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绪论1

0.1工程力学的研究对象和任务1

0.2工程力学的研究方法3

0.3学习工程力学的目的4

第一章 静力学的基本概念和物体的受力分析6

1.1静力学基本概念6

1.1.1刚体6

1.1.2力6

1.1.3平衡7

1.2静力学公理7

1.2.1公理一：二力平衡原理8

1.2.2公理二：力的平行四边形法则8

1.2.3公理三：加减平衡力系原理8

1.2.4公理四：作用和反作用定律9

1.2.5公理五：刚化原理10

1.3约束与约束力10

1.3.1由柔软的绳索、链条或胶带等构成的约束11

1.3.2具有光滑接触表面的约束11

1.3.3向心轴承（径向轴承）11

1.3.4圆柱铰链和固定铰链支座12

1.3.5滚动支座13

1.3.6光滑的球铰链13

1.3.7止推轴承14

1.3.8二力杆14

1.4物体的受力分析和受力图14

小结17

思考题18

习题18

第二章 平面简单力系21

2.1平面汇交力系的合成与平衡条件21

2.1.1平面汇交力系合成与平衡的几何法21

2.1.2平面汇交力系合成与平衡的解析法24

2.2平面力对点之矩27

2.2.1力对点之矩（力矩）27

2.2.2合力矩定理与力矩的解析表达式28

2.3平面力偶系29

2.3.1力偶29

2.3.2力偶矩29

2.3.3平面力偶等效定理30

2.3.4平面力偶系的合成与平衡条件30

小结33

思考题34

习题34

第三章 平面任意力系37

3.1力的平移定理37

3.2平面任意力系向作用面内一点简化38

3.2.1平面任意力系向作用面内一点简化38

3.2.2平面任意力系简化结果的讨论40

3.3平面任意力系的平衡条件和平衡方程43

3.3.1平面任意力系平衡方程的基本形式43

3.3.2平面任意力系其他平衡方程形式43

3.3.3平面平行力系的平衡条件44

3.4物体系的平衡、静定和静不定问题47

3.4.1物体系的平衡47

3.4.2静定和静不定问题50

小结52

思考题53

习题53

第四章 空间力系和重心58

4.1力在直角坐标轴上的投影58

4.2力对轴的矩和力对点的矩59

4.2.1力对轴的矩59

4.2.2力对点的矩60

4.2.3力对点的矩与力对通过该点的轴的矩的关系61

4.2.4力偶矩矢61

4.3空间任意力系的简化62

4.3.1空间任意力系向任一点简化62

4.3.2空间任意力系的简化结果分析63

4.4空间力系的平衡条件和平衡方程65

4.5重心69

4.5.1重心的概念69

4.5.2重心坐标公式69

4.5.3确定物体重心的方法70

小结75

思考题76

习题76

第五章 材料力学的基本概念79

5.1变形固体的基本假设79

5.1.1变形固体的基本概念79

5.1.2变形固体的假设79

5.2外力及其分类、构件的计算简图80

5.2.1外力及其分类80

5.2.2构件的计算简图80

5.3内力、截面法与应力的概念82

5.3.1内力的概念82

5.3.2截面法82

5.3.3举例82

5.3.4应力的概念83

5.4变形、位移与应变的概念84

5.4.1变形的概念84

5.4.2位移的概念84

5.4.3应变的概念84

5.5杆件变形的基本形式85

小结87

思考题88

第六章 拉伸、压缩与剪切89

6.1轴向拉伸与压缩的概念89

6.2轴向拉压杆的内力90

6.2.1轴力90

6.2.2轴力图90

6.3轴向拉压杆的应力92

6.3.1横截面上的应力92

6.3.2斜截面上的应力95

6.4材料在拉伸和压缩时的力学性能96

6.4.1材料在拉伸时的力学性能97

6.4.2材料在压缩时的力学性能100

6.5轴向拉压杆的变形与胡克定律101

6.5.1轴向变形与胡克定律102

6.5.2横向变形102

6.6应力集中的概念105

6.7拉压杆的强度计算106

6.7.1失效106

6.7.2许用应力106

6.7.3强度条件107

6.8简单拉压静不定问题109

6.8.1静不定问题的概念109

6.8.2静不定问题的求解110

6.8.3温度应力和装配应力112

6.9连接部分的强度计算114

6.9.1剪切的实用计算114

6.9.2挤压的实用计算115

小结117

思考题118

习题118

第七章 扭转122

7.1扭转的概念122

7.2扭转杆件的内力122

7.2.1外力偶矩的计算122

7.2.2扭矩的计算123

7.2.3扭矩图的绘制123

7.3薄壁圆筒的扭转124

7.3.1切应力互等定理124

7.3.2剪切胡克定律126

7.4圆轴扭转时的应力和变形127

7.4.1实心圆轴的扭转127

7.4.2极惯性矩和抗扭截面系数129

7.4.3扭转角130

7.5受扭圆轴的强度计算和刚度计算131

7.5.1强度计算131

7.5.2刚度计算131

7.6圆轴扭转的静不定问题133

7.7矩形截面杆扭转简介134

7.7.1矩形截面杆扭转的概念134

7.7.2计算公式135

7.7.3附系数136

小结136

思考题137

习题137

第八章 弯曲内力140

8.1弯曲的概念与工程实例140

8.1.1工程实际中的弯曲问题140

8.1.2梁的支座及支座反力141

8.1.3静定梁的基本形式142

8.2梁的内力及其计算方法142

8.2.1梁的内力——剪力和弯矩142

8.2.2剪力、弯矩符号规定143

8.3剪力图与弯矩图146

8.4剪力、弯矩与荷载集度间的微分关系150

8.4.1剪力、弯矩与荷载集度间的微分关系150

8.4.2剪力图和弯矩图的形状判断151

8.4.3利用微分关系绘制内力图的一般步骤152

8.5用叠加法作弯矩图154

8.5.1叠加法作弯矩图的原理154

8.5.2区段叠加法作弯矩图155

8.6平面刚架的内力图158

小结159

思考题159

习题160

第九章 弯曲应力分析与强度计算163

9.1对称弯曲正应力163

9.1.1试验与假设163

9.1.2对称弯曲正应力的一般公式164

9.1.3最大弯曲正应力166

9.2惯性矩与平行移轴定理167

9.2.1简单截面的惯性矩167

9.2.2组合截面的惯性矩168

9.2.3惯性矩平行移轴定理169

9.3梁横截面弯曲切应力的简介171

9.3.1矩形截面梁171

9.3.2工字形截面梁174

9.3.3圆形截面梁175

9.3.4薄壁环形截面梁175

9.4弯曲强度条件及其应用176

9.4.1弯曲正应力强度条件176

9.4.2弯曲切应力强度条件177

9.4.3举例177

9.5提高梁强度的主要措施180

9.5.1选择合理截面形状180

9.5.2变截面梁与等强度梁181

9.5.3改善梁的受力情况181

小结183

思考题183

习题184

第十章 梁的位移分析与刚度计算189

10.1挠度与转角189

10.1.1挠曲线的概念189

10.1.2挠度与转角的概念及关系189

10.2挠曲线的近似微分方程190

10.3用积分法计算梁的位移191

10.4用叠加法计算梁的位移195

10.4.1叠加法195

10.4.2逐段分析求和法195

10.5梁的刚度条件、提高刚度的主要措施197

10.5.1梁的刚度条件197

10.5.2提高刚度的主要措施197

10.6简单静不定梁198

10.6.1静不定梁的概念198

10.6.2静不定梁的求解方法198

小结199

思考题200

习题200

第十一章 应力状态分析与强度理论204

11.1一点应力状态的概念204

11.1.1应力状态的概念204

11.1.2一点应力状态的表示法204

11.1.3单元体的取法205

11.2平面应力状态分析206

11.2.1任意斜截面的应力——平面应力状态分析的解析法206

11.2.2应力圆（莫尔应力圆）——平面应力状态分析的图解法208

11.2.3极值应力与主应力、主平面209

11.2.4应力状态的分类212

11.3三向应力状态的最大应力213

11.3.1三向应力圆213

11.3.2最大应力214

11.4广义胡克定律215

11.4.1广义胡克定律215

11.4.2主应力与主应变关系——主应力与主应变广义胡克定律217

11.5强度理论218

11.5.1强度理论的概念218

11.5.2两大类四种强度理论218

小结223

思考题223

习题225

第十二章 组合变形229

12.1组合变形的概念229

12.1.1组合变形工程实例229

12.1.2组合变形的叠加原理229

12.2斜弯曲230

12.2.1斜弯曲的概念230

12.2.2斜弯曲的内力与应力230

12.2.3斜弯曲的强度问题231

12.3拉伸（或压缩）与弯曲的组合变形232

12.3.1轴向力与横向力共同作用的拉（压）弯组合变形232

12.3.2拉（压）弯组合变形实例233

12.4弯曲与扭转的组合234

12.4.1弯扭组合变形的第三、四强度理论公式234

12.4.2弯扭组合变形实例236

小结238

思考题238

习题239

第十三章 压杆稳定241

13.1压杆稳定的概念241

13.2细长压杆的临界力243

13.2.1两端铰支细长压杆的临界力243

13.2.2不同杆端约束下细长压杆的临界力245

13.2.3细长压杆临界力的统一公式246

13.3中小柔度杆的临界应力247

13.3.1临界应力与柔度247

13.3.2欧拉公式的适用范围247

13.3.3临界应力与经验公式248

13.3.4临界应力总图249

13.4压杆稳定性计算及提高稳定性的措施250

13.4.1压杆稳定条件250

13.4.2压杆的稳定性计算250

13.4.3提高压杆稳定性的措施252

小结253

思考题253

习题253

第十四章 用变形能法计算弹性位移256

14.1概述256

14.2外力功与弹性变形能的计算256

14.2.1外力功256

14.2.2杆件弹性变形能的计算257

14.3单位荷载法264

14.3.1单位荷载法的计算位移公式264

14.3.2计算示例266

14.4图乘法268

14.4.1图乘法的计算位移公式268

14.4.2计算示例271

小结272

思考题272

习题273

第十五章 构件的疲劳强度计算276

15.1交变应力与疲劳破坏276

15.1.1交变应力的概念276

15.1.2疲劳破坏的概念277

15.1.3交变应力参数的描述278

15.2材料的疲劳极限及其测定方法279

15.2.1疲劳极限的概念279

15.2.2测定材料疲劳极限的方法279

15.3构件的疲劳极限281

15.3.1影响疲劳极限的因素281

15.3.2构件的疲劳极限285

15.4对称循环下构件的强度计算285

15.5非对称循环下构件的疲劳强度计算简介287

15.6提高构件疲劳强度的措施289

小结290

思考题290

习题291

附录A常用材料的力学性能293

附录B常见截面的几何性质294

附录C梁的挠度与转角296

附录D型钢表298

部分习题答案310

参考文献317