本书在充分考虑当前工科院校各专业 “工程力学” 课程开设情况的前提下, 对课程体系进行了优化改革, 在确保经典内容的前提下, 力求基本概念和基本理论的论述简明扼要, 易于理解和应用, 以便更好地为广大师生服务.
本书分为静力学和材料力学两篇, 共19 章, 可供高等院校采矿工程､安全工程､ 物流工程､ 水文工程､ 测绘工程､ 工程管理等专业选用, 适合80 以内学时教学. 本书也可作为自学､ 函授及辅导教材, 或供相关工程技术人员参考.
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“工程力学” 是工科院校诸多专业的专业基础课. 它不仅提供后续专业课程的基础知识, 而且可以传授科学的研究方法, 训练严谨的逻辑思维及培养正确的价值观.
本书是根据教育部高等学校力学教学指导委员会最新颁布的 理工科非力学专业基础课程教学基本要求, 并结合目前普通工科院校工程力学教学及教材使用现状, 在参考许多优秀教材及总结多年教学经验基础上编写的.
在编写过程中, 我们也吸取了其他院校近年来 “工程力学” 课程教学改革经验. 由于有配套的网上在线课程 (网络课程) , 所以在内容上力求精简, 便于教师讲授和学生自学, 尽量减少理论推导过程.
本书同时还精简了思考题和习题.本书在编写过程中得到了戴葆青教授的指导和帮助, 在此表示衷心的感谢.本书由付彦坤 ( 第1 ､ 7 章) ､ 赵同彬 ( 第18 章) ､ 陈俊国 ( 第3 章) ､ 谭涛 ( 第6章) ､ 马静敏 (第4 章) ､ 高明 (第9 章) ､ 冯元慧 (第19 章) ､ 赵增辉 (第16 章) ､ 李龙飞 (第12 章) ､ 刘姗姗 ( 第13 章) ､ 邢明录 ( 附录) ､ 刘运生 ( 第14 章) ､ 刘星光 ( 第15 章) ､ 杨坤 (第17 章) ､ 邱月 (第2 章) ､ 李家亮 (第5 章) ､ 张明璐 ( 第8 章) ､ 程健(第10 章) ､ 胡翠平 (第11 章) 共同编写.
由于编者水平有限, 书中定有遗漏和不妥之处, 欢迎读者批评指正. 本书的出版得到了山东省矿业工程一流学科项目的资助.
编者2019 年6 月
前言
第1篇刚体静力学
第1章刚体静力学基础2
1.1静力学基本概念2
1.2静力学公理3
1.3约束和约束力5
1.4受力分析与受力图8
思考题12
习题13
第2章平面汇交力系15
2.1平面汇交力系合成与平衡的几何法15
2.2平面汇交力系合成的解析法17
2.3平面汇交力系的平衡方程及其应用19
思考题21
习题22
第3章平面力偶系25
3.1力对点之矩25
3.2力偶与力偶矩27
3.3平面力偶的等效条件28
3.4平面力偶系的合成与平衡28
思考题30
习题31
第4章平面任意力系34
4.1力线平移定理34
4.2平面任意力系的简化及简化结果的
讨论35
4.3平面任意力系的平衡条件和平衡
方程40
4.4静定与超静定问题的概念物体系统
的平衡45
4.5平面简单桁架的内力计算51
思考题56
习题57
第5章摩擦64
5.1滑动摩擦64
5.2考虑摩擦时的平衡问题68
5.3滚动摩阻简介71
思考题73
习题74
第6章空间力系76
6.1力在空间直角坐标轴上的投影及
分解76
6.2空间力对点之矩和力对轴之矩77
∗6.3空间力偶80
6.4空间任意力系的简化82
6.5空间任意力系的平衡方程及其应用83
6.6空间平行力系的中心及物体的重心88
思考题94
习题94
第2篇材料力学
第7章材料力学的概念100
7.1材料力学的任务100
7.2变形固体的基本假设101
7.3杆件基本变形形式102
7.4内力､截面法和应力103
7.5变形与应变105
思考题106
第8章轴向拉伸与压缩107
8.1轴向拉伸与压缩的概念107
8.2拉伸与压缩时横截面上的内力———
轴力107
8.3轴向拉伸与压缩时横截面上的应力109
8.4拉伸与压缩时斜截面上的应力110
8.5拉伸与压缩时的变形112
8.6静定结构节点的位移计算114
8.7材料的力学性能117
8.8轴向拉伸与压缩时的强度计算123
8.9拉(压)杆的超静定问题125
8.10应力集中的概念130
8.11应变能的概念131
思考题131
习题133
第9章剪切与挤压138
9.1概述138
9.2剪切和挤压的实用计算139
9.3应用举例141
思考题144
习题145
第10章平面图形的几何性质147
10.1静矩与形心147
10.2惯性矩､惯性半径和惯性积149
10.3组合图形的惯性矩152
∗10.4转轴公式与主惯性轴155
思考题157
习题157
第11章扭转160
11.1扭转的概念160
11.2扭矩和扭矩图161
11.3纯剪切163
11.4圆轴扭转时横截面上的应力164
11.5圆轴扭转时的变形168
11.6圆轴扭转时的强度和刚度计算169
∗11.7非圆截面杆扭转时的切应力173
思考题174
习题175
第12章弯曲内力178
12.1平面弯曲的概念和梁的计算简图178
12.2弯曲时横截面上的内力———剪力和
弯矩180
12.3剪力方程和弯矩方程剪力图和
弯矩图183
12.4载荷集度､剪力和弯矩之间的微
分关系186
思考题190
习题190
第13章弯曲应力194
13.1纯弯曲梁横截面上的正应力194
13.2弯曲切应力199
13.3弯曲梁的强度计算202
13.4提高梁弯曲强度的措施205
思考题210
习题211
第14章弯曲变形215
14.1弯曲变形的概念215
14.2挠曲线近似微分方程216
14.3用积分法求梁的挠度和转角218
14.4用叠加法求梁的挠度和转角225
14.5梁的刚度计算226
14.6提高梁刚度的措施228
∗14.7超静定梁230
思考题233
习题233
第15章应力状态分析及强度理论237
15.1点的应力状态及其分类237
15.2二向应力状态分析239
15.3三向应力状态简介249
15.4广义胡克定律251
15.5强度理论254
思考题258
习题259
第16章组合变形构件的强度计算264
16.1组合变形的概念264
16.2拉伸(压缩)与弯曲组合变形的强度
计算265
16.3弯曲与扭转组合变形的强度计算269
思考题274
习题276
第17章压杆稳定279
17.1压杆稳定的概念279
17.2细长压杆的临界压力281
17.3临界应力及临界应力总图284
17.4压杆的稳定计算288
17.5提高压杆稳定性的措施290
思考题292
习题293
第18章交变应力296
18.1交变应力的概念296
18.2交变应力的循环特征及其类型296
18.3材料在交变应力下的疲劳破坏299
18.4材料的持久极限299
18.5影响构件持久极限的主要因素301
18.6对称循环下构件的疲劳强度计算303
18.7提高构件疲劳强度的措施304
思考题305
习题306
第19章动荷应力307
19.1动载荷与动荷应力的概念307
19.2构件做匀加速直线运动和匀速转动
时的动应力计算307
19.3冲击应力310
19.4提高构件抗冲击能力的措施314
思考题315
习题316
附录型钢表319
参考文献334
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