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绪论1

一、工程力学的研究对象1

二、工程力学的研究内容1

三、工程力学的研究方法3

四、工程力学在专业学习中的地位和作用4

第一模块 静力学5

第一章 构件静力学基础7

1.1 力的基本概念和公理7

1.1.1 力的定义7

1.1.2 刚体的定义8

1.1.3 平衡的定义8

1.1.4 静力学公理9

1.2 常见约束及其力学模型11

1.2.1 约束和约束力11

1.2.2 常见约束的力学模型11

1.3 受力分析和受力图15

思考题18

习题19

第二章 平面汇交力系22

2.1 力的分解与力的投影22

2.1.1 力的分解22

2.1.2 力的投影23

2.1.3 合力投影定理24

2.2 平面汇交力系的合成与平衡25

2.2.1 平面汇交力系的合成25

2.2.2 平面汇交力系的平衡方程及其应用26

思考题29

习题30

第三章 力矩和平面力偶33

3.1 力对点之矩、合力矩定理33

3.1.1 力对点之矩的概念33

3.1.2 合力矩定理34

3.2 力偶及其基本性质36

3.2.1 力偶与力偶矩的概念36

3.2.2 力偶的基本性质37

3.3 平面力偶系的合成与平衡38

3.3.1 平面力偶系的合成38

3.3.2 平面力偶系的平衡38

3.4 力的平移定理40

思考题41

习题41

第四章 平面任意力系44

4.1 平面任意力系的简化45

4.1.1 平面任意力系向一点简化45

4.1.2 平面任意力系简化结果的讨论46

4.2 平面任意力系的平衡方程及其应用47

4.2.1 平衡条件与平衡方程47

4.2.2 平衡方程的其他形式48

4.2.3 平面平行力系的平衡方程49

4.3 物体系统的平衡问题51

4.3.1 静定与静不定问题的概念51

4.3.2 物体系统的平衡问题52

4.4 考虑摩擦时构件的平衡问题55

4.4.1 滑动摩擦的概念55

4.4.2 摩擦角与自锁现象56

4.4.3 考虑摩擦时物体的平衡问题57

4.4.4 滚动摩擦简介59

思考题60

习题61

第五章 空间力系66

5.1 力的投影和分解67

5.1.1 空间力系的概念67

5.1.2 力在空间直角坐标轴上的投影68

5.1.3 力在空间直角坐标轴上的分解69

5.2 力对轴之矩70

5.2.1 力对轴之矩70

5.2.2 合力矩定理71

5.2.3 力对轴之矩的计算71

5.3 空间力系的平衡方程72

5.3.1 空间力系的简化72

5.3.2 空间力系的平衡方程72

5.4 轮轴类构件平衡问题的平面解法74

5.5 物体的重心和平面图形的形心76

5.5.1 平行力系的中心76

5.5.2 物体的重心77

5.5.3 求重心的方法78

思考题81

习题81

模块二 材料力学85

第六章 材料力学的基本概念87

6.1 材料力学概述87

6.1.1 构件的承载能力87

6.1.2 材料力学的基本假设88

6.2 内力、截面法及应力的概念88

6.2.1 附加内力的概念88

6.2.2 截面法求内力88

6.2.3 应力89

6.3 杆变形的基本形式90

思考题91

第七章 轴向拉伸或压缩92

7.1 轴向拉伸或压缩的概念92

7.2 内力、截面法、轴力及轴力图93

7.2.1 拉（压）杆横截面上的内力——轴力93

7.2.2 轴力图93

7.3 拉（压）杆的应力95

7.3.1 应力的概念95

7.3.2 拉（压）杆横截面上的应力95

7.3.3 拉（压）杆的强度计算96

7.4 拉（压）杆的变形与胡克定律97

7.4.1 变形与应变97

7.4.2 胡克定律98

7.5 材料在拉伸和压缩时的力学性能99

7.5.1 低碳钢拉伸时的力学性能99

7.5.2 其他几种材料在拉伸时的力学性能101

7.5.3 低碳钢及其他材料压缩时的力学性质101

7.6 强度条件、安全因数和许用应力102

7.6.1 极限应力102

7.6.2 安全因数及许用应力102

思考题103

习题103

第八章 剪切与挤压106

8.1 剪切与挤压的实用计算106

8.1.1 剪切和挤压的概念106

8.1.2 剪切实用计算107

8.1.3 挤压实用计算108

8.1.4 焊接焊缝实用计算110

8.2 剪切胡克定律简介111

思考题111

习题112

第九章 扭转114

9.1 扭矩和扭矩图114

9.1.1 扭转变形概念114

9.1.2 外力偶矩的计算115

9.1.3 扭矩115

9.1.4 扭矩图116

9.2 圆轴扭转时的应力与强度计算117

9.2.1 圆轴扭转时横截面上的应力117

9.2.2 极惯性矩及抗扭截面系数117

9.2.3 圆轴扭转强度条件118

9.3 等直圆轴扭转时的变形及刚度条件119

9.3.1 圆轴扭转时的变形119

9.3.2 圆轴扭转刚度条件119

思考题120

习题121

第十章 梁的弯曲123

10.1 平面弯曲的力学模型124

10.1.1 弯曲变形概念124

10.1.2 平面弯曲的梁的力学模型125

10.2 梁的内力——剪力和弯矩126

10.2.1 用截面法求剪力和弯矩126

10.2.2 剪力FQ、弯矩M的正负规定127

10.3 剪力图与弯矩图129

10.3.1 剪力方程和弯矩方程129

10.3.2 剪力图和弯矩图129

10.3.3 弯矩、剪力和载荷集度间的微分关系131

10.4 梁弯曲时的正应力和强度条件133

10.4.1 纯弯曲与横力弯曲133

10.4.2 纯弯曲正应力公式133

10.4.3 梁常用截面的几何性质135

10.4.4 梁弯曲的强度计算137

10.5 提高梁抗弯强度的措施140

10.5.1 合理布置梁上载荷140

10.5.2 提高抗弯截面系数142

10.5.3 采用等强度梁143

10.6 梁的变形与刚度计算144

10.6.1 挠度和转角144

10.6.2 用叠加法求梁的变形147

10.6.3 梁的刚度计算148

思考题150

习题152

第十一章 组合变形157

11.1 拉伸（压缩）与弯曲组合变形强度计算157

11.2 弯曲与扭转组合变形161

11.2.1 弯曲与扭转组合变形的应力分析161

11.2.2 弯曲与扭转组合变形的强度计算162

思考题163

习题164

第十二章 压杆稳定166

12.1 平衡稳定性的概念166

12.2 欧拉公式及适用范围168

12.2.1 细长压杆的临界力168

12.2.2 压杆的临界应力170

12.3 压杆的稳定性计算174

12.3.1 压杆稳定的计算174

12.3.2 提高压杆稳定性的措施177

思考题178

习题179

第三模块 运动学181

第十三章 构件运动学基础183

13.1 质点的运动规律183

13.1.1 自然法183

13.1.2 直角坐标法187

13.2 构件的平面基本运动190

13.2.1 构件的平动190

13.2.2 构件的定轴转动190

13.2.3 角加速度192

13.2.4 转动刚体上各点的速度和加速度192

思考题194

习题195

第十四章 合成运动和平面运动简介199

14.1 点的合成运动概念200

14.2 速度合成定理202

14.3 构件平面运动的特点与力学模型205

14.3.1 工程实例与力学模型205

14.3.2 平面运动分解为平移和转动205

14.4 平面图形上点的速度合成法207

14.4.1 基点法207

14.4.2 速度投影法209

14.4.3 速度瞬心法209

思考题212

习题213

第四模块 动力学219

第十五章 构件动力学基础221

15.1 质点动力学基本方程221

15.1.1 动力学的内容与基本定律221

15.1.2 质点运动微分方程222

15.2 质点动力学的两类问题223

15.2.1 已知运动求作用力223

15.2.2 已知作用力，求物体的运动225

15.3 构件定轴转动的动力学基本方程226

15.3.1 刚体转动动力学基本方程226

15.3.2 转动惯量227

15.4 刚体动力学的两类问题230

15.4.1 已知转矩求转动情况230

15.4.2 已知转动情况求转矩231

思考题232

习题232

第十六章 动静法和动能定理234

16.1 质点的动静法234

16.1.1 惯性力的概念234

16.1.2 质点的动静法235

16.2 功236

16.2.1 力的元功236

16.2.2 力的功237

16.3 动能定理239

16.3.1 质点系动能定理239

16.3.2 平动构件的动能239

16.3.3 定轴转动构件的动能240

16.4 功率方程与机械效率241

16.4.1 功率241

16.4.2 功率方程242

16.4.3 机械效率242

思考题243

习题244

附录 热轧普通工字钢型钢表（GB 706—1965）246

参考文献248