本書為普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材。本書結(jié)合編者多年來從事工程力學(xué)教學(xué)與改革的經(jīng)驗(yàn)和體會，以工程應(yīng)用為背景，在工程力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性、邏輯性和完整性等研究探索的基礎(chǔ)上，對工程力學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容體系、力學(xué)概念、例題和習(xí)題選配等方面都作了創(chuàng)新改革，以有效地幫助讀者建立力學(xué)思維、強(qiáng)化力學(xué)建模能力和培養(yǎng)解決工程實(shí)際問題的能力。
全書共14章，由靜力學(xué)和材料力學(xué)兩部分組成。靜力學(xué)部分包括靜力學(xué)基礎(chǔ)，力系的簡化，力系的平衡；材料力學(xué)部分包括材料力學(xué)基礎(chǔ)，構(gòu)件的內(nèi)力分析，軸向拉伸與壓縮，扭轉(zhuǎn)與剪切，彎曲，應(yīng)力狀態(tài)分析與強(qiáng)度理論，組合變形，壓桿穩(wěn)定，能量法，超靜定結(jié)構(gòu)，動應(yīng)力與交變應(yīng)力。本書在每章后安排了內(nèi)容小結(jié)、思考題和習(xí)題。書后附錄包括平面圖形的幾何性質(zhì)，簡單載荷作用下梁的變形、型鋼規(guī)格表和習(xí)題答案。
本書可作為高等學(xué)校工科各專業(yè)工程力學(xué)課程的教材，也可供高職高專院校師生和工程技術(shù)人員參考。
編者
2014年2月于北京目錄
前言
主要符號表
緒論1
0?1工程力學(xué)的研究內(nèi)容 1
0?2工程力學(xué)的研究方法 3
第一篇靜力學(xué)
第1章靜力學(xué)基礎(chǔ) 8
1?1靜力學(xué)基本概念 8
1?2靜力學(xué)基本原理 11
1?3約束與約束力 14
1?4受力分析與受力圖 20
1?5力矩與力偶 22
小結(jié) 29
思考題 30
習(xí)題 31
第2章力系的簡化 34
2?1力系的主矢與主矩 34
2?2力系的簡化 37
2?3平行力系的中心與物體的重心 44
小結(jié) 47
思考題 48
習(xí)題 50
第3章力系的平衡 54
3?1力系的平衡條件與平衡方程 54
3?2物系的平衡60
3?3平面桁架的平衡 66
3?4摩擦平衡問題 71
小結(jié) 81
思考題 82
習(xí)題 85
第二篇材料力學(xué)
第4章材料力學(xué)基礎(chǔ) 94
4?1變形固體的基本假設(shè) 94
4?2外力、內(nèi)力與截面法 96
4?3應(yīng)力與應(yīng)變 100
4?4桿件的變形形式 102
小結(jié) 107
思考題 107
習(xí)題 109
第5章構(gòu)件的內(nèi)力分析 111
5?1構(gòu)件橫截面上的內(nèi)力 111
5?2內(nèi)力方程與內(nèi)力圖 115
5?3內(nèi)力與載荷集度間的關(guān)系 122
5?4剛架和曲桿的內(nèi)力 129
小結(jié) 132
思考題 133
習(xí)題 135
第6章軸向拉伸與壓縮 142
6?1軸向拉壓桿的應(yīng)力 142
6?2軸向拉壓桿的應(yīng)變 146
6?3材料在拉壓時的力學(xué)性能 149
6?4軸向拉壓強(qiáng)度條件 155
6?5應(yīng)力集中 160
小結(jié) 161
思考題 162
習(xí)題 163
第7章扭轉(zhuǎn)與剪切 169
7?1薄壁圓筒的扭轉(zhuǎn) 169
7?2圓軸扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力 172
7?3圓軸扭轉(zhuǎn)的變形 177
7?4非圓截面桿的自由扭轉(zhuǎn) 179
7?5聯(lián)接的實(shí)用計(jì)算 185
小結(jié) 191
思考題 192
習(xí)題 194
第8章彎曲 200
8?1彎曲正應(yīng)力 200
8?2彎曲切應(yīng)力 211
8?3彎曲變形 222
8?4提高梁的彎曲強(qiáng)度和剛度的措施 232
小結(jié) 239
思考題 240
習(xí)題 241
第9章應(yīng)力狀態(tài)分析與強(qiáng)度理論 249
9?1點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài) 249
9?2應(yīng)力狀態(tài)分析 252
9?3應(yīng)力圓分析 259
9?4廣義胡克定律 266
9?5強(qiáng)度理論 271
小結(jié) 280
思考題 282
習(xí)題 285
工 程 力 學(xué)目錄第10章組合變形 291
10?1拉壓與彎曲組合變形 291
10?2斜彎曲 299
10?3彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形 304
小結(jié) 309
思考題 310
習(xí)題 311
第11章壓桿穩(wěn)定 317
11?1壓桿穩(wěn)定的概念 317
11?2細(xì)長壓桿的臨界壓力 320
11?3臨界應(yīng)力圖326
11?4壓桿穩(wěn)定條件與合理設(shè)計(jì) 332
小結(jié) 338
思考題 339
習(xí)題 341
第12章能量法 344
12?1桿件的應(yīng)變能 344
12?2應(yīng)變能密度 351
12?3互等定理 357
12?4卡氏定理 360
12?5虛功原理 364
12?6莫爾定理與圖乘法 366
小結(jié)376
思考題 378
習(xí)題 380
第13章超靜定結(jié)構(gòu) 385
13?1超靜定結(jié)構(gòu)及其分析方法 385
13?2簡單超靜定結(jié)構(gòu) 387
13?3力法解超靜定結(jié)構(gòu) 397
13?4卡氏定理解超靜定結(jié)構(gòu) 410
小結(jié) 412
思考題 412
習(xí)題 414
第14章動應(yīng)力與交變應(yīng)力 420
14?1慣性載荷作用下的動應(yīng)力 420
14?2沖擊應(yīng)力 423
14?3交變應(yīng)力及其循環(huán)特性 432
14?4疲勞試驗(yàn)與持久極限 435
14?5疲勞強(qiáng)度計(jì)算 443
14?6提高構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的措施 447
小結(jié)449
思考題 450
習(xí)題 453
附錄457
附錄A平面圖形的幾何性質(zhì) 457
A?1靜矩和形心 457
A?2慣性矩與慣性積 459
A?3平行移軸公式和轉(zhuǎn)軸公式463
小結(jié) 468
思考題 469
習(xí)題 471
附錄B簡單載荷作用下梁的變形473
附錄C型鋼規(guī)格表 475
表C?1熱軋等邊角鋼 475
表C?2熱軋不等邊角鋼 480
表C?3熱軋普通槽鋼 484
表C?4熱軋普通工字鋼 487
表C?5熱軋L型鋼 490
附錄D習(xí)題答案 491
參考文獻(xiàn) 504
主要符號表
a加速度，間距
aK 沖擊韌度
A 面積
Abs 擠壓計(jì)算面積
b 寬度
C 質(zhì)心
d 直徑，距離
D 直徑
E 彈性模量，能量
Ek,Ep 動能, 勢能
f 動摩擦系數(shù)，軸向分布力
fs 靜摩擦系數(shù)
F 力，外載荷
Fbs 擠壓力
Fcr 臨界壓力
Fd 動載荷，動摩擦力
FN 法向約束力，軸力
FS 剪力
FR 合力
F′R 主矢
Fs 靜摩擦力
FI 慣性力
g 重力加速度
G 切變模量
h 高度
i 慣性半徑
i,j,kx,y,z軸的單位矢量
Ip 極慣性矩
I, Iy, Iz慣性矩, 對y、z軸的慣性矩
Iyz 對y、z軸的慣性積
k 彈簧剛度系數(shù)，曲率，自由度
kd 動荷因數(shù)
kσ,kτ 有效應(yīng)力集中因數(shù)
K 應(yīng)力集中因數(shù)，體積彈性模量
l 長度, 跨度
m 滾阻力偶，質(zhì)量, 分布力偶
M 力偶，主矩，彎矩
Me 扭矩外力偶
Mx, T 扭矩
My, Mz 對y、z軸的力矩，彎矩
n 安全因數(shù)，轉(zhuǎn)速
nst 壓桿工作安全因數(shù)
nσ,nτ,nστ 工作安全因數(shù)
N 循環(huán)次數(shù)，疲勞壽命
N0 循環(huán)基數(shù)
p 全應(yīng)力，壓力
pαα斜截面上全應(yīng)力
P 重量，功率
Pk 千瓦功率
q 橫向分布力，剪力流
r 循環(huán)特性，應(yīng)力比，半徑
R 半徑
S 面積
Sy, Sz 對y、z軸的靜矩
t 時間
u 應(yīng)變能密度，應(yīng)變比能
ud 形狀改變應(yīng)變能密度/比能
uv 體積改變應(yīng)變能密度/比能
u* 應(yīng)變余能密度
U 應(yīng)變能
U* 應(yīng)變余能
v 速度，撓度
W 外力功，重量
W* 余功
Wp 抗扭截面系數(shù)
Wz 抗彎截面系數(shù)
x,y,z 直角坐標(biāo)
工 程 力 學(xué)主要符號表Xi 多余約束力
α 角，線膨脹系數(shù)，內(nèi)、外直徑比
β 角，表面質(zhì)量系數(shù)
γ 角，切應(yīng)變
θ 角，單位長度扭轉(zhuǎn)角，橫截面轉(zhuǎn)角，體積應(yīng)變
φ角，相對扭轉(zhuǎn)角，折減因數(shù)
φm 摩擦角
δ 滾阻系數(shù)，伸長率
δ ij 單位載荷引起的廣義位移
δr 虛位移
δW 元功，虛功
Δ 增量，廣義位移
Δd 動變形/位移
Δst 靜變形/位移
ρ 密度，半徑，曲率半徑
ψ 斷面收縮率
ω 角速度
ε 線應(yīng)變，正應(yīng)變
εe 彈性應(yīng)變
εp 塑性應(yīng)變
εt 橫向線應(yīng)變
εσ,ετ 尺寸因數(shù)
λ 柔度，長細(xì)比
λp 對應(yīng)比例極限σp的柔度
λs 對應(yīng)屈服極限σs的柔度
λc對應(yīng)σs/2的柔度
μ 泊松比，長度因數(shù)
σ 正應(yīng)力
τ 切應(yīng)力
σ1,σ2,σ3 主應(yīng)力
ε1, ε2, ε3 主應(yīng)變
σαα斜截面上的正應(yīng)力
ταα斜截面上的切應(yīng)力
σ t,σ c 拉伸、壓縮正應(yīng)力
σa 應(yīng)力幅值，名義應(yīng)力
σb 材料強(qiáng)度極限
σbs 擠壓應(yīng)力
σcr 臨界應(yīng)力
σd 動應(yīng)力
σm 平均應(yīng)力
σmax 最大正應(yīng)力
σmin 最小正應(yīng)力
σp 材料比例極限
σr 循環(huán)特征r的疲勞極限
σri 相當(dāng)應(yīng)力
σs 材料屈服應(yīng)力
σst 靜應(yīng)力
σ0 極限應(yīng)力
σ -1,τ -1 光滑試樣對稱循環(huán)持久極限
σ0-1,τ0-1 構(gòu)件持久極限
σ -1k,τ -1k 有應(yīng)力集中的持久極限
σ0?2 名義屈服極限
［F］ 許用載荷
［nst］ 許用穩(wěn)定安全因數(shù)
［v］ 許用撓度
［σ］ 許用正應(yīng)力
［τ］ 許用切應(yīng)力
［σbs］ 許用擠壓應(yīng)力
［σ-1］ 疲勞許用應(yīng)力
［σt］,［σc］ 拉伸、壓縮許用正應(yīng)力
［θ］許用單位長度扭轉(zhuǎn)
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