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绪论1

一、机械工程中的力学问题1

二、机械工程力学的主要内容2

三、机械工程力学的研究对象及其模型2

四、机械工程力学的主要任务2

第1章 静力分析基础3

1.1 力的概念及其性质3

1.1.1 力的概念3

1.1.2 力系的概念4

1.1.3 集中力和分布力4

1.1.4 力的性质4

1.2 力的投影与合力投影定理6

1.2.1 力在平面直角坐标轴上的投影6

1.2.2 合力投影定理及其应用7

1.3 力矩和力偶9

1.3.1 力对点之矩9

1.3.2 合力矩定理10

1.3.3 力偶和力偶矩10

1.3.4 平面力偶系的合成12

1.4 力的平移定理13

1.5 约束与约束反力13

1.6 物体的受力分析与受力图16

【本章小结】18

【习题】20

第2章 平衡方程及其应用24

2.1 平面任意力系的简化24

2.2 平面任意力系的平衡方程25

2.3 平面力系的几种特殊情况26

2.3.1 平面平行力系26

2.3.2 平面汇交力系28

2.4 考虑摩擦时物体的平衡29

2.4.1 滑动摩擦力29

2.4.2 摩擦角和自锁现象31

2.4.3 考虑摩擦时物体的平衡问题33

【本章小结】35

【习题】35

第3章 简单轴类零部件的受力分析39

3.1 力在空间直角坐标轴上的投影39

3.2 力对轴之矩40

3.3 空间力系的平衡方程41

3.4 轮轴类零件的受力分析41

【本章小结】43

【习题】43

第4章 物体的重心与形心45

4.1 重心的概念45

4.2 确定重心位置的方法45

【本章小结】48

【习题】48

第5章 杆件基本变形时的内力分析50

5.1 内力的概念与内力图50

5.2 拉压杆的内力与内力图51

5.2.1 拉伸与压缩的概念51

5.2.2 拉压杆的内力——轴力51

5.2.3 轴力图52

5.3 圆轴扭转的内力与内力图54

5.3.1 圆轴扭转的概念54

5.3.2 圆轴扭转时横截面上的内力——扭矩54

5.3.3 扭矩图55

5.4 直梁弯曲时的内力与内力图56

5.4.1 直梁平面弯曲的概念56

5.4.2 梁的计算简图57

5.4.3 梁横截面上的内力——剪力和弯矩58

5.4.4 弯矩图59

【本章小结】61

【习题】61

第6章 材料的失效与零部件失效63

6.1 分布内力与应力、变形与应变的概念63

6.1.1 分布内力与应力63

6.1.2 线应变与切应变64

6.1.3 虎克定律64

6.2 常用材料在轴向载荷作用下的力学性能65

6.2.1 低碳钢拉伸时的力学性能65

6.2.2 铸铁拉伸时的力学性质66

6.2.3 材料在压缩时的力学性质67

6.3 构件失效的概念与失效分类67

6.4 许用应力与安全系数68

【本章小结】68

【习题】69

第7章 杆件基本变形时的强度计算70

7.1 拉压杆的强度计算70

7.1.1 拉压杆横截面上的应力70

7.1.2 拉压杆的强度条件70

7.2 联接件的强度计算73

7.2.1 剪切和挤压的概念73

7.2.2 剪切和挤压的实用计算73

7.3 圆轴扭转时的强度计算76

7.3.1 圆轴扭转时横截面上的切应力76

7.3.2 圆轴扭转时的强度条件及其应用78

7.4 梁弯曲时的正应力强度计算80

7.4.1 平面弯曲时梁横截面上的正应力80

7.4.2 弯曲正应力强度条件及其应用82

7.4.3 提高梁弯曲强度的措施83

【本章小结】87

【习题】87

第8章 圆轴弯扭组合变形的强度计算89

8.1 弯扭组合变形的强度计算方法89

8.2 轴类零件的强度计算示例90

【本章小结】92

【习题】93

第9章 交变应力与疲劳失效94

9.1 交变应力的概念及其循环特征94

9.2 构件的疲劳破坏与材料的持久极限95

9.2.1 疲劳破坏95

9.2.2 材料的持久极限95

9.3 交变应力作用下构件的强度计算97

9.4 提高构件疲劳强度的措施97

【本章小结】98

【习题】98

第10章 杆件的刚度计算99

10.1 杆件轴向拉压变形计算99

10.1.1 变形与应变99

10.1.2 虎克定律100

10.2 圆轴扭转时的变形与刚度条件101

10.2.1 相对扭转角与单位长度扭转角101

10.2.2 圆轴扭转的刚度条件102

10.3 梁的变形与刚度条件104

10.3.1 梁的挠度和转角104

10.3.2 梁的刚度条件105

10.3.3 提高梁的弯曲刚度的措施107

【本章小结】108

【习题】108

第11章 压杆稳定111

11.1 压杆稳定与临界载荷111

11.1.1 压杆稳定的概念111

11.1.2 临界载荷112

11.2 临界应力和临界应力总图114

11.3 三类不同压杆临界载荷的计算116

11.4 压杆的稳定性计算119

11.5 提高压杆稳定性的措施121

【本章小结】122

【习题】123

第12章 运动分析初步126

12.1 点的运动126

12.1.1 点的运动方程126

12.1.2 点的速度126

12.1.3 点的加速度127

12.1.4 点运动的几种特殊情况127

12.2 刚体的平动128

12.2.1 刚体平动的定义128

12.2.2 刚体平动的运动特点129

12.3 刚体的定轴转动129

12.3.1 转动方程130

12.3.2 角速度130

12.3.3 角加速度130

12.3.4 定轴转动刚体内各点的速度131

12.3.5 定轴转动刚体内各点的加速度132

【本章小结】135

【习题】136

第13章 点和刚体的复合运动138

13.1 点的合成运动138

13.1.1 点的合成运动138

13.1.2 点的速度合成定理140

13.2 刚体的平面运动141

13.2.1 平面运动的概念141

13.2.2 平面运动的分解143

13.2.3 平面图形上各点的运动速度分析143

【本章小结】148

【习题】149

第14章 动力学基础知识152

14.1 质点动力学基本方程152

14.2 质点动力学基本方程及其应用153

14.3 惯性力和质点的达朗伯原理155

14.3.1 惯性力155

14.3.2 质点的达朗伯原理156

14.4 刚体绕定轴转动的动力学基本方程158

14.4.1 刚体绕定轴转动微分方程158

14.4.2 转动惯量159

【本章小结】163

【习题】164

实验167

附录184

参考文献193