工程力學

工程力學

全書共由6章組成，第1章為物體的受力分析與平衡條件；第2章為軸向拉伸與壓縮；第3章為剪切與圓軸扭轉變形；第4章為梁的彎曲；第5章為強度理論與組合變形；第6章為壓桿穩定。本書力求敘述簡明扼要、概念清晰，例題、習題有針對性。

各章節均安排了適當的例題、一定數量的思考題和習題。書末還附有習題參考答案以供讀者練習時參考。附錄中還整理了內壓薄壁容器應力計算公式推導、型鋼幾何性質等資料。

本書是非機類專業用工程力學教材，主要面向化工製藥類、輕工食品類專業以及環境科學與工程、生物工程、高分子材料等各專業本科生教學，也可以作為工科各專業專科生、成人教育以及工礦企業職業培訓用教材。

緒論

0.1任務與研究方法1

0.2研究對象1

0.3力的作用效應2

0.4剛體與變形體2

0.5內力、截面法2

0.6約束條件與結構模型化2

0.7基本變形形式2

0.8強度、剛度與穩定性3

第1章物體的受力分析與平衡條件

1.1受力分析、受力圖4

1.1.1基本概念4

1.1.2靜力學公理6

1.1.3約束與約束反力8

1.1.4物體的受力分析和受力圖11

1.2平面匯交力系的簡化與平衡條件13

1.2.1平面匯交力系簡化與平衡的幾何法14

1.2.2平面匯交力系簡化與平衡的解析法15

1.3力的平移定理19

1.3.1力對點之矩、匯交力系的合力矩定理19

1.3.2平面力偶系的簡化與平衡20

1.3.3力的平移定理23

1.4平面一般力系的簡化與平衡24

1.4.1平面一般力系的簡化25

1.4.2固定端約束26

1.4.3簡化結果的討論27

1.4.4平衡條件與平衡方程28

本章小結32

思考題34

習題34

第2章軸向拉伸與壓縮

2.1引言39

2.2拉伸與壓縮的基本概念40

2.3物體的內力截面法41

2.3.1內力的概念41

2.3.2截面法求內力42

2.4拉伸與壓縮時的應力分析44

2.4.1應力的概念44

2.4.2軸向拉壓時橫截面上的應力44

2.5拉伸與壓縮變形 胡克定律46

2.5.1縱向變形46

2.5.2橫向變形47

2.5.3胡克定律47

2.6材料受拉伸與壓縮時的力學性能49

2.6.1材料在拉伸時的力學性能49

2.6.2材料在壓縮時的力學性能52

2.7軸向拉伸與壓縮時的強度計算54

2.7.1許用應力與安全係數54

2.7.2軸向拉伸和壓縮時的強度條件54

2.8熱應力的概念57

2.9應力集中的概念59

本章小結60

思考題61

習題61

第3章剪切與圓軸扭轉

3.1剪切與擠壓變形 受力分析64

3.1.1剪切64

3.1.2擠壓66

3.1.3剪切與擠壓強度條件67

3.1.4切應變與剪切胡克定律簡介70

3.2扭轉的基本概念及其受力分析71

3.2.1扭轉時外力的計算73

3.2.2扭轉時內力的計算74

3.3圓軸扭轉時的應力及強度條件77

3.3.1切應變的分佈規律77

3.3.2切應力的分佈規律79

3.3.3以靜力平衡求切應力79

3.3.4截面的幾何性質、強度條件81

3.4圓軸扭轉時的變形及剛度條件82

3.4.1圓軸扭轉時的變形分析82

3.4.2圓軸扭轉時的剛度條件83

本章小結87

思考題88

習題89

第4章梁的彎曲

4.1引言92

4.2平面彎曲梁結構92

4.3彎曲時的內力分析94

4.3.1彎曲內力94

4.3.2剪力和彎矩符號規則95

4.4彎矩圖96

4.5彎曲時的應力和強度計算101

4.5.1平面假設與變形的幾何關係101

4.5.2物理方程與應力分佈103

4.5.3靜力平衡方程103

4.5.4彎曲正應力公式適用範圍的討論104

4.6截面幾何性質105

4.6.1常用截面的幾何性質106

4.6.2組合截面的幾何性質107

4.7彎曲正應力的強度條件109

4.8梁的優化設計112

4.8.1支承的合理安排112

4.8.2載荷的合理布置113

4.8.3截面形狀的合理設計114

4.9梁的彎曲變形116

4.9.1梁的彈性曲線、撓度和轉角117

4.9.2彈性曲線的近似微分方程118

4.9.3用疊加法求梁的變形121

4.9.4梁的剛度校核、提高抗彎剛度的措施122

本章小結123

思考題124

習題124

第5章強度理論與組合變形

5.1引言129

5.2強度理論簡介129

5.3組合變形的概念130

5.4拉伸(壓縮)與彎曲變形的組合131

5.5扭轉與彎曲變形的組合136

5.5.1扭轉與彎曲組合變形時的應力分析136

5.5.2最大切應力公式推導137

5.5.3扭轉與彎曲組合變形時的強度計算138

本章小結141

思考題141

習題141

第6章壓桿穩定

6.1工程中的穩定性問題145

6.2兩端球鉸支細長壓桿的臨界力147

6.3桿端不同約束條件下細長壓桿的臨界力148

6.4壓桿臨界應力與歐拉公式的適用範圍152

6.4.1臨界應力和柔度152

6.4.2歐拉公式的適用範圍153

6.4.3中柔度壓桿的臨界應力公式153

6.5壓桿穩定性校核156

6.5.1壓桿穩定性安全準則156

6.5.2壓桿穩定性校核的安全係數法156

6.6工程中提高壓桿穩定性的措施158

6.7其他構件的穩定性問題簡介159

本章小結160

思考題161

習題162

附錄

附錄A內壓薄壁容器的應力165

附錄B型鋼表167

附錄C部分習題參考答案176

參考文獻180