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第一篇 刚体静力学2

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36

第3章 力系的平衡38

3.1 平面力系的平衡38

3.1.1 平面任意力系的平衡条件及平衡方程38

3.1.2 平面特殊力系的平衡方程40

3.1.3 空间任意力系的平衡方程42

3.2 物体系统的平衡·静定与静不定44

3.2.1 物体系统的平衡问题44

3.2.2 静定与静不定的概念47

3.3 考虑摩擦的平衡问题48

3.3.1 滑动摩擦48

3.3.2 摩擦角与自锁现象50

3.3.3 考虑摩擦的平衡问题51

本章小结54

思考题55

习题58

第二篇 材料力学63

第4章 材料力学的基本概述63

4.1 变形固体的基本假设63

4.1.1 均匀连续性假设63

4.1.2 各向同性假设63

4.2 外力及其分类63

4.3 内力及其截面法64

4.3.1 内力64

4.3.2 截面法64

4.4 应力与应变65

4.4.1 应力的概念65

4.4.2 应变的概念65

4.5 材料力学的研究对象·杆件变形的基本形式66

4.5.1 轴向拉伸或压缩变形66

4.5.2 剪切变形67

4.5.3 扭转变形67

4.5.4 弯曲变形67

4.5.5 组合变形68

第5章 杆件的内力69

5.1 杆件轴向拉伸（压缩）时的内力·轴力图69

5.1.1 受力特点69

5.1.2 内力·轴力69

5.1.3 轴力图70

5.2 杆件扭转时的内力·扭矩图71

5.2.1 杆件扭转变形的受力特点71

5.2.2 内力·扭矩71

5.3 杆件弯曲时的内力·切力图和弯矩图73

5.3.1 杆件弯曲变形的受力特点73

5.3.2 内力·切力和弯矩74

5.3.3 切力图和弯矩图75

5.4 切力、弯矩和载荷集度之间的微分关系79

5.4.1 切力、弯矩和载荷集度之间的微分关系79

5.4.2 利用微分关系画切力图及弯矩图80

本章小结82

思考题83

习题85

第6章 杆件的应力分析·强度设计87

6.1 轴向拉伸（压缩）杆的正应力87

6.1.1 拉（压）杆横截面上的正应力87

6.1.2 拉（压）杆斜截面上的应力88

6.2 材料在轴向拉伸或压缩时的力学性能89

6.2.1 低碳钢的拉伸试验89

6.2.2 其他塑性材料在拉伸时的力学性能92

6.2.3 金属材料在压缩时的力学性能92

6.2.4 安全系数和许用应力93

6.3 拉（压）杆的强度设计94

6.4 连接件的强度问题96

6.4.1 剪切的实用计算96

6.4.2 挤压的实用计算97

6.5 受扭圆轴横截面上的切应力99

6.5.1 切应力的计算99

6.5.2 极惯性矩和抗扭截面系数的计算102

6.6 圆轴扭转时的强度设计103

6.7 梁弯曲变形时横截面上的应力105

6.7.1 纯弯曲时的正应力106

6.7.2 惯性矩108

6.8 弯曲变形的强度设计112

6.9 弯曲时的切应力115

6.9.1 矩形截面梁的切应力115

6.9.2 圆形截面梁的切应力116

6.9.3 切应力强度条件116

本章小结116

思考题119

习题120

第7章 杆件的变形分析·刚度设计126

7.1 轴向拉伸（压缩）杆的变形126

7.1.1 拉（压）杆的变形和应变126

7.1.2 胡克定律127

7.2 受扭圆轴的变形与刚度设计128

7.2.1 圆轴扭转时的变形128

7.2.2 刚度设计129

7.3 弯曲变形梁的变形与刚度设计130

7.3.1 挠度和转角130

7.3.2 挠曲线近似微分方程131

7.3.3 积分法求梁的变形132

7.3.4 叠加法求梁的变形134

7.3.5 梁的刚度设计137

7.4 提高梁弯曲强度和刚度的一些措施137

7.4.1 合理安排梁的载荷138

7.4.2 合理布置支座、减小跨度138

7.4.3 合理选择截面的形状139

7.4.4 采用等强度梁139

本章小结140

思考题141

习题143

第8章 应力状态和强度理论147

8.1 应力状态的概念147

8.1.1 一点应力状态的概念147

8.1.2 研究一点应力状态的目的147

8.1.3 研究方法148

8.1.4 主单元体、主平面和主应力148

8.1.5 应力状态的分类148

8.2 二向应力状态分析的解析法149

8.2.1 斜截面上的应力149

8.2.2 主应力与主平面150

8.2.3 极值切应力151

8.3 二向应力状态分析的图解法152

8.3.1 应力圆152

8.3.2 应力圆的一般画法153

8.3.3 用应力圆求斜截面上的应力153

8.3.4 用应力圆求主应力大小和主平面位置154

8.4 三向应力状态分析简介154

8.5 广义胡克定律155

8.6 工程设计中常用的强度理论156

8.6.1 最大拉应力理论（第一强度理论）157

8.6.2 最大拉应变理论（第二强度理论）157

8.6.3 最大切应力理论（第三强度理论）158

8.6.4 形状改变比能理论（第四强度理论）158

本章小结161

思考题162

习题163

第9章 组合变形的强度设计166

9.1 拉伸（压缩）与弯曲的组合变形166

9.2 扭转与弯曲的组合变形168

本章小结170

思考题171

习题173

第10章 压杆稳定性176

10.1 压杆稳定性的概念176

10.2 细长压杆的临界载荷·欧拉公式177

10.2.1 两端铰支细长压杆的临界载荷177

10.2.2 其他约束情况下细长压杆的临界载荷179

10.3 临界应力·临界应力总图180

10.3.1 临界应力180

10.3.2 临界应力总图182

10.4 压杆稳定性的计算·提高压杆稳定性的措施184

10.4.1 压杆稳定性的计算184

10.4.2 提高压杆稳定性的措施185

本章小结185

思考题186

习题187

第11章 动载荷·交变应力190

11.1 动载荷概述190

11.2 构件作变速运动时的应力190

11.2.1 构件在等加速直线运动时的动应力计算190

11.2.2 构件匀速转动时的动应力计算192

11.3 杆件受冲击时的应力和变形193

11.3.1 动荷因数的确定193

11.3.2 提高杆件抗冲击能力的措施196

11.4 交变应力简介197

11.4.1 交变应力的概念197

11.4.2 交变应力作用下的疲劳破坏197

11.4.3 交变应力的循环特征198

11.4.4 材料的持久极限198

11.4.5 疲劳强度条件199

本章小结199

思考题200

习题201

第12章 Maple在工程力学中的应用203

12.1 Maple系统简介203

12.2 算例203

附录A 型钢规格表210

附录B 习题部分答案221

参考文献226