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第1章　引言1

1.1　工程力学课程的内容和研究方法简介1

1.2　工程力学研究对象的主要模型2

1.3　关于数学记号的说明3

第2章　力系的简化和平衡4

2.1　力的基本概念4

2.1.1　力的概念4

2.1.2　力的单位和分类6

2.2　力系的主矢8

2.2.1　力的直角坐标分量8

2.2.2　力系的主矢8

2.3　力系的主矩10

2.3.1　力矩10

2.3.2　力系的主矩11

2.3.3　力偶和力偶矩12

2.3.4　力的平移13

2.4　力系向一点的简化13

2.5　等效力系和平衡力系14

2.5.1　等效力系14

2.5.2　平衡力系和平衡方程15

2.6　受力分析、约束模型和受力图17

2.6.1　受力分析17

2.6.2　约束模型18

2.6.3　受力图20

2.6.4　静定问题和静不定问题20

2.7　平行力系和重心20

2.7.1　平行力系20

2.7.2　重心21

习题24

第3章　静力分析27

3.1　杆的外力与内力27

3.1.1　杆的几何要素与载荷27

3.1.2　杆件的内力28

3.1.3　受拉压直杆的轴力29

3.1.4　轴的扭矩30

3.1.5　梁的弯矩和剪力30

3.2　平面弯曲梁的内力图31

3.2.1　梁的平面变形和支承模型31

3.2.2　弯矩图和剪力图32

3.2.3　梁元素的平衡34

3.2.4　弯矩图和剪力图的间断条件35

3.3　静定平面桁架的内力36

3.3.1　桁架36

3.3.2　节点法37

3.4　索的内力38

3.4.1　索及其简化模型38

3.4.2　悬链线38

3.4.3　索上悬挂重物39

习题39

第4章　弹性静力学43

4.1　引论43

4.1.1　固体力学与连续介质43

4.1.2　几点基本的假设43

4.1.3 几何元素的描写43

4.2　应力张量44

4.2.1　应力矢量与应力原理44

4.2.2　应力张量45

4.2.3　斜截面上应力矢量47

4.2.4　坐标系变换48

4.2.5　主应力51

4.2.6　典型的应力张量52

4.3　应变张量与位移53

4.3.1　位移与应变53

4.3.2　应变张量54

4.3.3　主应变55

4.3.4　典型的应变张量55

4.4　材料的力学行为和拉伸试验56

4.4.1　材料的力学行为和拉伸试验56

4.4.2　拉伸图描写的材料特征57

4.5　线弹性本构方程58

4.5.1　线弹性本构方程58

4.5.2　胡克（Hooke）介质的本构方程59

4.6　直杆拉压的应力和变形59

4.6.1　平截面假设与变形和应力的分布59

4.6.2　位移表示平衡方程60

4.6.3　热应力61

4.7　圆轴扭转的应力和变形62

4.7.1　变形模式与应力分布62

4.7.2　扭率与扭矩的关系64

4.7.3　扭转角的控制方程65

4.8　直梁弯曲的应力和变形66

4.8.1　变形和应力66

4.8.2　轴力和弯矩的等效本构方程67

4.8.3　应力分布68

4.8.4　切力和切应力69

4.9　挠曲线的微分方程70

4.9.1　挠曲线的微分方程70

4.9.2　常用静定粱的挠曲线参数71

4.10　简单静不定问题74

习题75

第5章 强度失效与强度准则78

5.1　强度失效和强度评价78

5.2　许用载荷法、许用应力法及强度条件79

5.2.1　许用载荷法79

5.2.2　许用应力法79

5.3　强度理论81

5.3.1　最大正应力理论（第一强度理论）81

5.3.2　最大正应变理论（第二强度理论）81

5.3.3　最大切应力理论（第三强度理论）82

5.3.4　应变能密度理论（第四强度理论）82

5.3.5　剪切强度84

5.4　组合变形杆的强度条件84

5.4.1 主应力和应力主方向84

5.4.2　圆截面杆拉压、弯曲与扭转组合变形的强度条件85

5.5　刚度条件87

5.5.1　梁的刚度条件87

5.5.2　折杆的强度和刚度评价88

习题89

第6章　运动学91

6.1 质点的运动描写91

6.1.1　质点的坐标与运动描写91

6.1.2　运动的约束92

6.1.3　速度93

6.1.4　加速度94

6.2　质点系和连续体的运动描写95

6.2.1　质点系和连续体的运动描写95

6.2.2　物质坐标和连续体的运动描写95

6.2.3　刚体的运动描写的物质坐标方法96

6.3　刚体的定点转动97

6.3.1　速度和角速度97

6.3.2　加速度分布和角加速度98

6.3.3　定轴转动99

6.3.4　Euler角101

6.4　刚体的一般运动和平面运动102

6.4.1 平动102

6.4.2　刚体的一般运动102

6.4.3　刚体的平面运动103

6.4.4　速度瞬心105

习题106

第7章　动力学107

7.1　牛顿运动定律和质点运动的微分方程107

7.1.1　牛顿运动定律和惯性坐标系107

7.1.2　质点运动的微分方程108

7.1.3　达朗贝尔原理109

7.1.4　动力学问题的提法109

7.2　动力学定理110

7.2.1　动量定理110

7.2.2　动量矩定理112

7.2.3　动能定理113

7.3　质点系和刚体的动量与动量矩定理115

7.3.1　质点系的动量定理116

7.3.2　质心运动定理116

7.3.3　质点系的动量矩定理117

7.4　刚体的平面运动119

7.4.1　平面运动刚体的动量和动量矩119

7.4.2　转动惯量与惯性积122

7.5　刚体平面运动的微分方程123

7.5.1　刚体的定轴转动123

7.5.2　刚体平面运动的一般情况125

习题127

第8章　流体力学基础129

8.1　流体静力学129

8.1.1　流体的物理性质129

8.1.2　平衡方程130

8.1.3　重力场中流体内的压力132

8.2　静流体对物体的作用力133

8.2.1　任意壁面上的流体静压力133

8.2.2　平面壁上的液体静压力134

8.2.3　潜体的受力136

8.2.4　浮体的受力136

8.3　流场的描写136

8.3.1　流场的空间描写136

8.3.2　流线和流管138

8.4　连续性方程139

8.4.1　系统和控制体的概念139

8.4.2　连续性方程140

8.4.3　流管的连续性方程141

8.5　动量方程142

8.5.1　动量方程的微分形式142

8.5.2　动量方程的积分形式142

8.6　伯努利方程143

习题147

附录　矩阵和矢量149

参考文献155

部分习题参考解答156

名词索引162

作者简介168