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第1篇　刚体静力学1

引言1

第1章　静力学基本概念2

1.1 力和力偶2

1.1.1　力的概念2

1.1.2　力对点之矩4

1.1.3　力偶及力偶矩6

1.1.4　力偶系的合成8

1.2　静力学基本公理8

1.3　约束和约束力11

1.3.1　柔索约束11

1.3.2　刚性约束12

1.4　受力分析和受力图14

本章小结16

思考题18

习题19

第2章　力系的简化23

2.1　力的平移定理23

2.2　平面任意力系的简化24

2.3　简化结果分析·合力矩定理26

2.4　平行力系的中心·重心27

2.4.1　平行力系的中心27

2.4.2　物体的重心、质心和形心29

本章小结32

思考题33

习题35

第3章　力系的平衡37

3.1　平面力系的平衡37

3.1.1　平面任意力系的平衡条件及平衡方程37

3.1.2　平面特殊力系的平衡方程39

3.1.3　空间任意力系的平衡方程41

3.2　物体系统的平衡·静定与静不定43

3.2.1　物体系统的平衡问题43

3.2.2　静定与静不定的概念46

3.3　考虑摩擦的平衡问题47

3.3.1　滑动摩擦47

3.3.2　摩擦角与自锁现象49

3.3.3　考虑摩擦的平衡问题50

本章小结53

思考题54

习题56

第2篇　材料力学59

引言59

第4章 材料力学的基本概述60

4.1　变形固体的基本假设60

4.1.1　均匀连续性假设60

4.1.2　各向同性假设60

4.2　外力及其分类60

4.3　内力及其截面法61

4.3.1 内力61

4.3.2　截面法61

4.4　应力与应变62

4.4.1　应力的概念62

4.4.2　应变的概念62

4.5　材料力学的研究对象·杆件变形的基本形式63

4.5.1　轴向拉伸或压缩变形63

4.5.2　剪切变形64

4.5.3　扭转变形64

4.5.4　弯曲变形64

4.5.5　组合变形65

第5章　杆件的内力66

5.1　杆件轴向拉伸（压缩）时的内力·轴力图66

5.1.1　受力特点66

5.1.2　内力·轴力66

5.1.3　轴力图67

5.2　杆件扭转时的内力·扭矩图68

5.2.1　杆件扭转变形的受力特点68

5.2.2　内力·扭矩68

5.3　杆件弯曲时的内力·切力图和弯矩图70

5.3.1　杆件弯曲变形的受力特点70

5.3.2　内力·切力和弯矩71

5.3.3　切力图和弯矩图72

5.4　切力、弯矩和载荷集度之间的微分关系76

5.4.1　切力、弯矩和载荷集度之间的微分关系76

5.4.2　利用微分关系画切力图及弯矩图77

本章小结79

思考题80

习题81

第6章　杆件的应力分析·强度设计84

6.1　轴向拉伸（压缩）杆的正应力84

6.1.1　拉（压）杆横截面上的正应力84

6.1.2　拉（压）杆斜截面上的应力85

6.2　材料在轴向拉伸或压缩时的力学性能86

6.2.1　低碳钢的拉伸试验86

6.2.2　其他塑性材料在拉伸时的力学性能89

6.2.3　金属材料在压缩时的力学性能89

6.2.4　安全系数和许用应力90

6.3　拉（压）杆的强度设计91

6.4　连接件的强度问题93

6.4.1　剪切的实用计算93

6.4.2　挤压的实用计算94

6.5　受扭圆轴横截面上的切应力96

6.5.1　切应力的计算96

6.5.2　极惯性矩和抗扭截面系数的计算99

6.6　圆轴扭转时的强度设计100

6.7　梁弯曲变形时横截面上的应力102

6.7.1　纯弯曲时的正应力103

6.7.2　惯性矩105

6.8　弯曲变形的强度设计109

6.9　弯曲时的切应力112

6.9.1　矩形截面梁的切应力112

6.9.2　圆形截面梁的切应力113

6.9.3　切应力强度条件113

本章小结113

思考题115

习题117

第7章　杆件的变形分析·刚度设计121

7.1　轴向拉伸（压缩）杆的变形121

7.1.1　拉（压）杆的变形和应变121

7.1.2　胡克定律122

7.2　受扭圆轴的变形与刚度设计123

7.2.1　圆轴扭转时的变形123

7.2.2　刚度设计124

7.3　弯曲变形梁的变形与刚度设计125

7.3.1　挠度和转角126

7.3.2　挠曲线近似微分方程126

7.3.3　积分法求梁的变形127

7.3.4　叠加法求梁的变形129

7.3.5　梁的刚度设计132

7.4　提高梁弯曲强度和刚度的一些措施133

7.4.1　合理安排梁的载荷133

7.4.2　合理布置支座、减小跨度134

7.4.3　合理选择截面的形状134

7.4.4　采用等强度梁135

本章小结136

思考题137

习题138

第8章　应力状态和强度理论141

8.1　应力状态的概念141

8.1.1　一点应力状态的概念141

8.1.2　研究一点应力状态的目的141

8.1.3　研究方法142

8.1.4　主单元体、主平面和主应力142

8.1.5　应力状态的分类142

8.2　二向应力状态分析的解析法143

8.2.1　斜截面上的应力143

8.2.2　主应力与主平面144

8.2.3　极值切应力145

8.3　二向应力状态分析的图解法146

8.3.1　应力圆146

8.3.2　应力圆的一般画法147

8.3.3　用应力圆求斜截面上的应力147

8.3.4　用应力圆求主应力大小和主平面位置148

8.4　三向应力状态分析简介149

8.5　广义胡克定律150

8.6　工程设计中常用的强度理论151

8.6.1　最大拉应力理论（第一强度理论）151

8.6.2　最大拉应变理论（第二强度理论）152

8.6.3　最大切应力理论（第三强度理论）152

8.6.4　形状改变比能理论（第四强度理论）153

本章小结155

思考题156

习题157

第9章　组合变形的强度设计159

9.1　拉伸（压缩）与弯曲的组合变形159

9.2　扭转与弯曲的组合变形161

本章小结163

思考题164

习题165

第10章　压杆稳定167

10.1　压杆稳定性的概念167

10.2　细长压杆的临界载荷·欧拉公式168

10.2.1　两端铰支细长压杆的临界载荷168

10.2.2　其他约束情况下细长压杆的临界载荷170

10.3　临界应力·临界应力总图171

10.3.1 临界应力171

10.3.2　临界应力总图173

10.4　压杆稳定性的计算·提高压杆稳定性的措施175

10.4.1　压杆稳定性的计算175

10.4.2　提高压杆稳定性的措施176

本章小结176

思考题177

习题178

第11章　动载荷·交变应力181

11.1　动载荷概述181

11.2　构件作变速运动时的应力181

11.2.1 构件在等加速直线运动时的动应力计算181

11.2.2　构件匀速转动时的动应力计算183

11.3　杆件受冲击时的应力和变形184

11.3.1 动荷因数的确定184

11.3.2　提高杆件抗冲击能力的措施187

11.4　交变应力简介188

11.4.1　交变应力的概念188

11.4.2　交变应力作用下的疲劳破坏188

11.4.3　交变应力的循环特征189

11.4.4　材料的持久极限189

11.4.5　疲劳强度条件190

本章小结190

思考题191

习题192

第12章　Maple在工程力学中的应用194

12.1　Maple系统简介194

12.2　算例194

附录A　型钢规格表201

附录B　习题部分答案212

参考文献216