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第1篇　静力学1

第1章　静力学的基本概念和物体的受力分析2

1.1　静力学的基本概念2

1.1.1　刚体的概念2

1.1.2　平衡的概念2

1.1.3　力和力系的概念2

1.2　静力学公理3

1.2.1　二力平衡公理3

1.2.2　加减平衡力系公理3

1.2.3　力的平行四边形法则4

1.2.4　作用力与反作用力定律4

1.2.5　刚化原理5

1.3　约束与约束反力5

1.3.1　柔索约束5

1.3.2　光滑接触面约束5

1.3.3　光滑圆柱铰链约束6

1.3.4　轴承约束7

1.3.5　球铰链约束8

1.3.6　二力杆约束8

1.4　受力分析与受力图9

小结12

思考与练习题12

第2章　平面力系14

2.1　平面汇交力系的合成与平衡14

2.1.1　平面汇交力系合成的几何法14

2.1.2　平面汇交力系合成的解析法15

2.1.3　平面汇交力系的平衡方程及应用17

2.2　力矩与平面力偶理论19

2.2.1　力对点之矩19

2.2.2　力偶及其性质20

2.3　平面一般力系的简化与平衡22

2.3.1　力的平移定理22

2.3.2　平面一般力系向一点的简化23

2.3.3　平面一般力系的平衡方程及应用26

2.4　静定与超静定问题物体系统的平衡29

2.4.1　静定与超静定问题的概念29

2.4.2　物体系统的平衡29

2.5　考虑摩擦时的平衡问题32

2.5.1　滑动摩擦32

2.5.2　摩擦角与自锁现象34

2.5.3　考虑摩擦时的物体平衡问题35

2.5.4　滚动摩擦简介37

小结38

思考与练习题39

第3章　空间力系44

3.1　力在空间直角坐标轴上的投影44

3.1.1　一次投影法44

3.1.2　二次投影法45

3.2　力对轴之矩46

3.2.1　力对轴之矩46

3.2.2　合力矩定理46

3.3　空间力系的平衡方程及其应用47

3.3.1　空间力系的平衡方程47

3.3.2　轮轴类构件平衡问题的平面解法49

3.4　物体的重心和平面图形的形心50

3.4.1　物体重心的概念50

3.4.2　重心的坐标公式51

3.4.3　确定物体重心的方法51

小结54

思考与练习题55

第2篇　材料力学59

第4章　轴向拉伸与压缩60

4.1　轴向拉伸与压缩的概念与实例60

4.2　截面法、轴力与轴力图61

4.2.1　内力的概念61

4.2.2　截面法61

4.2.3　轴力图61

4.3　轴向拉伸或压缩时横截面上的应力62

4.3.1　应力的概念62

4.3.2　拉（压）杆横截面上的应力63

4.4　轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力64

4.5　材料在轴向拉伸或压缩时的力学性能65

4.5.1　拉伸试验和应力-应变曲线65

4.5.2　低碳钢拉伸时的力学性能66

4.5.3　材料在卸载和重新加载时的力学性能67

4.5.4　其他塑性材料在拉伸时的力学性能68

4.5.5　低碳钢压缩时的力学性能68

4.5.6　铸铁在拉伸和压缩时的力学性能69

4.6　轴向拉（压）杆的强度条件69

4.6.1　极限应力、许用应力和安全系数69

4.6.2　拉（压）杆的强度条件70

4.7　轴向拉（压）杆的变形胡克定律73

4.7.1　变形与线应变73

4.7.2　胡克定律73

4.8　拉压超静定问题简介75

4.8.1　超静定问题的概念及其解法75

4.8.2　装配应力与温度应力简介76

4.9　压杆稳定性的概念77

小结78

思考与练习题79

第5章　剪切与挤压83

5.1　剪切的概念与剪切的实用强度计算83

5.1.1　剪切的概念与实例83

5.1.2　剪切的实用强度计算83

5.2　挤压的概念与挤压的实用强度计算84

5.2.1　挤压的概念84

5.2.2　挤压的实用强度计算85

小结88

思考与练习题88

第6章　圆轴扭转90

6.1　圆轴扭转的概念与实例90

6.2　扭矩与扭矩图90

6.2.1　外力偶矩的计算91

6.2.2　扭矩与扭矩图91

6.3　圆轴扭转时的应力与强度计算93

6.3.1　剪应力互等定理剪切胡克定律93

6.3.2　圆轴扭转时横截面上的应力95

6.3.3　极惯性矩Ip和抗扭截面模量Wp97

6.3.4　圆轴扭转时的强度条件99

6.4　圆轴扭转时的变形与刚度计算100

6.4.1　圆轴扭转时的变形100

6.4.2　圆轴扭转时的刚度条件101

小结102

思考与练习题102

第7章　平面弯曲105

7.1　平面弯曲的概念与实例105

7.1.1　平面弯曲的概念与实例105

7.1.2　静定梁的基本形式106

7.1.3　梁上载荷的简化106

7.2　平面弯曲内力106

7.2.1　剪力与弯矩106

7.2.2　剪力、弯矩方程与剪力、弯矩图108

7.3　剪力、弯矩与载荷集度间的关系113

7.4　平面弯曲正应力114

7.4.1　纯弯曲试验与基本假设114

7.4.2　弯曲正应力一般公式115

7.4.3　惯性矩与平行移轴公式116

7.5　弯曲剪应力简介118

7.5.1　矩形截面梁横截面上的弯曲剪应力118

7.5.2　其他常见典型截面梁的最大弯曲剪应力公式119

7.6　弯曲强度条件及应用120

7.6.1　弯曲正应力强度条件120

7.6.2　弯曲剪应力强度条件123

7.7　提高梁强度的主要措施123

7.7.1　选择合理的截面形状123

7.7.2　采用变截面梁或等强度梁124

7.7.3　改变梁的受力情况和支座位置124

7.8　梁的变形与刚度条件126

7.8.1　挠度与转角126

7.8.2　计算梁变形的积分法和叠加法126

7.8.3　梁的刚度条件131

7.9　简单超静定梁132

7.10　提高梁刚度的主要措施133

7.10.1　合理的结构设计133

7.10.2　合理安排载荷133

7.10.3　增大抗弯刚度EI134

小结134

思考与练习题134

第8章　强度理论与组合变形时的强度计算142

8.1　应力状态的概念142

8.1.1　二向应力状态分析144

8.1.2　三向应力状态下的最大应力147

8.2　强度理论147

8.2.1　常见的强度理论147

8.2.2　强度理论的选择和应用149

8.3　弯拉（压）组合变形时的强度计算149

8.4　弯扭组合变形时的强度计算152

小结156

思考与练习题157

第3篇　运动学和动力学159

第9章　点的运动160

9.1　描述点的运动的方法160

9.1.1　矢量法160

9.1.2　直角坐标法160

9.1.3　自然法161

9.2　点的速度和加速度161

9.2.1　点的速度161

9.2.2　点的加速度162

9.3　求点的速度和加速度的直角坐标法162

9.3.1　用直角坐标法求点的速度162

9.3.2　用直角坐标法求点的加速度163

9.4　求点的速度和加速度的自然法165

9.4.1　自然坐标轴系165

9.4.2　用自然法求点的速度165

9.4.3　用自然法求点的加速度165

9.5　质点运动微分方程168

9.5.1　质点动力学基本方程168

9.5.2　直角坐标形式的质点运动微分方程168

9.5.3 自然坐标形式的质点运动微分方程169

小结171

思考与练习题172

第10章　刚体的运动175

10.1　刚体的平动175

10.2　刚体的定轴转动176

10.2.1　刚体的转动方程176

10.2.2　角速度176

10.2.3　角加速度177

10.2.4　定轴转动刚体上各点的速度、加速度178

10.3　质心运动定理181

10.3.1　质心181

10.3.2　质心运动定理182

10.3.3　质心运动守恒183

10.4　刚体绕定轴转动微分方程185

10.4.1　刚体绕定轴转动微分方程185

10.4.2　转动惯量186

小结189

思考与练习题190

第11章　动能定理193

11.1　力的功193

11.1.1　常力在直线运动中的功193

11.1.2　变力在曲线运动中的功193

11.1.3　合力的功194

11.1.4　几种常见力的功194

11.2　质点和刚体的动能195

11.2.1　质点的动能196

11.2.2　质点系的动能196

11.2.3　刚体的动能196

11.3　动能定理196

11.3.1　质点的动能定理196

11.3.2　质点系的动能定理197

11.4　功率198

小结198

思考与练习题200

第12章　动静法202

12.1　惯性力202

12.2　达朗伯原理202

12.2.1　质点的达朗伯原理202

12.2.2　质点系的达朗伯原理203

12.3　动静法203

12.4　刚体惯性力系的简化204

12.4.1　刚体作平动204

12.4.2　刚体作定轴转动205

小结206

思考与练习题207

附录　型钢规格表209

表1　热轧等边角钢尺寸、外形、质量及允许偏差（GB 9787—1988）209

表2　热轧不等边角钢尺寸、外形、质量及允许偏差（GB 9788—1988）213

表3　热轧工字钢尺寸、外形、质量及允许偏差（GB 706—1988）216

表4　热轧槽钢尺寸、外形、质量及允许偏差（GB 707—1988）218

思考与练习题答案220

参考文献227