工程力學

本書分兩篇，涵蓋了理論力學和材料力學的主要內容。本書力求最大限度地堅持理論嚴謹、邏輯清晰、由淺入深的原則，注重基本概念、基本原理、基本方法的理解和掌握，理論及公式推導從簡，內容完整、連續緊湊，書中例題典型，課後思考題以及習題緊扣書中內容，難度適中，而且書後習題附有答案，便於自學。

本書可作為普通高等院校、高等專科學校、職業院校的工科專業教材，並可供相關人員學習使用。

第1篇理論力學

第1章靜力學公理和物體的受力分析2

1.1靜力學公理2

1.2約束和約束力3

1.2.1約束和約束力3

1.2.2常見約束類型4

1.2.3物體的受力分析和受力圖6

思考題8

習題9

第2章平面力系11

2.1平面匯交力系11

2.1.1平面匯交力系合成的解析法11

2.1.2平面匯交力系的平衡方程13

2.2平面力對點之矩的概念與計算13

2.2.1平面力對點之矩13

2.2.2合力矩定理14

2.3平面力偶14

2.3.1力偶及其性質14

2.3.2平面力偶系的合成與平衡條件15

2.4平面任意力系16

2.4.1平面任意力系的簡化16

2.4.2平面任意力系的平衡方程及其應用19

2.5物體系的平衡靜定與超靜定問題22

2.6考慮摩擦時物體的平衡問題26

2.6.1滑動摩擦26

2.6.2摩擦角與自鎖27

2.6.3考慮摩擦時物體的平衡問題27

2.6.4滾動摩擦簡介29

思考題30

習題31

第3章空間力系34

3.1空間匯交力系34

3.1.1力在直角坐標軸上的投影34

3.1.2空間匯交力系的合成與平衡35

3.2力對點之矩和力對軸之矩36

3.2.1力對點之矩36

3.2.2力對軸之矩37

3.2.3力對點之矩與力對軸之矩關係38

3.3空間力偶38

3.3.1空間力偶力偶矩矢38

3.3.2空間力偶系的合成與平衡39

3.4空間任意力系的簡化40

3.4.1空間任意力系向一點的簡化40

3.4.2空間任意力系的簡化結果討論40

3.5空間任意力系的平衡方程42

3.5.1空間任意力系的平衡方程42

3.5.2空間力系平衡問題舉例42

3.6重心43

3.6.1重心的概念及其坐標公式43

3.6.2確定物體重心的方法44

思考題45

習題46

第4章運動學基礎49

4.1點的運動49

4.1.1矢徑法49

4.1.2直角坐標法50

4.1.3自然法52

4.2剛體的基本運動54

4.2.1剛體的平行移動54

4.2.2剛體繞定軸的轉動55

4.2.3定軸轉動剛體上點的速度與加速度55

思考題57

習題58

第5章點的合成運動60

5.1點的合成運動概念60

5.2速度與加速度合成定理61

思考題66

習題66

第6章剛體的平面運動69

6.1剛體平面運動的概念69

6.1.1平面運動簡化成平面圖形運動69

6.1.2平面運動的分解69

6.2平面圖形上各點的速度分析70

6.2.1基點法70

6.2.2速度投影法71

6.2.3速度瞬心法72

6.3平面圖形上各點的加速度分析74

思考題75

習題76

第7章質點動力學基本方程79

7.1質點的動力學基本方程79

7.2質點動力學的兩類問題79

7.2.1已知質點的運動，求作用於質點的力79

7.2.2已知作用於質點的力，求質點的運動80

思考題81

習題81

第8章動力學普遍定理83

8.1動量定理83

8.1.1動量83

8.1.2動量定理83

8.1.3質心運動定理84

8.2動量矩定理85

8.2.1動量矩85

8.2.2動量矩定理88

8.2.3剛體繞定軸轉動微分方程89

8.2.4剛體平面運動微分方程90

8.3動能定理90

8.3.1力的功90

8.3.2質點和質點系的動能92

8.3.3動能定理94

8.3.4功率及功率方程95

思考題96

習題97

第9章達朗貝爾原理101

9.1質點的達朗貝爾原理101

9.2質點系的達朗貝爾原理102

9.2.1質點系的達朗貝爾原理102

9.2.2剛體慣性力系的簡化102

思考題104

習題105

第2篇材料力學

第10章緒論109

10.1材料力學的任務109

10.2變形固體的基本假設和基本變形109

10.3內力、應力和截面法110

10.4位移、變形與應變112

思考題113

習題113

第11章軸向拉伸、壓縮與剪切114

11.1軸向拉伸、壓縮的內力和應力114

11.1.1軸力和軸力圖114

11.1.2橫截面和斜截面上的應力115

11.2桿件軸向拉伸或壓縮的變形117

11.3材料拉伸與壓縮時的力學性能119

11.3.1材料拉伸時的力學性能119

11.3.2材料壓縮時的力學性能121

11.4失效、安全因數和強度計算122

11.5拉伸、壓縮的超靜定問題124

11.6應力集中的概念125

11.7剪切與擠壓的實用計算125

11.7.1剪切與擠壓的概念125

11.7.2剪切與擠壓的實用計算126

思考題129

習題129

第12章圓軸扭轉133

12.1圓軸扭轉的概念與實例133

12.2外力偶矩的計算 扭矩和扭矩圖133

12.2.1外力偶矩的計算133

12.2.2扭矩和扭矩圖133

12.3圓軸扭轉時的應力與強度計算135

12.3.1圓軸扭轉時橫截面上的切應力135

12.3.2極慣性矩和抗扭截面係數的計算136

12.3.3圓軸扭轉時的強度計算136

12.4圓軸扭轉時的變形與剛度計算138

12.4.1圓軸扭轉時的變形公式138

12.4.2圓軸扭轉的剛度條件139

思考題141

習題141

第13章平面彎曲144

13.1平面彎曲的概念144

13.1.1平面彎曲的概念與實例144

13.1.2梁的類型144

13.2剪力與彎矩145

13.2.1剪力與彎矩的計算145

13.2.2剪力方程與彎矩方程剪力圖與彎矩圖146

13.2.3載荷集度、剪力與彎矩之間的關係149

13.3純彎曲時梁橫截面上的正應力151

13.3.1純彎曲的概念151

13.3.2梁橫截面上的正應力計算151

13.4彎曲正應力強度計算153

13.5彎曲切應力簡介156

13.5.1矩形截面梁橫截面上的切應力157

13.5.2其他常見典型截面梁的最大切應力公式157

13.5.3梁的切應力強度條件158

13.6梁的彎曲變形概述159

13.6.1撓度與轉角160

13.6.2用疊加法求梁的變形160

13.6.3梁的剛度條件163

13.7提高梁承載能力的措施163

思考題164

習題165

第14章點的應力狀態和強度理論170

14.1應力狀態概述170

14.2平面應力狀態分析171

14.2.1任意截面上的應力171

14.2.2求正應力的極值、主平面上的應力及方位172

14.2.3求切應力極值173

14.3四種常見強度理論173

14.3.1三嚮應力狀態簡介173

14.3.2廣義胡克定律174

14.3.3四種常見強度理論175

思考題178

習題178

第15章組合變形181

15.1拉伸（或壓縮）與彎曲組合變形的強度計算181

15.2扭轉與彎曲組合變形的強度計算184

思考題187

習題188

第16章動載荷和交變應力192

16.1動載荷的概念與實例192

16.2交變應力與疲勞失效194

16.2.1交變應力的概念194

16.2.2交變應力的循環特徵、應力幅和平均應力194

16.2.3疲勞失效及原因195

16.3構件的疲勞極限195

16.3.1材料的疲勞極限195

16.3.2構件的疲勞極限196

習題198

第17章壓桿穩定199

17.1壓桿穩定的概念199

17.2細長壓桿臨界力的計算200

17.3歐拉公式的適用範圍經驗公式201

17.3.1壓桿臨界應力的歐拉公式201

17.3.2歐拉公式的適用範圍201

17.3.3經驗公式202

17.4壓桿的穩定性校核203

17.5提高壓桿穩定性的措施204

思考題205

習題205

附錄208

附錄Ⅰ平面圖形的幾何性質208

附錄Ⅱ型鋼表212

附錄Ⅲ習題參考答案220

參考文獻228