工程力学（第三版）

目录
绪论 1
第1篇 静力学
第1章 静力学的基本知识和物体的受力分析 6
1.1 力学基本概念 6
1.1.1 力的概念 6
1.1.2 力系与平衡力系 7
1.1.3 力的投影 7
1.1.4 刚体的概念 8
1.1.5 力矩的概念 8
1.1.6 力偶的概念及性质 10
1.2 静力学基本原理 12
1.2.1 力的平行四边形法则 12
1.2.2 二力平衡公理 13
1.2.3 加减平衡力系公理 13
1.2.4 作用和反作用公理 15
1.3 约束和约束力及物体的受力分析 15
1.3.1 基本概念 15
1.3.2 常见约束及其约束力 16
1.3.3 物体的受力分析和受力图 20
本章小结 23
思考题 23
习题 25
第2章 平面力系 28
2.1 平面汇交力系 28
2.1.1 平面汇交力系合成和平衡的几何法 28
2.1.2 平面汇交力系合成和平衡的解析法 31
2.2 平面力偶系 33
2.2.1 平面力偶系的合成 33
2.2.2 平面力偶系的平衡 34
2.3 平面任意力系 35
2.3.1 平面任意力系的简化 35
2.3.2 合力矩定理 36
2.3.3 平面任意力系的平衡条件 38
2.4 物体系统的平衡 41
2.4.1 静定与静不定的概念 41
2.4.2 物体系统的平衡分析 42
*2.5 考虑摩擦的平衡问题 45
2.5.1 摩擦的概念及分类 45
2.5.2 摩擦力的计算 46
2.5.3 摩擦角和自锁现象 47
2.5.4 考虑摩擦的平衡问题分析 48
本章小结 49
思考题 50
习题 51
第3章 空间力系 56
3.1 空间汇交力系 56
3.1.1 力在空间直角坐标轴上的投影 56
3.1.2 空间汇交力系的合成与平衡 57
3.2 力对点之矩和力对轴之矩 59
3.2.1 力对点之矩 59
3.2.2 力对轴之矩 60
3.2.3 力对点之矩与力对该轴之矩的关系 61
3.3 空间力偶系 62
3.3.1 空间力偶 62
3.3.2 空间力偶系的合成与平衡条件 63
3.4 空间任意力系的简化 64
3.4.1 空间任意力系向一点简化 64
3.4.2 空间任意力系简化结果的分析 65
3.5 空间力系的平衡方程 66
*3.6 重心 67
3.6.1 重心的概念及坐标公式 68
3.6.2 确定物体重心的方法 69
本章小结 71
思考题 71
习题 72
第2篇 材料力学
第4章 材料力学概述 75
4.1 材料力学的任务和研究对象 75
4.1.1 材料力学的任务 75
4.1.2 材料力学的研究对象 76
4.2 材料的基本假定 76
4.2.1 均匀连续性假定 77
4.2.2 各向同性假定 77
4.2.3 小变形假定 77
4.3 杆件变形的基本形式 77
4.3.1 轴向拉伸或压缩 78
4.3.2 剪切 78
4.3.3 扭转 78
4.3.4 平面弯曲 78
4.4 弹性杆件的内力与截面法 78
4.5 杆件基本变形的内力 80
4.5.1 轴向拉伸和压缩 80
4.5.2 扭转 81
4.5.3 平面弯曲 82
4.6 应力与应变的概念 84
4.6.1 应力的概念 84
4.6.2 应变的概念 85
本章小结 85
思考题 86
习题 87
第5章 轴向拉伸和压缩 88
5.1 杆件轴向拉压的概念与轴力图 88
5.1.1 杆件轴向拉压的概念与实例 88
5.1.2 拉、压杆的轴力与轴力图 89
5.2 拉压杆横截面上的应力 89
5.3 材料的力学性质 90
5.3.1 实验设备与试件 90
5.3.2 低碳钢拉伸时的力学性质 91
5.3.3 铸铁拉伸时的力学性质 93
5.3.4 其他材料拉伸时的力学性能 93
5.3.5 材料在压缩时的力学性能 94
5.3.6 安全因数与许用应力 95
5.4 拉压杆的强度条件 96
5.5 直杆拉伸和压缩时的变形 99
5.5.1 轴向变形、胡克定律 99
5.5.2 横向变形、横向线应变和泊松比 100
5.6 简单的拉压静不定问题 103
5.6.1 静不定问题的概念与解法 103
5.6.2 装配应力 104
5.6.3 温度应力 105
本章小结 106
思考题 106
习题 108
第6章 剪切与挤压 111
6.1 剪切与挤压的概念 111
6.2 剪切与挤压的工程实用计算 112
6.2.1 剪切的实用计算 112
6.2.2 挤压的实用计算 113
6.3 连接件的剪切与挤压强度计算算例 113
本章小结 116
思考题 116
习题 117
第7章 圆轴扭转 119
7.1 圆轴扭转概念与扭矩图 119
7.1.1 圆轴扭转概念与实例 119
7.1.2 外力偶矩计算 120
7.1.3 圆轴扭转时的扭矩图 120
7.2 扭转的基本理论 121
7.2.1 薄壁圆筒的扭转 121
7.2.2 切应力互等定理 122
7.2.3 剪切胡克定律 123
7.3 圆轴扭转时横截面上的应力与变形 123
7.3.1 横截面上的应力 123
7.3.2 圆轴扭转的变形 126
7.3.3 极惯性矩和抗扭截面系数 126
7.4 圆轴扭转的强度和刚度计算 127
7.4.1 圆轴扭转的强度条件 127
7.4.2 圆轴扭转的刚度条件 128
本章小结 130
思考题 130
习题 132
第8章 平面弯曲 134
8.1 弯曲的概念 134
8.1.1 平面弯曲的概念与实例 134
8.1.2 梁的简化及静定梁的分类 134
8.2 平面弯曲时梁的内力——剪力和弯矩 135
8.2.1 画内力图的基本方法 135
8.2.2 画内力图的简便方法 138
8.3 弯曲应力和强度计算 140
8.3.1 梁横截面上的正应力 140
8.3.2 梁的正应力强度条件和强度计算 144
*8.3.3 弯曲切应力简介 147
8.4 梁的位移分析与刚度计算 153
8.4.1 梁变形的基本概念 154
8.4.2 积分法求梁的位移 154
8.4.3 叠加法求梁的位移 159
8.4.4 梁的刚度计算 159
8.5 简单的静不定梁 161
8.6 提高梁抗弯能力的措施 162
8.6.1 提高梁强度的措施 163
8.6.2 提高梁刚度的措施 166
本章小结 167
思考题 168
习题 169
第9章 应力状态与强度理论 174
9.1 引言 174
9.1.1 应力状态的概念 174
9.1.2 应力状态的研究方法 174
9.1.3 应力状态的分类 175
9.2 平面应力状态 175
9.2.1 任意斜截面的应力 175
9.2.2 主应力 176
*9.2.3 莫尔应力圆简介 178
9.3 空间应力状态与广义胡克定律 181
9.3.1 空间应力状态的概念和实例 181
9.3.2 一点的大正应力和大切应力 182
9.3.3 广义胡克定律 183
9.4 强度理论的基本概念 186
9.5 常用强度理论 186
9.5.1 大拉应力理论 186
9.5.2 大伸长线应变理论 187
9.5.3 大切应力理论 187
9.5.4 形状改变比能理论 188
*9.5.5 莫尔强度理论简介 189
本章小结 190
思考题 190
习题 191
第10章 组合变形 193
10.1 组合变形概述 193
10.2 拉伸(压缩)与弯曲的组合变形 194
10.2.1 杆件同时承受轴向载荷和横向载荷 194
10.2.2 偏心拉压 195
10.3 弯曲和扭转组合变形的强度计算 197
*10.4 斜弯曲 200
本章小结 205
思考题 205
习题 206
第11章 压杆稳定 210
11.1 压杆稳定性的概念 210
11.1.1 平衡的稳定性 211
11.1.2 压杆的稳定性 211
11.2 细长压杆的临界载荷和欧拉公式 212
11.2.1 两端铰支细长压杆的临界载荷 212
11.2.2 其他约束情况下细长压杆的临界载荷 213
11.3 压杆的分类和临界应力总图 214
11.3.1 临界应力与柔度的概念 214
11.3.2 欧拉公式的适用范围 214
11.3.3 临界应力总图 215
11.3.4 压杆的稳定性计算 218
11.4 提高压杆稳定性的措施 218
本章小结 220
思考题 220
习题 221
第12章 交变应力与疲劳强度 223
12.1 交变应力及其描述 223
12.1.1 交变应力 223
12.1.2 有关交变应力的基本概念 224
12.1.3 几种典型的交变应力 224
12.2 疲劳的概念与材料的疲劳极限 225
12.2.1 疲劳 225
12.2.2 材料的疲劳极限与应力-寿命曲线 226
12.3 影响疲劳极限的主要因素 227
12.3.1 应力集中对疲劳极限的影响 227
12.3.2 构件尺寸对疲劳极限的影响 227
12.3.3 表面加工质量对疲劳极限的影响 227
12.3.4 其他因素对疲劳极限的影响 228
本章小结 228
思考题 228
习题 229
第13章 能量原理 230
13.1 引言 230
13.2 功能原理 230
13.2.1 常力功和变力功 230
13.2.2 杆件的应变能 231
13.2.3 功能原理的应用 234
13.3 虚功原理与莫尔定律 235
13.3.1 虚功和虚功原理 235
13.3.2 莫尔定理及其应用 237
13.4 卡氏第二定理 240
13.4.1 卡氏第二定理的推导 240
13.4.2 卡氏第二定理的应用 242
13.5 互等定理 244
13.6 冲击问题 245
13.6.1 垂直落体冲击问题 246
13.6.2 水平冲击问题 247
13.6.3 突然刹车问题 248
本章小结 250
思考题 251
习题 252
第3篇 刚体动力学
第14章 运动学基础 256
14.1 点的运动分析 256
14.1.1 描述点的运动的矢量法 256
14.1.2 描述点的运动的直角坐标法 257
14.1.3 描述点的运动的弧坐标法 25