工程力学 工程静力学与材料力学【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

工程力学 工程静力学与材料力学PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

工程力学总论1

0.1 工程力学课程内容及其在工程设计中的作用1

0.2 工程力学的研究模型2

0.3 工程力学课程的分析方法3

第一篇 工程静力学6

第1章 工程静力学基础6

1.1 力和力矩6

1.1.1 力的概念6

1.1.2 作用在刚体上的力的效应与力的可传性7

1.1.3 力对点之矩8

1.1.4 力系的概念9

1.1.5 合力矩定理10

1.2 力偶及其性质11

1.2.1 力偶——最简单、最基本的力系11

1.2.2 力偶的性质12

1.3.2 柔性约束13

1.3.1 约束与约束力的概念13

1.2.3 力偶系及其合成13

1.3 约束与约束力13

1.3.3 光滑面约束14

1.3.4 光滑铰链约束15

1.3.5 滑动轴承与推力轴承17

1.4 平衡的概念17

1.4.1 二力平衡与二力构件18

1.4.2 不平行的三力平衡条件19

1.4.3 加减平衡力系原理19

1.5.2 受力图绘制方法应用举例20

1.5 受力分析方法与过程20

1.5.1 受力分析概述20

1.6 结论与讨论22

1.6.1 关于约束与约束力22

1.6.2 关于受力分析23

1.6.3 关于二力构件23

1.6.4 关于工程静力学中某些原理的适用性24

习题24

2.1.2 等效的概念28

2.1.1 力系的主矢与主矩28

2.1.3 简化的概念28

2.1 力系等效与简化的概念28

第2章 力系的简化28

2.2 力系简化的基础——力向一点平移定理29

2.3 平面力系的简化30

2.3.1 平面汇交力系与平面力偶系的合成结果30

2.3.2 平面一般力系向一点简化30

2.3.3 平面力系的简化结果31

2.4 固定端约束的约束力33

2.5.3 关于实际约束的讨论34

2.5.2 关于平面力系简化结果的讨论34

2.5.1 关于力的矢量性质的讨论34

2.5 结论与讨论34

习题35

第3章 工程构件的静力学平衡问题38

3.1 平面力系的平衡条件与平衡方程38

3.1.1 平面一般力系的平衡条件与平衡方程38

3.1.2 平面一般力系平衡方程的其他形式43

3.2 简单的刚体系统平衡问题45

3.2.1 刚体系统静定与静不定的概念45

3.2.2 刚体系统的平衡问题的特点与解法45

3.3.1 滑动摩擦定律50

3.3 考虑摩擦时的平衡问题50

3.3.2 考虑摩擦时构件的平衡问题51

3.4 结论与讨论54

3.4.1 关于坐标系和力矩中心的选择54

3.4.2 关于受力分析的重要性54

3.4.3 关于求解刚体系统平衡问题时应注意的几个方面55

3.4.4 摩擦角与自锁的概念56

3.4.5 空间力系平衡条件与平衡方程简述58

习题60

4.1 关于材料的基本假定66

4.1.1 均匀连续性假定66

第4章 材料力学的基本概念66

第二篇 材料力学66

4.1.2 各向同性假定67

4.1.3 小变形假定67

4.2 弹性杆件的外力与内力67

4.2.1 外力67

4.2.2 内力与内力分量67

4.2.3 截面法68

4.4.1 正应力与切应力定义70

4.4 杆件横截面上的应力70

4.3 弹性体受力与变形特征70

4.4.2 正应力、切应力与内力分量之间的关系71

4.5 正应变与切应变72

4.6 线弹性材料的应力—应变关系73

4.7 杆件受力与变形的基本形式73

4.7.1 拉伸或压缩73

4.7.2 剪切74

4.7.3 扭转74

4.7.4 平面弯曲74

4.8.2 关于弹性体受力与变形特点75

4.8.3 关于工程静力学概念与原理在材料力学中的可用性与限制性75

4.7.5 组合受力与变形75

4.8.1 关于工程静力学模型与材料力学模型75

4.8 结论与讨论75

习题76

第5章 杆件的内力图78

5.1 基本概念与基本方法78

5.1.1 整体平衡与局部平衡的概念78

5.1.4 杆件内力分量的正负号规则79

5.1.2 杆件横截面上的内力与外力的相依关系79

5.1.3 控制面79

5.1.5 截面法确定指定横截面上的内力分量80

5.2 轴力图与扭矩图81

5.2.1 轴力图81

5.2.2 扭矩图83

5.3 剪力图与弯矩图85

5.3.1 剪力方程与弯矩方程85

5.3.2 载荷集度、剪力、弯矩之间的微分关系87

5.3.3 剪力图与弯矩图的绘制88

5.4 结论与讨论92

5.4.1 几点重要结论92

5.4.2 正确应用力系简化方法确定控制面上的内力分量93

5.4.3 剪力、弯矩与载荷集度之间的微分关系的证明93

习题94

第6章 拉压杆件的应力变形分析与强度设计97

6.1 拉伸与压缩杆件的应力与变形97

6.1.1 应力计算97

6.1.2 变形计算98

6.2.1 强度设计准则、安全因数与许用应力102

6.2 拉伸与压缩杆件的强度设计102

6.2.2 三类强度计算问题103

6.2.3 强度设计准则应用举例103

6.3 拉伸与压缩时材料的力学性能106

6.3.1 材料拉伸时的应力—应变曲线106

6.3.2 韧性材料拉伸时的力学性能106

6.3.3 脆性材料拉伸时的力学性能107

6.3.4 强度失效概念与失效应力108

6.3.5 压缩时材料的力学性能108

6.4.2 关于应力和变形公式的应用条件110

6.4 结论与讨论110

6.4.1 本章的主要结论110

6.4.3 关于加力点附近区域的应力分布111

6.4.4 关于应力集中的概念112

6.4.5 拉伸与压缩杆件斜截面上的应力113

6.4.6 卸载、再加载时材料的力学行为114

6.4.7 拉伸和压缩超静定问题简述115

习题116

第7章 梁的强度问题120

7.1 工程中的弯曲构件120

7.2 与应力分析相关的截面图形的几何性质121

7.2.1 静矩、形心及其相互关系122

7.2.2 惯性矩、极惯性矩、惯性积、惯性半径123

7.2.3 惯性矩与惯性积的移轴定理125

7.2.4 惯性矩与惯性积的转轴定理126

7.2.5 主轴与形心主轴、主惯性矩与形心主惯性矩126

7.3 平面弯曲时梁横截面上的正应力128

7.3.1 平面弯曲与纯弯曲的概念128

7.3.2 纯弯曲时梁横截面上正应力分析129

7.3.3 梁的弯曲正应力公式的应用与推广133

7.4 平面弯曲正应力公式应用举例134

7.5 梁的强度计算137

7.5.1 梁的失效判据137

7.5.2 梁的弯曲强度计算准则137

7.5.3 梁的弯曲强度计算步骤138

7.6 斜弯曲143

7.7 弯矩与轴力同时作用时横截面上的正应力146

7.8 结论与讨论148

7.8.1 关于弯曲正应力公式的应用条件148

7.8.2 弯曲切应力的概念148

7.8.4 提高梁强度的措施149

7.8.3 关于截面的惯性矩149

习题152

第8章 梁的位移分析与刚度设计157

8.1 基本概念157

8.1.1 梁弯曲后的挠度曲线157

8.1.2 梁的挠度与转角158

8.1.3 梁的位移与约束密切相关158

8.1.4 梁的位移分析的工程意义159

8.2 小挠度微分方程及其积分160

8.2.1 小挠度曲线微分方程160

8.2.2 积分常数的确定、约束条件与连续条件161

8.3 工程中的叠加法163

8.3.1 叠加法应用于多个载荷作用的情形163

8.3.2 叠加法应用于间断性分布载荷作用的情形165

8.4 简单的静不定问题梁166

8.4.1 求解静不定梁的基本方法166

8.4.2 几种简单的静不定问题示例166

8.5 梁的刚度设计168

8.5.1 刚度设计准则168

8.5.2 刚度设计举例168

8.6.2 关于梁的连续光滑曲线170

8.6 结论与讨论170

8.6.1 关于变形和位移的相依关系170

8.6.3 关于求解静不定问题的讨论172

8.6.4 关于求解静不定结构特性的讨论172

8.6.5 提高刚度的途径173

习题176

第9章 圆轴扭转时的应力变形分析与强度刚度设计181

9.1 工程上传递功率的圆轴及其扭转变形181

9.2 切应力互等定理182

9.3.1 变形协调方程183

9.3 圆轴扭转时的切应力分析183

9.3.2 弹性范围内的切应力—切应变关系184

9.3.3 静力学方程184

9.3.4 圆轴扭转时横截面上的切应力表达式185

9.4 承受扭转时圆轴的强度设计与刚度设计187

9.4.1 扭转实验与扭转破坏现象187

9.4.2 扭转强度设计188

9.4.3 扭转刚度设计190

9.5.2 矩形截面杆扭转时的切应力192

9.5.1 关于圆轴强度与刚度设计192

9.5 结论与讨论192

习题194

第10章 复杂受力时构件的强度设计198

10.1 基本概念198

10.1.1 什么是应力状态，为什么要研究应力状态198

10.1.2 应力状态分析的基本方法199

10.1.3 建立复杂受力时失效判据的思路与方法200

10.2 平面应力状态分析——任意方向面上应力的确定200

10.2.1 方向角与应力分量的正负号约定200

10.2.3 平面应力状态中任意方向面上的正应力与切应力201

10.2.2 微元的局部平衡201

10.3 应力状态中的主应力与最大切应力203

10.3.1 主平面、主应力与主方向203

10.3.2 平面应力状态的三个主应力203

10.3.3 面内最大切应力与一点的最大切应力204

10.4 分析应力状态的应力圆方法207

10.4.1 应力圆方程207

10.4.2 应力圆的画法207

10.4.3 应力圆的应用208

10.5.1 广义胡克定律210

10.5 复杂应力状态下的应力—应变关系 应变能密度210

10.5.2 各向同性材料各弹性常数之间的关系211

10.5.3 总应变能密度212

10.5.4 体积改变能密度与畸变能密度213

10.6 复杂应力状态下的强度设计准则214

10.6.1 最大拉应力准则214

10.6.2 最大拉应变准则215

10.6.3 最大切应力准则216

10.6.4 畸变能密度准则217

10.7.1 计算简图219

10.7 圆轴承受弯曲与扭转共同作用时的强度计算219

10.7.2 危险点及其应力状态220

10.7.3 强度设计准则与设计公式220

10.8 薄壁容器强度设计简述223

10.8.1 环向应力与纵向应力223

10.8.2 强度设计简述225

10.9 结论与讨论225

10.9.1 关于应力状态的几点重要结论225

10.9.3 关于应力状态的不同的表示方法225

10.9.2 平衡方法是分析应力状态最重要、最基本的方法226

10.9.5 应用强度设计准则需要注意的几个问题227

10.9.4 正确应用广义胡克定律227

习题228

第11章 压杆的稳定性分析与设计232

11.1 弹性平衡稳定性的基本概念232

11.1.1 平衡构形的稳定性和不稳定性232

11.1.2 临界状态与临界载荷233

11.1.3 三种类型的压杆的不同临界状态233

11.2.1 两端铰支的细长压杆234

11.2 细长压杆的临界载荷——欧拉临界力234

11.2.2 其他刚性支承细长压杆临界载荷的通用公式235

11.3 柔度的概念 三类不同压杆的判断236

11.3.1 柔度的定义与概念236

11.3.2 三类不同压杆的区分237

11.3.3 三类压杆的临界应力公式237

11.3.4 临界应力总图与λp、λs 值的确定238

11.4.2 安全因数法与稳定性设计准则239

11.4.3 压杆稳定性设计过程239

11.4.1 压杆稳定性设计内容239

11.4 压杆的稳定性设计239

11.5 压杆稳定性分析与稳定性设计示例240

11.6 结论与讨论243

11.6.1 稳定计算的重要性243

11.6.2 影响压杆承载能力的因素244

11.6.3 提高压杆承载能力的主要途径244

11.6.4 稳定计算中需要注意的几个重要问题245

习题247

12.1.1 交变应力的名词和术语251

12.1 疲劳失效特征与原因分析251

第12章 交变应力作用下构件的疲劳强度简述251

12.1.2 疲劳失效特征253

12.1.3 疲劳极限与应力—寿命曲线255

12.2 影响疲劳寿命的因素256

12.2.1 应力集中的影响——有效应力集中因数256

12.2.2 零件尺寸的影响——尺寸因数257

12.2.3 表面加工质量的影响——表面质量因数258

12.3 有限寿命设计与无限寿命设计258

12.3.1 基本概念258

12.4.1 常规疲劳强度设计的局限性259

12.4 线性累积损伤理论与疲劳寿命估算259

12.3.2 无限寿命设计方法简述259

12.3.3 等幅对称应力循环下的工作安全因数259

12.4.2 线性累积损伤理论——迈因纳准则260

12.4.3 周期性变幅交变应力时的疲劳寿命估算262

12.5 结论与讨论263

12.5.1 结论263

12.5.2 提高构件疲劳强度的途径263

习题264

13.1 复合材料简述266

第13章 新材料的材料力学266

13.2 单层纤维复合材料的弹性模量267

13.2.1 垂直于纤维方向的弹性模量 静定的串联模型267

13.2.2 平行于纤维方向的弹性模量 静不定的并联模型268

13.3 纤维的增强效应270

13.3.1 复合材料的名义应力与纤维和基体中的实际应力271

13.3.2 增强效应271

13.4 聚合物及其粘弹性行为272

13.4.1 聚合物272

13.4.3 弹性元件与粘性元件273

13.4.2 粘弹性的概念273

13.4.4 描述粘弹性的麦克斯韦模型274

13.4.5 描述粘弹性的开尔文模型274

13.4.6 应用举例275

13.5 非线性粘弹性构件的伪弹性设计方法277

13.5.1 等应变线与等时线277

13.5.2 伪弹性设计方法277

13.5.3 应用举例278

13.6.1 关于复合材料和聚合物力学行为的两点结论279

13.6 结论与讨论279

13.6.2 单向铺层复合材料的弹性常数及其相互关系280

13.6.3 关于粘弹性模型与本构方程280

13.6.4 各种粘弹性模型处理问题的范围281

习题282

附录284

附录 A 型钢规格表284

附录 B 习题答案298

附录 C 索引303

参考文献308