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第1篇 刚体静力学2

第1章 基本概念和受力分析2

1.1力与力的投影3

1.1.1力的概念3

1.1.2力的投影3

1.2力的基本性质4

1.2.1力的分类4

1.2.2基本公理5

1.3力矩与力偶7

1.3.1力对轴之矩7

1.3.2力对点之矩7

1.3.3合力矩定理8

1.3.4力对点之矩与力对过该点的轴之矩的关系9

1.3.5力偶9

1.4约束与约束反力11

1.4.1柔性体约束12

1.4.2光滑面约束12

1.4.3光滑铰链约束13

1.4.4固定端约束14

1.5物体的受力分析和受力图15

习题19

第2章 力系的简化与平衡25

2.1汇交力系的简化与平衡26

2.1.1汇交力系的简化26

2.1.2汇交力系的平衡条件和平衡方程27

2.2力偶系的简化与平衡29

2.2.1力偶系的简化29

2.2.2力偶系的平衡条件和平衡方程30

2.3空间任意力系的简化31

2.3.1力的平移定理31

2.3.2空间任意力系向一点的简化32

2.3.3力系的简化结果分析33

2.4空间任意力系的平衡35

2.5平面任意力系的平衡37

2.6刚体系统的平衡·静定与超静定概念41

习题45

第3章 静力学应用问题53

3.1平行力系的简化·重心54

3.1.1平行力系的简化和平行力系的中心54

3.1.2物体的重心55

3.2平面静定桁架61

3.2.1节点法62

3.2.2截面法63

3.3考虑摩擦时的平衡64

3.3.1滑动摩擦65

3.3.2摩擦角和自锁66

3.3.3考虑摩擦时的平衡问题67

习题70

第2篇 材料力学79

第4章 材料力学基本概述79

4.1变形固体的基本假设79

4.2材料力学的基本概念80

4.2.1内力、截面法和应力80

4.2.2应变81

4.2.3单向应力、纯剪切与切应力互等定理82

4.2.4胡克定律83

4.3杆件变形的基本形式83

第5章 杆件的内力85

5.1杆件内力的一般描述86

5.2杆件拉伸（压缩）时的内力87

5.3杆件扭转时的内力89

5.4梁弯曲时的内力·剪力与弯矩91

5.4.1平面弯曲的概念及梁的简化91

5.4.2剪力与弯矩92

5.5剪力图与弯矩图95

5.6剪力、弯矩与载荷集度间的微分关系98

习题104

第6章 杆件的应力109

6.1基本概念110

6.2杆件在拉伸与压缩时的应力与强度计算111

6.2.1拉（压）杆横截面上的应力111

6.2.2拉（压）杆斜截面上的应力113

6.2.3杆件在拉伸与压缩时的强度计算114

6.3材料的力学性能·安全因数和许用应力116

6.3.1拉伸时材料的力学性能117

6.3.2压缩时材料的力学性能120

6.3.3材料的极限应力、许用应力和安全因数121

6.4圆轴扭转时的应力与强度计算121

6.5截面图形的几何性质126

6.5.1静矩与形心126

6.5.2截面的惯性矩127

6.5.3惯性矩的平行移轴定理129

6.6梁的弯曲正应力130

6.6.1试验与假设131

6.6.2纯弯曲时梁的正应力132

6.7弯曲时的切应力134

6.8梁弯曲时的强度条件136

6.9弯曲与拉伸（压缩）组合时的强度计算138

6.10梁的优化设计141

6.10.1采用合理的截面形状141

6.10.2合理的配置梁的载荷和支座143

6.10.3等强度梁的概念143

6.11剪切和挤压的实用计算144

6.11.1剪切强度的实用计算144

6.11.2挤压强度的实用计算145

习题148

第7章 杆件的变形·简单超静定问题159

7.1轴向拉伸或压缩时的变形161

7.1.1拉压杆的轴向变形161

7.1.2拉压杆的横向变形与泊松比162

7.2圆轴扭转时的变形与刚度条件163

7.2.1圆轴扭转时的变形163

7.2.2圆轴扭转刚度条件164

7.3梁弯曲时的变形166

7.4叠加法求弯曲变形170

7.5简单超静定结构174

7.5.1拉压超静定问题175

7.5.2扭转超静定问题177

7.5.3简单超静定梁178

7.6能量法求结构的位移180

7.6.1能量原理的基本概念180

7.6.2外力功的计算181

7.6.3应变能的计算181

7.6.4单位载荷法（莫尔定理）182

习题188

第8章 应力状态理论和强度理论195

8.1应力状态理论的概念和实例196

8.2二向应力状态分析199

8.2.1解析法199

8.2.2图解法200

8.3三向应力状态时的最大切应力及广义胡克定律203

8.3.1三向应力状态时的最大切应力203

8.3.2广义胡克定律204

8.4强度理论的概念·常用的四种强度理论206

8.4.1最大拉应力理论（第一强度理论）207

8.4.2最大拉应变理论（第二强度理论）207

8.4.3最大切应力理论（第三强度理论）208

8.4.4均方根切应力理论（第四强度理论）208

8.5弯曲与扭转组合变形时的强度计算209

习题212

第9章 压杆稳定218

9.1压杆稳定的概念218

9.2确定压杆临界载荷的欧拉公式220

9.3欧拉公式的适用范围·临界应力的经验公式223

9.3.1临界应力与柔度223

9.3.2欧拉公式应用范围223

9.3.3临界应力的经验公式224

9.4压杆稳定的校核与合理设计226

9.4.1稳定条件226

9.4.2压杆的合理设计228

习题229

第10章 动载荷与交变载荷233

10.1概述233

10.2构件作等加速直线运动时的动应力计算234

10.3构件受冲击载荷作用时的动应力计算236

10.4构件在交变应力作用下的疲劳破坏和疲劳极限239

10.4.1交变应力的实例与疲劳破坏的过程239

10.4.2交变应力的基本参数和疲劳极限240

10.5影响构件疲劳极限的主要因素242

10.5.1构件外形的影响242

10.5.2构件截面尺寸的影响243

10.5.3表面加工质量的影响244

10.6对称循环下构件的疲劳强度计算245

习题247

第3篇 运动力学251

第11章 运动学基础251

11.1点的运动的矢径描述252

11.2点的运动的直角坐标描述253

11.3点的运动的自然坐标描述255

11.4刚体的平动259

11.5刚体的定轴转动260

11.6轮系的传动比263

11.6.1齿轮传动263

11.6.2皮带传动264

习题265

第12章 点的复合运动270

12.1相对运动·牵连运动·绝对运动271

12.2点的速度合成定理272

12.3牵连运动为平动时点的加速度合成定理274

习题277

第13章 刚体的平面运动283

13.1刚体平面运动的分解284

13.2平面运动图形上各点的速度286

13.2.1基点法286

13.2.2速度投影定理287

13.2.3速度瞬心法289

13.3平面运动图形上各点的加速度293

习题295

第14章 质点动力学300

14.1动力学的基本定律301

14.2质点的运动微分方程302

14.2.1质点运动微分方程在直角坐标轴上投影302

14.2.2质点运动微分方程在自然轴上投影302

14.3质点动力学的两类基本问题303

14.3.1第一类基本问题303

14.3.2第二类基本问题305

习题308

第15章 动量定理312

15.1质点和质点系的动量312

15.1.1质点的动量312

15.1.2质点系的动量313

15.2质点和质点系的动量定理314

15.2.1质点的动量定理314

15.2.2质点系的动量定理315

15.2.3质点系动量守恒定律316

15.3质心运动定理317

15.3.1质心运动定理317

15.3.2质心运动守恒定律318

习题320

第16章 动量矩定理324

16.1质点和质点系的动量矩325

16.1.1质点的动量矩325

16.1.2质点系的动量矩325

16.2刚体对轴的转动惯量326

16.2.1简单形状刚体的转动惯量327

16.2.2平行轴定理329

16.3动量矩定理331

16.3.1质点的动量矩定理331

16.3.2质点动量矩守恒定律331

16.3.3质点系的动量矩定理332

16.3.4质点系动量矩守恒定律333

16.4刚体定轴转动的运动微分方程334

16.5刚体的平面运动微分方程338

习题339

第17章 动能定理346

17.1力的功347

17.1.1重力的功347

17.1.2弹性力的功348

17.1.3定轴转动刚体上作用力的功349

17.2质点和质点系的动能349

17.2.1质点的动能349

17.2.2质点系的动能350

17.3动能定理352

17.3.1质点的动能定理352

17.3.2质点系的动能定理352

17.3.3理想约束353

17.4功率、功率方程和机械效率357

17.4.1功率357

17.4.2功率方程358

17.4.3机械效率359

习题359

附录 型钢表365

习题参考答案378