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绪论1

第一篇 静力学3

引言3

第1章 静力学基础4

1.1 静力学基本概念4

1.1.1 力的概念4

1.1.2 刚体的概念5

1.1.3 力系和平衡的概念5

1.2 静力学公理6

1.3 约束和约束反力8

1.3.1 具有光滑接触表面的约束9

1.3.2 柔性约束9

1.3.3 光滑铰链约束10

1.3.4 其他约束11

1.4 物体的受力分析和受力图12

1.4.1 物体的受力分析12

1.4.2 物体的受力图12

本章小结16

思考题17

练习题18

第2章 平面基本力系20

2.1 平面汇交力系合成和平衡的几何法20

2.1.1 平面汇交力系20

2.1.2 力在坐标轴上的投影20

2.1.3 力多边形法则21

2.1.4 平面汇交力系平衡的几何条件23

2.2 平面汇交力系合成和平衡的解析法25

2.2.1 平面汇交力系合成的解析法25

2.2.2 平面汇交力系平衡的解析条件26

2.3 力矩和合力矩定理29

2.3.1 力对点之矩29

2.3.2 力矩的性质30

2.3.3 合力矩定理30

2.4 平面力偶理论31

2.4.1 力偶和力偶矩31

2.4.2 平面力偶系的合成和平衡条件32

本章小结35

思考题37

练习题37

第3章 平面任意力系39

3.1 平面任意力系向作用面内任一点简化39

3.1.1 力的平移定理39

3.1.2 力系向任一点简化的主矢和主矩40

3.2 平面任意力系的简化结果42

3.2.1 平面任意力系简化为一个力偶的情形43

3.2.2 平面任意力系简化为一个合力的情形43

3.2.3 平面任意力系平衡的情形43

3.3 平面任意力系的平衡条件和平衡方程43

3.4 物体系的平衡、静定和静不定问题44

本章小结47

思考题48

练习题48

第4章 摩擦50

4.1 滑动摩擦50

4.1.1 静滑动摩擦力和静滑动摩擦定律50

4.1.2 动滑动摩擦力和动滑动摩擦定律51

4.2 摩擦角与自锁现象52

4.2.1 摩擦角52

4.2.2 自锁现象52

4.3 考虑摩擦时物体的平衡问题53

本章小结56

思考题57

练习题57

第5章 空间力系60

5.1 空间汇交力系60

5.1.1 空间力的分解60

5.1.2 力在空间直角坐标轴上的投影61

5.1.3 空间汇交力系的合成与平衡条件62

5.2 空间力对点之矩和力对轴之矩64

5.2.1 力对点之矩64

5.2.2 力对轴之矩65

5.2.3 空间力系的合力矩定理67

5.2.4 力对点之矩与力对轴之矩的关系68

5.3 空间任意力系的平衡条件和平衡方程71

5.3.1 空间力系的简化71

5.3.2 空间任意力系的平衡方程及应用71

5.3.3 空间力系平衡方程的应用72

5.4 重心75

5.4.1 重心及其坐标75

5.4.2 求重心的几种常用方法77

本章小结82

思考题83

练习题84

第二篇 运动学87

引言87

第6章 点的运动学和刚体基本运动88

6.1 点的运动学88

6.1.1 矢量法88

6.1.2 直角坐标法90

6.1.3 自然坐标法93

6.2 刚体基本运动98

6.2.1 刚体的平动98

6.2.2 刚体的定轴转动99

6.2.3 转动刚体上各点的速度和加速度101

本章小结103

思考题105

练习题105

第7章 点的合成运动107

7.1 点的合成运动的基本概念107

7.2 点的速度合成定理108

7.2.1 绝对速度、相对速度和牵连速度108

7.2.2 点的速度合成定理109

本章小结111

思考题112

练习题112

第8章 刚体的平面运动114

8.1 刚体平面运动的基本概念和运动分解114

8.1.1 刚体平面运动的基本概念114

8.1.2 平面运动的分解116

8.2 求平面图形内各点速度的基点法117

8.3 求平面图形内各点速度的瞬心法120

本章小结123

思考题124

练习题124

第三篇 动力学127

引言127

第9章 质点动力学基本方程128

9.1 动力学基本定律128

9.2 质点运动微分方程129

9.2.1 质点运动微分方程的矢量形式129

9.2.2 质点运动微分方程的直角坐标形式130

9.2.3 质点运动微分方程的自然坐标形式130

9.3 质点动力学的两类基本问题131

本章小结135

思考题135

练习题136

第10章 动量定理138

10.1 动量和冲量138

10.1.1 动量138

10.1.2 冲量138

10.2 动量定理140

10.2.1 质点的动量定理140

10.2.2 质点系的动量定理141

10.2.3 质点系动量守恒定律142

10.3 质心运动定理144

10.3.1 质量中心144

10.3.2 质心运动定理147

10.3.3 质心运动守恒定律148

本章小结149

思考题151

练习题151

第11章 动量矩定理154

11.1 动量矩154

11.1.1 质点的动量矩154

11.1.2 质点系的动量矩155

11.2 动量矩定理156

11.2.1 质点的动量矩定理156

11.2.2 质点系的动量矩定理157

11.2.3 动量矩守恒定律158

11.3 刚体对轴的转动惯量161

11.3.1 转动惯量161

11.3.2 回转半径162

11.3.3 平行移轴定理163

11.4 刚体绕定轴的转动微分方程164

本章小结168

思考题169

练习题170

第12章 动能定理173

12.1 力的功173

12.1.1 常力的功173

12.1.2 变力的功174

12.1.3 合力的功174

12.1.4 几种常见力的功175

12.2 质点和质点系的动能177

12.2.1 质点的动能177

12.2.2 质点系的动能177

12.2.3 刚体的动能178

12.3 动能定理179

12.3.1 质点的动能定理179

12.3.2 质点系的动能定理180

本章小结182

思考题183

练习题184

第四篇 材料力学186

引言186

第13章 轴向拉伸与压缩190

13.1 轴向拉伸与压缩的概念190

13.2 轴向拉伸与压缩时横截面上的内力191

13.2.1 内力的概念191

13.2.2 截面法191

13.2.3 轴力与轴力图191

13.3 轴向拉伸与压缩时横截面上的应力193

13.4 拉压变形与胡克定律195

13.4.1 纵向变形与横向变形195

13.4.2 胡克定律196

13.5 材料在拉伸与压缩时的力学性能198

13.5.1 材料的拉伸与压缩试验198

13.5.2 材料在拉伸时的力学性能198

13.5.3 材料在压缩时的力学性能201

13.6 许用应力与安全系数202

13.6.1 极限应力202

13.6.2 许用应力与安全系数202

13.7 轴向拉伸与压缩时的强度计算203

13.7.1 强度条件203

13.7.2 强度计算203

13.8 应力集中的概念205

本章小结206

思考题207

练习题207

第14章 剪切与挤压209

14.1 剪切与挤压的概念209

14.2 剪切与挤压的实用计算210

14.2.1 剪切的实用计算210

14.2.2 挤压的实用计算211

本章小结212

思考题213

练习题213

第15章 扭转215

15.1 扭转的概念215

15.2 扭矩和扭矩图216

15.2.1 外力偶矩的计算216

15.2.2 扭矩和扭矩图216

15.3 圆轴扭转时横截面上的应力218

15.3.1 平面假设218

15.3.2 圆轴扭转时横截面上的应力219

15.3.3 圆截面的极惯性矩和抗扭截面系数220

15.4 圆轴扭转时的强度计算221

15.5 圆轴扭转时的变形及刚度计算223

15.5.1 圆轴扭转时的变形223

15.5.2 圆轴扭转时的刚度计算224

本章小结225

思考题226

练习题227

第16章 弯曲229

16.1 对称弯曲的概念及梁的计算简图229

16.1.1 对称弯曲的概念229

16.1.2 梁的计算简图230

16.2 梁的剪力和弯矩231

16.3 剪力图和弯矩图233

16.4 纯弯曲正应力235

16.4.1 实验观察与假设236

16.4.2 纯弯曲正应力的分布规律237

16.4.3 纯弯曲正应力的计算公式237

16.5 正应力强度条件及其应用238

16.6 梁的弯曲变形及刚度条件241

16.6.1 挠度和转角242

16.6.2 梁的挠曲线近似微分方程及其积分243

16.6.3 用叠加法求弯曲变形244

16.6.4 梁的刚度条件247

16.7 梁的合理设计247

16.7.1 合理配置梁的支承和载荷248

16.7.2 合理选取截面形状249

16.7.3 合理设计梁的外形249

本章小结250

思考题251

练习题251

第17章 应力状态与强度理论253

17.1 应力状态的概念253

17.1.1 应力状态问题的提出253

17.1.2 应力状态的研究方法254

17.1.3 主平面和主应力255

17.1.4 应力状态的分类255

17.2 二向应力状态分析256

17.2.1 斜截面上的应力256

17.2.2 主平面与主应力的求法257

17.2.3 最大剪应力257

17.3 广义胡克定律258

17.4 强度理论简介259

17.4.1 材料破坏的基本形式259

17.4.2 强度理论的概念260

17.4.3 常用的四个强度理论261

本章小结264

思考题266

练习题266

第18章 组合变形的强度计算267

18.1 组合变形的概念267

18.2 拉（压）弯组合变形的强度计算268

18.3 扭弯组合变形的强度计算272

本章小结275

思考题277

练习题277

第19章 压杆稳定279

19.1 压杆稳定的概念279

19.2 欧拉公式280

19.2.1 欧拉公式280

19.2.2 临界应力与柔度281

19.2.3 欧拉公式的适用范围282

19.2.4 临界应力经验公式283

19.3 压杆稳定性的计算285

19.4 提高压杆稳定性的措施287

本章小结288

思考题289

练习题289

第20章 动载荷与交变应力291

20.1 动载荷291

20.1.1 动载荷的概念291

20.1.2 构件作匀加速直线运动时的应力计算291

20.1.3 构件受冲击时的应力计算293

20.2 交变应力295

20.2.1 交变应力的概述295

20.2.2 疲劳失效297

20.2.3 疲劳极限与疲劳强度计算298

本章小结301

思考题302

练习题302

附录304

附录Ⅰ 练习题参考答案304

附录Ⅱ 型纲规格表313

参考文献329