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引论1

0.1“工程力学”概述1

0.1.1“工程力学”的内涵1

0.1.2机械工程中的力学问题1

0.1.3工程力学研究的内容2

0.2工程力学发展简介2

项目1基础知识与基本技能的学习5

任务1.1静力学基础知识的学习5

1.1.1力系与载荷6

1.1.2构件与刚体7

1.1.3平衡与平衡力系7

1.1.4二力平衡与二力构件7

1.1.5加减平衡力系公理8

1.1.6三力平衡汇交与三力构件8

任务1.2力的投影与分解的学习9

1.2.1平面力的投影与分解10

1.2.2空间力的投影与分解11

任务1.3力矩与力偶的学习13

1.3.1平面力对点之矩14

1.3.2空间力对轴之矩15

1.3.3平面力偶15

任务1.4力的滑移与平移的分析17

1.4.1力的滑移性18

1.4.2力的平移性19

任务1.5构件受力分析的学习与训练20

1.5.1自由体与非自由体21

1.5.2主动力与约束力21

1.5.3工程常见约束模型的分析21

1.5.4构件的受力分析25

项目2构件静力学问题的分析与解决31

任务2.1构件平面力系问题的分析31

2.1.1平面汇交力系的合成与平衡32

2.1.2平面力偶系的合成与平衡36

2.1.3平面任意力系的合成与平衡37

任务2.2构件空间力系问题的分析54

2.1.1空间力系的合成与平衡54

2.2.2空间力系平衡问题的平面求解57

任务2.3构件重心问题的分析61

2.3.1重心与形心的分析求解62

2.3.2平面图形形心的分析求解63

任务2.4考虑摩擦平衡问题简介66

2.4.1摩擦平衡问题的分析67

2.4.2摩擦与自锁及其工程应用69

项目3构件承载能力的分析与设计72

任务3.1构件承载能力分析的预备知识学习73

3.1.1材料的变形与构件的基本变形73

3.1.2变形固体的基本假设74

3.1.3构件的承载能力75

3.1.4内力与截面法76

3.1.5应力与应变77

任务3.2杆件拉伸（压缩）变形下的强度与刚度设计80

3.2.1杆件拉伸（压缩）变形的特点80

3.2.2轴力的分析与轴力图的绘制80

3.2.3杆件拉伸（压缩）截面上的应力分布82

3.2.4杆件拉伸（压缩）的强度准则与工程上的应用84

3.2.5杆件拉伸（压缩）的刚度准则与工程上的应用86

任务3.3金属材料的力学性能分析90

3.3.1轴向载荷作用下材料的力学性能91

3.3.2材料失效与构件失效95

3.3.3材料的极限应力与许用应力96

任务3.4梁米构件承载能力的分析与设计98

3.4.1梁弯曲变形的特点100

3.4.2剪力与弯矩的分析与计算101

3.4.3剪力图与弯矩图的绘制103

3.4.4梁弯曲强度准则与工程上的应用109

3.4.5梁弯曲刚度准则与工程上的应用119

3.4.6复杂受力梁的强度设计123

3.4.7提高梁弯曲强度与刚度的措施126

任务3.5轴向压缩杆件的稳定性设计130

3.5.1压杆稳定性的基本概念131

3.5.2临界力与临界应力132

3.5.3压杆稳定性的设计135

3.5.4提高压杆稳定性的实用措施137

任务3.6圆截面轴的承载能力分析与设计139

3.6.1圆截面轴扭转变形的特点140

3.6.2扭矩的分析与扭矩图的绘制140

3.6.3圆轴扭转变形横截面上的应力分析142

3.6.4圆轴扭转变形的强度准则及工程上的应用146

3.6.5圆轴扭转变形的刚度准则及工程上的应用149

3.6.6复杂受力圆轴扭转变形的强度设计151

3.6.7提高圆轴扭转变形的强度及刚度措施153

任务3.7连接件的设计154

3.7.1连接件的特点156

3.7.2连接件的剪切与挤压假定计算157

3.7.3焊接和胶粘接件简介159

项目4运动与动力分析164

任务4.1运动与动力分析概述164

4.1.1运动分析概述165

4.1.2动力分析概述166

任务4.2点与刚体的基本运动分析167

4.2.1点的运动的分析169

4.2.2刚体的基本运动的分析175

任务4.3点的复合运动分析182

4.3.1点的复合运动概述183

4.3.2相对不同参考系点的运动分析184

4.3.3点的速度合成分析185

任务4.4刚体的平面运动分析190

4.4.1描述刚体平面运动的方法191

4.4.2平面图形内各点的速度分析192

任务4.5动力学分析200

4.5.1动力学分析预备知识的学习202

4.5.2质点动力学分析203

4.5.3刚体定轴转动动力学分析207

4.5.4质点与质点系动量分析210

4.5.5质点与质点系动量矩分析213

4.5.6质点与质点系动能分析215

4.5.7综合分析应用的讨论220

项目5工程力学专题分析224

任务5.1动静法在工程上的应用224

5.1.1惯性力与动静法概述226

5.1.2质点与质点系运动惯性力分析226

5.1.3刚体运动惯性力系分析229

5.1.4轴承动反力分析简介232

任务5.2动载荷与交变应力作用下构件承载能力分析234

5.2.1动载荷作用下构件承载能力分析236

5.2.2交变应力分析237

5.2.3材料的疲劳破坏与持久极限分析238

5.2.4冲击载荷作用下构件承载能力分析243

任务5.3构件的应力集中现象分析247

任务5.4强度失效判据与设计准则简述249

5.4.1最大拉应力理论250

5.4.2最大剪应力理论251

5.4.3莫尔强度理论251

5.4.4相当应力概念252

项目6典型实际案例分析255

任务6.1赵州桥赏析——强度问题255

6.1.1故事背景255

6.1.2问题与思考题256

6.1.3参考分析256

6.1.4总结259

任务6.2蹦极意外谁之过——拉伸刚度、冲击动荷259

6.2.1事件背景259

6.2.2问题与思考题259

6.2.3参考分析259

6.2.4总结261

任务6.3脚手架因何垮塌——提高压杆稳定性的措施261

6.3.1事件背景261

6.3.2问题与思考题262

6.3.3参考分析262

6.3.4总结263

任务6.4矩形截面高宽比——截面几何性质、梁的合理截面设计263

6.4.1事件背景263

6.4.2问题与思考题264

6.4.3参考分析264

6.4.4总结265

部分项目测试参考答案266

附录272

参考文献287