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绪论1

上篇　静力平衡分析4

第1章 静力学的基本概念与受力分析4

1.1　静力学的基本概念4

1.1.1　刚体的概念4

1.1.2　平衡的概念5

1.1.3　力的概念5

1.1.4　力系的概念6

1.2　静力学的基本公理6

1.3　约束与约束反力9

1.3.1　约束的概念9

1.3.2　约束的基本类型10

1.4　物体的受力分析13

1.5　实训17

1.6　习题17

第2章　平面汇交力系21

2.1　平面汇交力系的合成21

2.1.1　平面汇交力系合成的几何法21

2.1.2　力在直角坐标轴上的投影22

2.1.3　合力投影定理23

2.1.4　平面汇交力系合成的解析法24

2.2　平面汇交力系的平衡25

2.2.1　平面汇交力系平衡的几何法25

2.2.2　平面汇交力系平衡的解析法26

2.3　实训29

2.4　习题30

第3章 力矩和力偶34

3.1　力对点的矩34

3.1.1　力对点的矩的概念34

3.1.2　力矩的计算35

3.1.3　合力矩定理36

3.2　平面力偶与力偶矩36

3.2.1　力偶与力偶矩37

3.2.2　平面力偶等效的条件38

3.2.3　力偶的性质38

3.2.4　平面力偶系的合成与平衡38

3.3　力线的平移定理40

3.3.1　力线平移定理40

3.3.2　固定端约束41

3.4　实训42

3.5　习题42

第4章　平面任意力系47

4.1　平面任意力系的简化47

4.1.1　平面任意力系的简化及结果47

4.1.2　平面任意力系简化结果的分析48

4.2　平面任意力系的平衡及平衡方程的应用49

4.2.1　平面任意力系平衡方程的应用式49

4.2.2　平面任意力系平衡方程的应用50

4.2.3　平面平行力系53

4.3　简单多刚体系统的平衡问题55

4.3.1　静定与静不定问题的概念55

4.3.2　简单多刚体系统的平衡55

4.4　摩擦问题简介58

4.4.1　滑动摩擦58

4.4 2　有滑动摩擦时的平衡问题61

4.5　实训63

4.6　习题64

第5章 空间力系与重心71

5.1　力在空间直角坐标系中的投影71

5.1.1　力在空间直角坐标轴上的投影71

5.1.2　合力投影定理73

5.2　力对轴的矩74

5.2.1　力对轴的矩的概念74

5.2.2　合力矩定理75

5.3　空间力系的平衡76

5.3.1　空间力系的平衡方程77

5.3.2　空间力系平衡方程式的应用77

5.3.3　空间力系平衡应用举例77

5.4　物体的重心80

5.4.1　空间平行力系中心80

5.4.2　物体的重心81

5.5　实训85

5.6　习题86

中篇　材料力学90

第6章 材料力学基本概念90

6.1　材料力学的任务90

6.1.1　构件的承载能力90

6.1.2　材料力学的任务91

6.2　变形体的性质及基本假设91

6.3　构件变形的基本形式92

6.4　习题93

第7章　拉伸与压缩94

7.1　轴向拉伸与压缩的概念94

7.2　轴向拉伸与压缩时杆件横截面上的内力与应力95

7.2.1　轴向拉伸与压缩杆件的内力95

7.2.2　轴向拉伸与压缩杆件横截面的应力97

7.3　杆件拉伸与压缩时的变形、虎克定律99

7.3.1　变形、应变的概念99

7.3.2　横向变形系数100

7.3.3　虎克定律100

7.4　材料拉伸与压缩时的机械性能101

7.4.1　拉伸实验与应力-应变曲线101

7.4.2　材料拉伸时的力学性能102

7.4.3　材料压缩时的力学性能104

7.5　杆件拉伸与压缩时的强度计算105

7.5.1　极限应力、许用应力、安全系数105

7.5.2　拉（压）杆的强度条件106

7.6　杆件系统静不定问题简介109

7.6.1　求解静不定问题的基本方法109

7.6.2　装配应力111

7.6.3　温度应力113

7.7　实训114

7.8　习题115

第8章　剪切与挤压120

8.1　剪切与挤压的概念120

8.1.1　剪切的概念120

8.1.2　挤压的概念121

8.2　剪切和挤压的实用计算122

8.2.1　剪切的实用计算122

8.2.2　挤压的实用计算123

8.3　剪切虎克定律与切应变126

8.3.1　剪切虎克定律与切应变126

8.3.2　切应力的互等127

8.4　实训127

8.5　习题127

第9章　圆轴扭转131

9.1 圆轴扭转的概念——扭转内力131

9.1.1　圆轴扭转的概念131

9.1.2　圆轴扭转时的内力计算132

9.2　圆轴扭转时的应力和变形134

9.2.1 圆轴扭转时横截面上的应力134

9.2.2　圆轴扭转时横截面上的最大切应力136

9.2.3　圆截面极惯性矩与抗扭截面系数136

9.2.4　圆轴扭转时的变形138

9.3　圆轴扭转时的强度和刚度计算139

9.3.1 圆轴扭转时的强度计算139

9.3.2　圆轴扭转时的刚度计算141

9.4　实训142

9.5　习题143

第10章　平面弯曲147

10.1　平面弯曲的概念147

10.2　梁的计算简图及分类148

10.2.1　梁受力模型的简化148

10.2.2　梁上作用力的荷载的简化148

10.2.3　梁的约束支座的简化149

10.2.4　梁简化后的基本形式149

10.3　梁的内力计算149

10.3.1　剪力和弯矩149

10.3.2　剪力图和弯矩图152

10.4　弯矩、剪力和梁上分布荷载集度之间的关系156

10.4.1　弯矩、剪力和荷载集度间的关系156

10.4.2　利用弯矩、剪力和荷载集度之间的关系画剪力图和弯矩图157

10.5　梁纯弯曲时横截面上的正应力159

10.5.1　纯弯曲的概念160

10.5.2　纯弯曲时梁横截面上的正应力计算160

10.5.3　常用截面的轴惯性矩的计算162

10.6　弯曲切应力简介163

10.6.1　矩形截面梁163

10.6.2　工字形截面梁164

10.6.3　圆形截面梁和圆环形截面梁164

10.7　梁的强度计算165

10.7.1　梁弯曲时的强度条件165

10.7.2　梁弯曲时的强度计算165

10.8　梁的弯曲变形168

10.8.1　梁的挠度和转角的概念169

10.8.2　积分法计算梁的变形169

10.8.3　叠加法计算梁的变形170

10.8.4　梁的刚度计算174

10.8.5　提高梁的强度的措施175

10.9　实训178

10.10　习题179

第11章　应力状态及强度理论188

11.1　应力状态的概念188

11.1.1　点应力状态188

11.1.2　主应力与主平面190

11.1.3　应力状态的分类190

11.2　平面应力状态分析191

11.2.1　解析法计算任意斜截面上的应力191

11.2.2　图解法计算任意斜截面上的应力192

11.2.3　最大正应力与最大切应力193

11.3　广义虎克定律196

11.4　强度理论简介197

11.4.1　工程中常用的四种强度理论198

11.4.2　强度理论的应用举例199

11.5　实训200

11.6　习题201

第12章　构件组合变形时的强度计算205

12.1　组合变形概述205

12.2　弯曲与拉伸（压缩）的组合变形206

12.2.1　构件受横向力与轴向力的组合作用206

12.2.2　构件受到偏心轴向力的作用209

12.3　扭转与弯曲的组合212

12.4　实训216

12.5　习题217

第13章　压杆稳定220

13.1　压杆稳定的概念220

13.2　压杆的临界力计算221

13.2.1　欧拉公式221

13.2.2　临界应力223

13.2.3　欧拉公式的使用范围223

13.3　压杆的稳定性计算227

13.4　提高压杆稳定性的措施229

13.4.1　合理选择截面形状229

13.4.2　合理选择压杆两端的约束230

13.4.3　合理选择压杆的有效长度230

13.5　实训231

13.6　习题231

下篇　运动分析与动力分析235

第14章　质点和刚体的运动学235

14.1　点的运动235

14.1.1　确定动点位置的方法235

14.1.2　动点速度和加速度的自然坐标表示法239

14.1.3　动点速度和加速度的直角坐标表示法241

14.2　刚体的基本运动246

14.2.1　刚体的平行移动246

14.2.2　刚体的绕定轴转动247

14.3　点的合成运动252

14.3.1　点的合成运动的概念252

14.3.2　点的速度合成定理253

14.4　刚体的平面运动257

14.4.1　刚体平面运动概述257

14.4.2　求平面图形上各点运动速度的基点法、速度投影法与瞬心法259

14.4.3　用基点法求平面图形上各点运动的加速度267

14.5 实训272

14.6　习题273

第15章　动力学基础280

15.1　质点动力学基本方程280

15.1.1　动力学基本定律281

15.1.2　力学单位制282

15.1.3　质点动力学的基本方程282

15.2　定轴转动刚体动力学的基本方程287

15.2.1　刚体绕定轴转动的动力学基本方程287

15.2.2　转动惯量288

15.2.3　刚体绕定轴转动动力学的两类问题290

15.3　动静法292

15.3.1　质点的动静法292

15.3.2　刚体惯性力系的简化294

15.4　实训298

15.5　习题299

第16章　动力学基本定理302

16.1　动量定理302

16.1.1　动量和冲量302

16.1.2　动量定理303

16.1.3　质点系动量守恒定理307

16.2　动量矩定理309

16.2.1　动量矩309

16.2.2　动量矩定理311

16.3　动能定理317

16.3.1　功317

16.3.2　功率和机械效率323

16.3.3　动能定理325

16.4　动力学问题的综合332

16.5　实训335

16.6　习题336

第17章　动荷载简介341

17.1　动荷载与交变应力341

17.1.1　动荷载341

17.1.2　交变应力343

17.2　材料的持久极限与其影响因素345

17.2.1　材料的持久极限345

17.2.2　影响持久极限的因素及疲劳强度计算简介346

17.3　实训349

17.4　习题349

附录A　型钢表351

附录B　参考答案364

参考文献374