许用应力
5-4-2 三类强度计算问题
5-4-3 强度计算举例
§5-5 拉伸与压缩时材料的力学性能
5-5-1 材料拉伸时的应力-应变曲线
5-5-2 韧性材料拉伸时的力学性能
5-5-3 脆性材料拉伸时的力学性能
5-5-4 强度失效概念与极限应力
5-5-5 压缩时材料的力学性能
§5-6 小结与讨论
5-6-1 本章的主要结论
5-6-2 关于应力和变形公式的应用条件
5-6-3 加力点附近区域的应力分布
5-6-4 应力集中的概念
5-6-5 拉伸和压缩静不定问题概述
5-6-6 学习研究问题
习题
第6章 圆轴扭转
§6-1 工程上传递功率的圆轴及其扭转变形
§6-2 扭矩与扭矩图
6-2-1 外加扭转力偶矩与功率、转速之间的关系
6-2-2 截面法确定圆轴横截而上的扭矩
6-2-3 扭矩的正负号规则
6-2-4 扭矩图
§6-3 剪应力互等定理
§6-4 圆轴扭转时的剪应力分析
6-4-1 平面假定
6-4-2 变形协调方程
6-4-3 弹性范围内的剪应力-剪应变关系
6-4-4 静力学方程
6-4-5 圆轴扭转时横截面上的剪应力表达式
§6-5 圆轴扭转时的强度与刚度计算
6-5-1 圆轴扭转实验与破坏现象
6-5-2 圆轴扭转强度计算
6-5-3 圆轴扭转刚度计算
§6-6 小结与讨论
6-6-1 圆轴扭转强度与刚度计算及其他
6-6-2 矩形截面杆扭转时的剪应力
6-6-3 扭转静不定问题概述
6-6-4 学习研究问题
习题
第7章 梁的弯曲(1)-弯曲内力
§7-1 工程中的弯曲构件
§7-2 剪力方程与弯矩方程
7-2-1 弯曲时梁横截面上的剪力与弯矩
7-2-2 剪力与弯矩的正负号规则
7-2-3 截面法确定指定截面上剪力和弯矩
7-2-4 剪力方程和弯矩方程
§7-3 剪力图和弯矩图
§7-4 小结与讨论
7-4-1 弯矩、剪力与载荷集度之间的微分关系
7-4-2 绘制弯矩图和剪力图时要注意的几个问题
7-4-3 学习研究问题
习题
第8章 梁的弯曲(2)-一与应力分析相关的截面几何性质
§8-1 为什么要研究截面图形的几何性质
§8-2 静矩、形心及其相互关系
§8-3 惯性矩、极惯性矩、惯性积、惯性半径
§8-4 惯性矩与惯性积的移轴定理
§8-5 惯性矩与惯性积的转轴定理
§8-6 主轴与形心主轴、主惯性矩与形心主惯性矩
§8-7 小结与讨论
学习研究问题
习题
第9章 梁的弯曲(3)--弯曲应力与弯曲强度计算
§9-1 平面弯曲与纯弯曲的概念
§9-2 纯弯曲时梁横截面上的正应力分析
§9-3 梁的弯曲正应力公式的应用与推广
9-3-1 计算梁的弯曲正应力需要注意的几个问题
9-3-2 纯弯曲正应力可以推广到横向弯曲
§9-4 平面弯曲正应力公式应用举例
§9-5 基于弯曲正应力的梁的强度计算
9-5-1 梁的失效判据
9-5-2 梁的弯曲强度条件
9-5-3 梁的弯曲强度计算步骤
§9-6 小结与讨论
9-6-1 弯曲正应力公式的应用条件
9-6-2 弯曲剪应力的概念
9-6-3 剪切与挤压假定计算
9-6-4 提高梁强度的措施
9-6-5 学习研究问题
习题
第10章 弯曲刚度
§10-1 弯曲变形与位移的基本概念
10-1-1 梁弯曲后的挠度曲线
10-1-2 梁的挠度与转角
10-1-3 梁的位移与约束密切相关
10-1-4 梁的位移分析的工程意义
§10-2小挠度微分方程及其积分
10-2-1 小挠度微分方程
10-2-2 积分常数的确定、约束条件与连续条件
§10-3 工程中的叠加法
10-3-1 叠加法应用于多个载荷作用的情形
10-3-2 叠加法应用于间断性分布载荷作用的情形
§10-4 简单的静不定梁
§10-5 弯曲刚度计算
10-5-1 弯曲刚度条件
10-5-2 刚度计算举例
§10-6 小结与讨论
10-6-1 关于变形和位移的相依关系
10-6-2 关于梁的连续光滑曲线
10-6-3 关于求解静不定问题的讨论
10-6-4 关于静不定结构特性的讨论
10-6-5 提高弯曲刚度的途径
10-6-6 学习研究问题
习题
第11章 应力状态与强度理论
§11-1 基本概念
11-1-1 什么是应力状态,为什么要研究应力状态
11-1-2 怎样表示一点处的应力状态
11-1-3 怎样建立一般应力状态下的强度条件
§11-2 平面应力状态中任意方向面上的应力分析
11-2-1 方向角与应力分量的正负号规则
11-2-2 微元的局部平衡
11-2-3 平面应力状态中任意方向面上的正应力与剪应力
§11-3 应力状态中的主应力与最大剪应力
11-3-1 主平面、主应力与主方向
11-3-2 平面应力状态的三个主应力
11-3-3 面内最大剪应力与一点处的最大剪应力
§11-4 分析应力状态的应力圆方法
11-4-1 应力圆方程
11-4-2 应力圆的画法
11-4-3 应力圆的应用
§11-5 一般应力状态下的应力-应变关系应变能密度
11-5-1 广义胡克定律
11-5-2 各向同性材料各弹性常数之间的关系
11-5-3 总应变能密度
11-5-4 休积改变能密度与畸变能密度
§11-6 一般应力状态下的强度条件
11-6-1 第一强度理论
11-6-2 第二强度理论
11-6-3 第三强度理论
11-6-4 第四强度理论
§11-7 小结与讨论
11-7-1 关于应力状态的几点重要结论
11-7-2 平衡方法是分析应力状态最重要、最基本的方法
11-7-3 关于应力状态的不同的表示方法
11-7-4 正确应用广义胡克定律
11-7-5 应用强度理论需要注意的几个问题
11-7-6 学习研究问题
习题
第12章 组合受力与变形杆件的强度计算
§12-1 斜弯曲
12-1-1 产生斜弯曲的加载条件
l2-1-2 叠加法确定横截面上的正应力
12-1-3 最大正应力与强度条件
§12-2 拉伸(压缩)与弯曲的组合
§12-3 弯曲与扭转的组合
12-3-1 计算简图
12-3-2 危险点及其应力状态
12-3-3 强度条件与设计公式
§12-4 薄壁容器强度设计简述
§12-5 小结与讨论
12-5-1 关于中性轴的讨论
12-5-2 关于强度计算的全过程
12-5-3 学习研究问题
习题
第13章 压杆的稳定性问题
§13-1 压杆稳定性的基本概念
13-1-1 平衡状态的稳定性和不稳定性
13-1-2 临界状态与临界载荷
13-1-3 三种类型压杆的不同临界状态
§13-2 细长压杆的临界载荷-一欧拉临界力
13-2-1 两端铰支的细长压杆
13-2-2 其他刚性支承细长压杆临界载荷的通用公式
§13-3 长细比的概念三类不同压杆的判断
13-3-1 长细比的定义与概念
13-3-2 三类不同压杆的区分
13-3-3 三类压杆的临界应力公式
13-3-4 临界应力总图与λp、λs的确定
§13-4 压杆稳定性计算
13-4-1 压杆稳定性计算内容
13-4-2 安全因素法与稳定性安全条件
13-4-3 压杆稳定性计算过程
§13-5 压杆稳定性计算示例
§13-6 小结与讨论
13-6-1 稳定性计算的重要性
13-6-2 影响压杆承载能力的因素
13-6-3 提高压杆承载能力的主要途径
13-6-4 稳定性计算中需要注意的几个重要问题
13-6-5 学习研究问题
习题
第14章 动载荷与疲劳强度简述
§14-1 等加速直线运动时构件上的惯性力与动应力
§14-2 旋转构件的受力分析与动应力计算
§14-3 冲击载荷与冲击应力计算
14-3-1 冲击载荷概述
14-3-2 冲击的两种主要模式
14-3-3 计算冲击载荷的基本假定
14-3-4 机械能守恒定律的应用
14-3-5 冲击动荷因数
§14-4 疲劳强度简述
14-4-1 承受交变应力的火车车轴
14-4-2 交变应力的名词和术语
14-4-3 疲劳破坏特征
§14-5 疲劳极限与应力-寿命曲线
§14-6 影响疲劳极限的因素
14-6-1 应力集中的影响一一有效应力集中因数
14-6-2 零件尺寸的影响一一尺寸因数
14-6-3表面加工质量的影响一一表面质量因数
§14-7 基于无限寿命设计方法的疲劳强度设计
14-7-1 构件寿命的概念
14-7-2 无限寿命设计方法一一安全因数法
14-7-3 等幅对称应力循环下的工作安全因数
14-7-4 等幅交变应力作用下的疲劳寿命估算
§14-8 小结与讨论
14-8-1 不同情形下动荷系数具有不同的形式
14-8-2 运动物体突然制动或刹车时的动载荷与动应力
14-8-3 减小冲击力的有效措施
14-8-4 提高构件疲劳强度的途径
14-8-5 学习研究问题
习题
附录A 型钢规格表
附录B 习题答案
索引
参考文献
Content
编者简介