绪论1

第1篇 静 力 学

第1章 物体的受力分析4

1.1 静力学基本概念4

1.1.1 力的概念4

1.1.2 刚体的概念4

1.2 静力学基本公理5

1.2.1 公理1 二力平衡原理5

1.2.2 公理2 加减平衡力系原理5

1.3 约束和约束力6

1.3.1 约束的概念6

1.3.2 工程中常见的几种约束及约束力6

1.4 物体的受力分析8

1.4.1 物体的受力分析8

1.4.2 力的分类9

1.4.3 受力图9

1.4.4 讨论12

习题13第2章 平面汇交力系14

2.1 力的分解和力的投影14

2.1.1 力的分解14

2.1.2 力的投影14

2.2 平面汇交力系的合成15

2.2.1 平面汇交力系合成的几何法15

2.2.2 平面汇交力系合成的解析法16

2.2.3 说明17

2.3 平面汇交力系的平衡条件和平衡方程17

2.3.1 平面汇交力系的平衡条件17

2.3.2 平面汇交力系的平衡方程17

2.3.3 平面汇交力系平衡方程应用说明18

习题20第3章 平面力偶系23

3.1 平面力对点的矩23

3.1.1 平面力对点的矩的实例23

3.1.2 平面力对点的矩23

3.1.3 合力矩定理23

3.2 平面力偶及其性质24

3.2.1 力偶的定义24

3.2.2 力偶的性质24

3.2.3 力偶矩24

3.2.4 同平面内力偶的等效定理25

3.2.5 常见的力偶表示符号25

3.3 平面力偶系的合成和平衡条件26

3.3.1 平面力偶系的概念26

3.3.2 平面力偶系的合成26

3.3.3 平面力偶系的平衡条件27

习题28第4章 平面任意力系31

4.1 平面任意力系的简化31

4.1.1 力的平移定理31

4.1.2 平面任意力系的简化32

4.1.3 平面任意力系简化结果分析33

4.1.4 分布力系的合力33

4.1.5 关于固定端的约束力34

4.2 平面任意力系的平衡条件和平衡方程35

4.2.1 平面任意力系的平衡条件35

4.2.2 平面任意力系的平衡方程35

4.2.3 平面任意力系平衡方程的其他形式35

4.3 物系的平衡39

4.4 静定与超静定的概念43

习题43第5章 摩擦47

引言47

5.1 滑动摩擦47

5.1.1 静滑动摩擦力47

5.1.2 动滑动摩擦力48

5.2 摩擦角和自锁现象48

5.2.1 摩擦角48

5.2.2 自锁现象49

5.2.3 自锁现象的应用49

5.3 摩擦平衡问题49

习题52

第2篇 材 料 力 学

第6章 材料力学导论54

6.1 材料力学的研究内容和基本假设54

6.1.1 材料力学的研究内容54

6.1.2 材料力学的研究对象55

6.1.3 变形体的基本假设56

6.2 外力及其分类57

6.2.1 外力的概念57

6.2.2 外力的分类57

6.3 内力、截面法和应力的概念58

6.3.1 内力的概念58

6.3.2 截面法求内力58

6.3.3 应力的概念59

6.4 位移与应变的概念60

6.4.1 位移60

6.4.2 应变61

6.5 杆件变形的基本形式62

6.5.1 杆的概念62

6.5.2 杆件变形的基本形式62

习题63第7章 拉伸与压缩64

7.1 轴向拉伸与压缩的概念64

7.2 轴向拉压杆横截面上的内力和应力65

7.2.1 轴向拉压杆横截面上的内力65

7.2.2 轴力图66

7.2.3 轴向拉压杆横截面上的应力66

7.3 材料在拉伸时的力学性能69

7.3.1 拉伸试验和应力-应变曲线69

7.3.2 低碳钢拉伸时的力学性能70

7.3.3 表征材料塑性的两个物理量--延伸率δ和断面收缩率Ψ72

7.3.4 材料在卸载和再加载时的力学性能72

7.3.5 其他塑性材料在拉伸时的力学性能73

7.3.6 铸铁拉伸时的力学性能73

7.4 材料在压缩时的力学性能74

7.4.1 低碳钢的压缩试验74

7.4.2 铸铁的压缩试验74

7.5 失效、安全系数和强度计算75

7.5.1 概念75

7.5.2 强度条件76

7.6 轴向拉伸与压缩时的变形79

7.6.1 纵向变形和横向变形的概念79

7.6.2 纵向变形的计算79

7.6.3 横向变形的计算 泊松比80

7.7 应力集中的概念81

习题82第8章 剪切与挤压的实用计算86

8.1 剪切86

8.1.1 剪切和剪切变形的概念86

8.1.2 剪力、剪应力和剪切强度条件86

8.2 挤压88

8.2.1 挤压的基本概念89

8.2.2 挤压应力的计算89

8.2.3 挤压强度条件89

习题91第9章 扭转93

9.1 扭转的概念和实例93

9.2 外力偶矩的计算、扭矩和扭矩图93

9.2.1 外力偶矩的计算93

9.2.2 扭矩和扭矩图94

9.3 剪应力互等定理、剪切胡克定律96

9.3.1 薄壁圆筒的扭转97

9.3.2 剪应力互等定理97

9.3.3 剪切胡克定律98

9.4 圆轴扭转时的应力和强度条件98

9.4.1 圆轴扭转时的应力98

9.4.2 极惯性矩与抗扭截面系数101

9.4.3 圆轴扭转的强度条件102

9.5 圆轴扭转时的变形和刚度条件104

9.5.1 圆轴扭转时的变形104

9.5.2 圆轴扭转的刚度条件105

习题106第10章 弯曲内力109

10.1 弯曲的概念和实例109

10.1.1 引例109

10.1.2 弯曲的基本概念109

10.2 受弯杆件的简化110

10.2.1 梁的载荷110

10.2.2 梁的几种力学模型111

10.3 剪力和弯矩112

10.3.1 用截面法求弯曲梁横截面的内力112

10.3.2 剪力和弯矩的符号113

10.4 剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图113

习题118第11章 弯曲应力119

11.1 纯弯曲梁的正应力119

11.1.1 变形的几何关系119

11.1.2 变形的物理关系121

11.1.3 变形的静力学研究121

11.1.4 梁的弯曲正应力122

11.2 常用截面的惯性矩、平行移轴公式123

11.2.1 常用截面的惯性矩124

11.2.2 平行移轴定理125

11.3 弯曲正应力的强度条件125

11.4 提高梁弯曲强度的措施128

习题129第12章 弯曲变形133

12.1 梁的挠度和转角133

12.1.1 弹性曲线133

12.1.2 挠度和转角133

12.2 弹性曲线的近似微分方程134

12.2.1 弹性曲线的微分方程134

12.2.2 边界条件135

12.3 叠加法求梁的变形138

12.4 梁的刚度校核141

习题142第13章 组合变形145

13.1 组合变形与叠加原理145

13.1.1 组合变形的概念145

13.1.2 叠加原理146

13.2 组合变形的应力分析146

习题151第14章 交变应力153

14.1 交变应力与疲劳破坏153

14.1.1 交变应力153

14.1.2 疲劳破坏154

14.2 交变应力的循环特征、应力幅和平均应力155

14.2.1 交变应力的基本参数155

14.2.2 常用的两种特殊的交变应力156

14.3 对称循环下构件的持久极限156

14.3.1 对称循环下的弯曲疲劳试验157

14.3.2 持久极限158

14.4 影响构件持久极限的主要因素158

14.4.1 构件外形的影响158

14.4.2 构件尺寸的影响160

14.4.3 构件表面质量的影响160

14.5 对称循环下构件的疲劳强度计算162

14.6 提高构件抗疲劳能力的措施163

14.6.1 采用合理的结构形式，减缓应力集中164

14.6.2 提高构件表面质量，以提高构件的持久极限164

习题164第15章 压杆稳定165

15.1 压杆稳定的概念165

15.1.1 压杆的定义165

15.1.2 压杆的失稳165

15.1.3 压杆的临界载荷166

15.2 细长压杆的临界载荷166

15.2.1 两端铰支细长压杆的临界载荷166

15.2.2 其他支撑条件下压杆的临界载荷168

15.3 欧拉公式的适用范围170

15.3.1 临界应力和柔度的概念170

15.3.2 欧拉公式的适用范围171

15.3.3 中柔度杆的临界应力171

15.3.4 经验公式的适用范围172

15.4 压杆的稳定性设计174

15.4.1 压杆的稳定条件174

15.4.2 提高压杆稳定性的措施175

15.4.3 合理选择材料175

习题176

实 验

实验一 材料的拉伸实验180实验二 材料的压缩实验183实验三 弹性模量E的测定185实验四 材料的扭转实验187实验五 切变模量G的测定190实验六 电测法192实验七 疲劳实验196部分实验设备的介绍199

附 录

附录A 型钢规格表208附录B 几种主要材料的机械性能表222附录C 习题参考答案223参考文献2282100433B