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绪论1

第一篇 静力学3

第1章 静力学基础3

1.1 静力学基本概念及静力学公理3

1.1.1 力和刚体的概念3

1.1.2 静力学公理4

1.2 力在坐标轴上的投影7

1.2.1 力在轴上的投影7

1.2.2 力在直角坐标轴上的投影7

1.3 力矩9

1.3.1 力对点之矩10

1.3.2 合力矩定理11

1.3.3 力对轴之矩12

1.3.4 力对点之矩与力对通过该点的轴之矩的关系13

1.4 力偶和力偶矩13

1.4.1 力偶的表示13

1.4.2 力偶的等效定理及力偶的性质14

1.5 物体的受力分析及受力图15

1.5.1 自由体与非自由体、约束与约束反力15

1.5.2 工程中常见约束的分类及其约束反力16

1.5.3 物体的受力分析方法及步骤19

思考题22

习题24

第2章 力系的简化27

2.1 汇交力系的合成27

2.1.1 汇交力系合成的几何法27

2.1.2 汇交力系合成的解析法28

2.2 力偶系的合成29

2.3 任意力系向任意一点简化 主矢和主矩30

2.3.1 力的平移定理30

2.3.2 力系向任意一点简化 主矢和主矩31

2.4 力系简化结果讨论32

2.5 平行力系的中心和重心37

2.5.1 平行力系的中心38

2.5.2 物体的重心及其确定方法38

思考题41

习题42

第3章 力系的平衡方程及其应用44

3.1 空间任意力系的平衡条件和平衡方程44

3.1.1 空间任意力系的平衡条件与方程44

3.1.2 平衡方程的几种特殊形式45

3.2 平面力系平衡方程的应用48

3.2.1 单个物体的平衡问题48

3.2.2 物体系统的平衡问题52

3.3 空间力系平衡方程的应用59

3.4 考虑摩擦时的平衡问题62

3.4.1 静滑动摩擦力和静滑动摩擦定律62

3.4.2 考虑摩擦时的平衡问题举例63

3.4.3 滚动摩阻概念66

3.5 工程应用举例68

思考题71

习题72

第二篇 材料力学80

第4章 材料力学的基本假设和基本概念80

4.1 材料力学概述80

4.2 材料力学的基本假设81

4.3 外力、内力与截面法82

4.3.1 外力及其分类82

4.3.2 内力与截面法82

4.4 应力84

4.5 应变85

4.5.1 正应变85

4.5.2 切应变86

4.6 杆件变形的基本形式86

思考题88

习题88

第5章 轴向拉压杆的应力与变形90

5.1 轴向拉压概述90

5.2 轴力与轴力图91

5.3 轴向拉压杆的应力93

5.3.1 横截面上的应力93

5.3.2 斜截面上的应力96

5.4 拉压强度条件及应用97

5.5 轴向拉压杆的变形100

5.5.1 轴向拉压杆的变形100

5.5.2 拉压胡克定律101

5.5.3 轴向变形算例102

5.6 简单拉压超静定问题103

思考题106

习题107

第6章 材料拉伸和压缩时的力学性能111

6.1 材料拉伸时的力学性能111

6.1.1 低碳钢拉伸时的力学性能112

6.1.2 其他材料在拉伸时的力学性能114

6.2 材料压缩时的力学性能115

6.3 应力集中116

6.4 失效与许用应力117

思考题118

习题119

第7章 剪切121

7.1 连接件受力概述121

7.2 连接件的实用计算122

7.2.1 剪切的实用计算122

7.2.2 挤压的实用计算123

思考题126

习题126

第8章 杆件的扭转128

8.1 扭转概述128

8.2 轴的外力偶矩、扭矩及扭矩图129

8.2.1 外力偶矩的计算129

8.2.2 轴的扭矩129

8.2.3 扭矩图130

8.3 切应力互等定理·剪切虎克定律132

8.3.1 薄壁圆管的扭转132

8.3.2 切应力互等定理133

8.3.3 剪切虎克定律133

8.4 圆轴扭转时的应力与变形133

8.4.1 实心圆轴横截面上的应力133

8.4.2 任意两横截面之间的相对扭转角136

8.5 圆轴扭转的强度条件和刚度条件139

8.5.1 强度条件139

8.5.2 刚度条件140

8.6 矩形截面杆的自由扭转142

思考题144

习题145

第9章 弯曲应力及弯曲强度149

9.1 弯曲受力概述149

9.2 剪力、弯矩与剪力图、弯矩图151

9.2.1 剪力和弯矩151

9.2.2 剪力图和弯矩图154

9.3 剪力、弯矩与分布载荷集度之间的微分关系157

9.3.1 剪力、弯矩与分布载荷集度之间的关系157

9.3.2 微分关系的运用158

9.4 弯曲正应力163

9.4.1 纯弯曲时梁横截面上的正应力163

9.4.2 纯弯曲理论在一般横力弯曲中的应用166

9.5 惯性矩169

9.5.1 惯性矩的一般定义169

9.5.2 惯性矩的平行轴公式170

9.5.3 组合截面惯性矩的计算171

9.6 梁的弯曲切应力172

9.6.1 矩形截面梁的切应力172

9.6.2 工字形截面梁腹板上的切应力173

9.6.3 圆形及圆环形截面梁的最大切应力173

9.7 梁的弯曲强度计算173

9.7.1 梁的弯曲正应力强度条件和强度计算173

9.7.2 梁的切应力强度计算177

9.8 梁的合理强度设计178

9.8.1 载荷及支座的合理配置178

9.8.2 梁的合理截面设计179

9.8.3 合理设计梁的外形181

9.9 工程设计举例182

思考题185

习题187

第10章 弯曲变形195

10.1 弯曲变形概述195

10.2 梁变形的基本方程196

10.2.1 梁的挠曲线微分方程196

10.2.2 积分法计算梁的变形197

10.3 计算梁变形的叠加法201

10.3.1 载荷叠加法202

10.3.2 逐段分析求和法205

10.4 简单超静定梁207

10.5 梁的刚度条件与合理刚度设计209

10.5.1 梁的刚度条件209

10.5.2 梁的合理刚度设计211

思考题212

习题213

第11章 能量法216

11.1 杆件弹性变形能216

11.1.1 线弹性体上的外力做功216

11.1.2 杆件拉压、扭转和弯曲时的变形能217

11.1.3 杆件变形能一般公式219

11.2 莫尔定理220

11.2.1 莫尔定理220

11.2.2 莫尔积分求杆件变形222

思考题225

习题225

第12章 应力状态分析228

12.1 应力状态概述228

12.2 平面应力状态应力分析230

12.3 应力圆232

12.3.1 应力圆232

12.3.2 应力圆的绘制和应用232

12.4 平面应力状态的极值应力与主应力234

12.5 三向应力状态的最大主应力238

12.5.1 三向应力状态的应力圆238

12.5.2 最大主应力和最大切应力239

12.6 广义胡克定律240

12.7 三向应力状态下的应变能242

思考题243

习题244

第13章 强度理论与组合变形247

13.1 强度理论概述247

13.2 关于断裂的强度理论248

13.2.1 最大拉应力理论（第一强度理论）248

13.2.2 最大拉应变理论（第二强度理论）249

13.3 关于屈服的强度理论249

13.3.1 最大切应力理论（第三强度理论）249

13.3.2 畸变能密度理论（第四强度理论）250

13.4 拉伸（压缩）与弯曲组合变形强度计算252

13.5 扭转与弯曲组合变形强度计算254

13.6 工程应用举例257

13.6.1 力学模型的建立258

13.6.2 外力计算259

13.6.3 内力计算260

13.6.4 应力计算261

思考题265

习题267

第14章 压杆稳定问题270

14.1 稳定性概述270

14.2 细长杆的临界压力272

14.2.1 两端铰支细长杆的临界压力272

14.2.2 两端非铰支细长杆的临界压力273

14.3 欧拉公式的适用范围及中、小柔度杆的临界应力275

14.3.1 临界应力与柔度275

14.3.2 欧拉公式的适用范围276

14.3.3 临界应力的经验公式276

14.4 压杆的稳定实用计算及合理设计279

14.4.1 安全因数法279

14.4.2 折减系数法280

14.4.3 压杆的合理设计280

思考题282

习题283

第15章 动载荷286

15.1 惯性力问题286

15.1.1 惯性力的概念与动静法286

15.1.2 等加速度直线运动构件的应力计算287

15.1.3 等速旋转构件的应力计算288

15.2 杆件受冲击时的应力计算289

15.2.1 冲击时的应力计算及冲击动荷因数289

15.2.2 提高构件抗冲击能力的措施293

15.3 交变应力与循环特性293

15.4 材料的持久极限295

15.4.1 疲劳实验与S—N曲线295

15.4.2 持久极限296

15.5 影响构件持久极限的主要因素296

15.5.1 构件外形的影响296

15.5.2 构件截面尺寸的影响297

15.5.3 表面加工质量的影响298

思考题299

习题300

附录Ⅰ 金属材料的力学性能试验303

Ⅰ.1 金属材料的拉伸实验303

Ⅰ.2 金属材料的压缩实验306

Ⅰ.3 金属材料的扭转实验308

Ⅰ.4 梁的纯弯曲正应力实验310

Ⅰ.5 电子万能试验机312

Ⅰ.6 液压式万能材料试验机313

Ⅰ.7 电阻应变测量简介315

附录Ⅱ 热轧型钢规格表（GB/T 706—2008）320

部分习题参考答案333

参考文献344