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第一篇 刚体静力学3

第1章 静力学基本概念及物体受力分析3

1.1 静力学的基本概念、基本公理3

1.1.1 力的概念3

1.1.2 物体的简化模型——刚体3

1.1.3 静力学公理4

1.2 约束及约束力6

1.2.1 约束与约束反力6

1.2.2 常见约束类型及其约束力7

1.3 物体的受力分析11

1.4 小结13

习题115

第2章 平面力系17

2.1 平面汇交力系的合成与平衡17

2.1.1 力在坐标轴上的投影17

2.1.2 平面汇交力系合成的解析法19

2.1.3 平面汇交力系的平衡方程20

2.2 平面力对点之矩·平面力偶21

2.2.1 力对点之矩21

2.2.2 平面力偶23

2.2.3 平面力偶系的合成与平衡25

2.3 平面一般力系的简化27

2.3.1 力的平移定理28

2.3.2 平面一般力系向作用面内一点简化28

2.3.3 平面一般力系的简化结果分析30

2.4 平面一般力系的平衡31

2.5 静定与静不定问题及物体系统的平衡36

2.5.1 静定与静不定问题的概念36

2.5.2 物体系统的平衡37

习题239

第3章 空间力系47

3.1 空间力的投影及力对轴的矩47

3.1.1 力在空间坐标轴上的投影47

3.1.2 力对轴的矩48

3.2 空间一般力系的平衡49

3.3 重心和形心51

3.3.1 重心和形心的坐标公式51

3.3.2 确定重心和形心位置的具体方法52

习题356

第二篇 材料力学61

第4章 材料力学概述61

4.1 材料力学的任务61

4.2 变形固体及其基本假设62

4.3 材料力学研究的对象63

4.4 内力的概念 截面法64

第5章 轴向拉伸和压缩66

5.1 轴向拉伸与压缩横截面上的内力66

5.2 轴向拉伸与压缩截面上的应力68

5.2.1 应力的概念68

5.2.2 拉（压）杆横截面上的应力69

5.3 轴向拉伸与压缩的变形70

5.3.1 绝对伸长和线应变70

5.3.2 胡克定律、泊松比71

5.4 材料在轴向拉伸与压缩时的力学性能74

5.4.1 拉伸实验74

5.4.2 压缩实验77

5.5 轴向拉伸与压缩的强度计算78

5.5.1 极限应力、许用应力和安全因数78

5.5.2 强度条件79

5.6 轴向拉伸与压缩的超静定问题82

习题584

第6章 剪切与挤压88

6.1 剪切的实用计算88

6.2 挤压的实用计算89

习题692

第7章 圆轴的扭转95

7.1 扭转概念95

7.2 外力偶矩计算、扭矩、扭矩图95

7.2.1 动力传递的外力偶矩95

7.2.2 扭矩96

7.2.3 扭矩图96

7.3 圆轴扭转时横截面上的应力分析98

7.3.1 扭转实验及假设98

7.3.2 几何关系98

7.3.3 物理关系99

7.3.4 静力关系100

7.4 最大扭转切应力τmax101

7.5 圆轴扭转的强度条件102

7.6 圆轴扭转变形与刚度条件103

7.6.1 相对扭转角103

7.6.2 单位长度扭转角的计算103

7.6.3 圆轴扭转刚度条件104

7.7 薄壁圆轴扭转107

习题7107

第8章 梁的弯曲110

8.1 梁的载荷110

8.2 梁弯曲内力、剪力和弯矩111

8.3 剪力图和弯矩图114

8.4 剪力FS、弯矩M与分布荷载集度q间的微分关系116

8.5 弯曲梁横截面上的应力119

8.5.1 弯曲正应力119

8.5.2 弯曲切应力122

8.6 弯曲正应力强度条件123

8.7 截面的惯性矩Iz及抗弯截面模量Wz124

8.7.1 几种常见截面的惯性矩和抗弯截面模量124

8.7.2 惯性矩平行移轴定理126

8.7.3 组合截面的惯性矩127

8.8 提高梁弯曲强度的措施130

8.8.1 降低梁内最大弯矩措施131

8.8.2 加大抗弯截面模量132

8.9 弯曲变形133

8.9.1 挠曲线的近似微分方程134

8.9.2 叠加法计算梁的位移138

8.10 提高弯曲刚度的措施142

习题8142

第9章 压杆稳定148

9.1 压杆临界载荷概念148

9.2 临界应力与临界应力总图151

9.3 压杆稳定校核：安全系数法153

习题9155

第三篇 流体力学159

第10章 流体静力学基础159

10.1 流体力学的基本任务159

10.2 流体的基本特性和基本假设159

10.3 流体的主要物理性质160

10.3.1 密度160

10.3.2 容重160

10.3.3 压缩性和膨胀性161

10.3.4 流体的黏性162

10.4 液体的表面张力165

习题10166

第11章 流体静力学168

11.1 作用在流体上的力168

11.1.1 质量力168

11.1.2 作用在流体表面上的力168

11.2 流体静压强及其特性169

11.2.1 流体静压强169

11.2.2 静止流体中压强的变化169

11.2.3 压强单位171

11.2.4 不同计算基准的压强度量171

11.2.5 流体静压强分布图172

11.3 重力作用下的流体平衡173

11.3.1 流体平衡条件173

11.3.2 连通器内液体的平衡174

11.4 流体静力学基本方程的应用176

11.4.1 测压管176

11.4.2 U形管测压计176

11.5 重力和惯性力同时作用下液体的相对平衡177

11.5.1 匀速直线运动容器中液体的相对平衡177

11.5.2 做匀加速直线运动容器中液体的相对平衡178

11.5.3 绕定轴以匀角速度转动的容器中液体的相对平衡180

11.6 静止流体对平面的作用力181

11.6.1 计算流体作用在平板上力的大小182

11.6.2 总压力作用点的确定182

11.7 静止流体对曲面的作用力186

11.8 阿基米德原理190

11.9 物体在静止液体中的沉浮191

习题11195

第12章 流体动力学199

12.1 描述流体运动的两种方法199

12.1.1 拉格朗日法199

12.1.2 欧拉法200

12.2 流体运动的基本概念201

12.2.1 定常流动和非定常流动201

12.2.2 迹线和流线202

12.2.3 流线微分方程203

12.2.4 流管、流束和总流203

12.2.5 流量和平均流速204

12.2.6 均匀流和非均匀流205

12.2.7 渐变流与急变流205

12.3 定常流连续性方程207

12.4 理想流体的动力学基础209

12.5 实际定常流的能量方程209

12.5.1 实际定常流微小流束的能量方程209

12.5.2 实际定常流的能量方程210

12.6 能量方程的意义211

12.7 伯努利方程的应用215

12.7.1 毕托管测流速215

12.7.2 文丘里流量计216

12.7.3 螺旋桨的推力217

12.7.4 空泡现象217

12.8 定常流的动量方程218

习题12220

附录 型钢规格表223

参考文献228