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工程力學(第三版) 版權信息
- ISBN：9787030306456
- 條形碼：9787030306456 ; 978-7-03-030645-6
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
工程力學(第三版) 內容簡介
本書2004.1**版，20071第二版，銷售18000余冊。第三版按照精品課程的要求，精選教學內容，修訂比例20％以上。內容含靜力學材料力學兩篇，共16章，并附型鋼表。本書適用于高等院校工程類本專平及科技工作者。
工程力學(第三版) 目錄
目錄
緒論
第1篇 靜力學
第1章 靜力學的基本概念、公理和物體的受力分析 5
1.1 靜力學的基本概念 5
1.2 靜力學公理 6
1.3 約束與約束反力 9
1.4 物體的受力分析及受力圖 12
思考題 14
習題 11
第2章 簡單力系 16
2.1 平面匯交力系合成與平衡的幾何法 16
2.2 平面匯交力系合成與平衡的解析法 17
2.3 力對點的力矩 20
2.4 平面力偶理論 20
思考題 23
習題 24
第3章 平面任意力系 26
3.1 半而任意力系向作用而內一點的簡化 26
3.2 甲面任意力系簡化結果討淪、合力矩定理 28
3.3 平面任意力系的平衡條件和平衡方程 30
3.4 物系的平衡、靜定和靜不定問題 33
3.5 考慮摩擦時的平衡問題 37
思考題 41
習題 42
第4章 空間力系 46
4.1 力在空間直角坐標軸上的投影 46
4.2 力對軸之矩和力對點之矩 47
4.3 空間任意力系的平衡方程 49
4.4 重心和形心 51
思考題 56
習題 57
第2篇 材料力學
第5章 材料力學的基本概念 61
5.1 材料力學的任務 61
5.2 變形固體的基本假設 61
5.3 內力、截面法和應力的概念 62
5.4 位移、變形和應變的概念 64
5.5 桿件變形的基本形式 65
第6章 軸向拉伸與壓縮 67
6.1 拉伸與壓縮時的內力、應力 67
6.2 拉伸與壓縮時的強度計算 70
6.3 拉伸與壓縮時的變形計算 72
6.4 材料在拉伸與壓縮時的力學性能 73
6.5 應力集中的概念 76
6.6 拉伸與壓縮時的靜不定問題 76
6.7 連接件的實用計算 80
思考題 82
習題 83
第7章 扭轉 87
7.1 外力偶矩、扭矩與扭矩圖 87
7.2 薄壁圓筒的扭轉 89
7.3 網軸扭轉時的應力與變形 90
7.4 圓軸扭轉時的強度和剛度計算 93
思考題 96
習題 96
第8章 彎曲內力 99
8.1 平面彎曲的概念及實例 99
8.2 梁的計算簡圖 100
8.3 彎曲內力一一剪力和彎矩 101
8.4 剪力網和彎矩圖 104
8.5 載荷集度、剪力和彎矩間的微分關系 108
8.6 用疊加法作彎矩圖 110
思考題 110
習題 111
第9章 截面的幾何性質 116
9.1 靜矩和形心 116
9.2 慣性矩和慣性半徑 118
9.3 主軸的概念 119
9.4 平行移軸公式 120
思考題 121
習題 121
第10章 彎曲應力 123
10.1 純彎曲時梁橫截面上的正應力 123
10.2 彎曲正應力的強度條件 127
10.3 彎曲切應力簡介 131
10.4 提高彎曲強度的主要措施 133
思考題 136
習題 136
第11章 彎曲變形 140
11.1 工程中的彎曲變形問題 140
11.2 撓曲線的近似微分方程 140
11.3 用積分法求梁的變形 142
11.4 用疊加法求梁的變形 147
11.5 梁的剛度計算 149
11.6 提高彎曲剛度的主要措施 150
思考題 151
習題 151
第12章 能量法 155
12.1 外力功與應變能計算 155
12.2 莫爾定理 157
12.3 卡氏定理 161
12.4 用力法解靜不定問題 163
思考題 166
習題 167
第13章 應力狀態與強度理論 169
13.1 應力狀態的概念 169
13.2 二向應力狀態分析 171
13.3 三向應力狀態的*大應力 175
13.4 廣義胡克定律 176
13.5 強度理論 178
思考題 182
習題 182
第14章 組合變形 185
14.1 組合變形的概念 185
14.2 彎曲與拉仲（壓縮）的組合 186
14.3 彎曲與扭轉的組合 190
思考題 192
習題 193
第15章 壓桿穩定 196
10.1 壓桿穩定的概念 196
15.2 細長壓桿的臨界壓力 197
15.3 歐拉公式的適用范圍 200
15.4 壓桿穩定計算 204
15.5 提高壓桿穩定性的措施 206
思考題 208
習題 209
第16章 動載荷及交變應力 212
16.1 概述 212
16.2 勻加速運動構件的應力計算 212
16.3 沖擊應力的計算 214
16.4 交變應力下材料的破壞 216
16.5 交變應力的循環及材料的疲勞極限 217
16.6 影響構件疲勞極限的因素 219
16.7 構件的疲勞強度校核 221
思考題 223
習題 223
習題答案 225
附錄 型鋼表 231
索引 211
緒論
第1篇 靜力學
第1章 靜力學的基本概念、公理和物體的受力分析 5
1.1 靜力學的基本概念 5
1.2 靜力學公理 6
1.3 約束與約束反力 9
1.4 物體的受力分析及受力圖 12
思考題 14
習題 11
第2章 簡單力系 16
2.1 平面匯交力系合成與平衡的幾何法 16
2.2 平面匯交力系合成與平衡的解析法 17
2.3 力對點的力矩 20
2.4 平面力偶理論 20
思考題 23
習題 24
第3章 平面任意力系 26
3.1 半而任意力系向作用而內一點的簡化 26
3.2 甲面任意力系簡化結果討淪、合力矩定理 28
3.3 平面任意力系的平衡條件和平衡方程 30
3.4 物系的平衡、靜定和靜不定問題 33
3.5 考慮摩擦時的平衡問題 37
思考題 41
習題 42
第4章 空間力系 46
4.1 力在空間直角坐標軸上的投影 46
4.2 力對軸之矩和力對點之矩 47
4.3 空間任意力系的平衡方程 49
4.4 重心和形心 51
思考題 56
習題 57
第2篇 材料力學
第5章 材料力學的基本概念 61
5.1 材料力學的任務 61
5.2 變形固體的基本假設 61
5.3 內力、截面法和應力的概念 62
5.4 位移、變形和應變的概念 64
5.5 桿件變形的基本形式 65
第6章 軸向拉伸與壓縮 67
6.1 拉伸與壓縮時的內力、應力 67
6.2 拉伸與壓縮時的強度計算 70
6.3 拉伸與壓縮時的變形計算 72
6.4 材料在拉伸與壓縮時的力學性能 73
6.5 應力集中的概念 76
6.6 拉伸與壓縮時的靜不定問題 76
6.7 連接件的實用計算 80
思考題 82
習題 83
第7章 扭轉 87
7.1 外力偶矩、扭矩與扭矩圖 87
7.2 薄壁圓筒的扭轉 89
7.3 網軸扭轉時的應力與變形 90
7.4 圓軸扭轉時的強度和剛度計算 93
思考題 96
習題 96
第8章 彎曲內力 99
8.1 平面彎曲的概念及實例 99
8.2 梁的計算簡圖 100
8.3 彎曲內力一一剪力和彎矩 101
8.4 剪力網和彎矩圖 104
8.5 載荷集度、剪力和彎矩間的微分關系 108
8.6 用疊加法作彎矩圖 110
思考題 110
習題 111
第9章 截面的幾何性質 116
9.1 靜矩和形心 116
9.2 慣性矩和慣性半徑 118
9.3 主軸的概念 119
9.4 平行移軸公式 120
思考題 121
習題 121
第10章 彎曲應力 123
10.1 純彎曲時梁橫截面上的正應力 123
10.2 彎曲正應力的強度條件 127
10.3 彎曲切應力簡介 131
10.4 提高彎曲強度的主要措施 133
思考題 136
習題 136
第11章 彎曲變形 140
11.1 工程中的彎曲變形問題 140
11.2 撓曲線的近似微分方程 140
11.3 用積分法求梁的變形 142
11.4 用疊加法求梁的變形 147
11.5 梁的剛度計算 149
11.6 提高彎曲剛度的主要措施 150
思考題 151
習題 151
第12章 能量法 155
12.1 外力功與應變能計算 155
12.2 莫爾定理 157
12.3 卡氏定理 161
12.4 用力法解靜不定問題 163
思考題 166
習題 167
第13章 應力狀態與強度理論 169
13.1 應力狀態的概念 169
13.2 二向應力狀態分析 171
13.3 三向應力狀態的*大應力 175
13.4 廣義胡克定律 176
13.5 強度理論 178
思考題 182
習題 182
第14章 組合變形 185
14.1 組合變形的概念 185
14.2 彎曲與拉仲（壓縮）的組合 186
14.3 彎曲與扭轉的組合 190
思考題 192
習題 193
第15章 壓桿穩定 196
10.1 壓桿穩定的概念 196
15.2 細長壓桿的臨界壓力 197
15.3 歐拉公式的適用范圍 200
15.4 壓桿穩定計算 204
15.5 提高壓桿穩定性的措施 206
思考題 208
習題 209
第16章 動載荷及交變應力 212
16.1 概述 212
16.2 勻加速運動構件的應力計算 212
16.3 沖擊應力的計算 214
16.4 交變應力下材料的破壞 216
16.5 交變應力的循環及材料的疲勞極限 217
16.6 影響構件疲勞極限的因素 219
16.7 構件的疲勞強度校核 221
思考題 223
習題 223
習題答案 225
附錄 型鋼表 231
索引 211
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工程力學(第三版) 節選
緒論 一、工程力學的研究對象與內容 工程力學是研究物體機械運動的一般規律以及構件的強度、剛度和穩定性的科學，它包括理論力學和材料力學兩門課程中的有關內容，是一門理論性和實踐性都較強的課程。 理論力學是研究物體機械運動一般規律的科學。所謂機械運動是指物體在空間的位置隨時間的變化。機械運動是*常見、*簡單的運動形式。在工程實際應用中，有的物體作機械運動，有的物體處于靜止狀態，靜止是機械運動的特殊情況。研究機械運動的規律以及靜止物體的受力平衡問題，都要用到理論力學的知識。 結構物體和機器都是由構件組成的。構件在丁作時總要受到載荷的作用，為了使構件在載荷的作用下能正常工作而不被破壞，也不發生過度的變形和喪失穩定，就要求構件具有一定的強度（抵抗破壞的能力）、剛度（抵抗變形的能力）和穩定性（保持原有平衡形態的能力），而材料力學就是研究構件的強度、剛度和穩定性的科學。 本教材只包括理論力學中的靜力學部分（研究物件的受力及力系的簡化與平衡條件）和材料力學。 二、工程力學的研究方法 工程力學和其他學科一樣，為抓住問題的主要因素而忽略次要因素，需要應用已有的知識和經驗對所研究問題進行抽象簡化，建立力學模型。例如，由于～般物體的變形很小，與物體的原始尺寸相比微不足道，所以在研究物體的平衡和運動時，可把物體抽象為剛體；而在研究物體的強度、剛度和穩定性問題時，則將物體抽象為連續、均勻、各向同性的變形體。 在建立力學模型的基礎上，應用數學推演的方法，從少量的基本規律出發，得到從多方面揭示機械運動規律的定理、定律和公式，建立嚴密而完整的理論體系，這就是工程力學的基本研究方法。 對某一具體問題，應用力學原理得到的結論還需要實踐的檢驗。 由于計算機技術的飛速發展和廣泛應用，工程力學的研究方法（即理論方法和實驗方法）也需要更新。而隨著研究方法和研究手段的變革，工程力學也將從工程設計的輔助手段發展為主要手段。 三、學習工程力學的目的 工程力學是一門技術基礎課，它所闡述的規律一方面具有普遍性，是一門基礎科學；另一方面又和工程實際問題緊密相聯，是一門技術科學。它為機械設計等后續課程提供必要的理論基礎，是工程類專業學生從基礎課學習向專業課學習過渡的橋梁。 工程力學的研究方法具有一定的代表性，因此充分理解工程力學的研究方法，不僅有助于深入地掌握這門學科，而且有助于學習其他科學技術理論，有助于培養辯證唯物主義世界觀和正確的分析問趣、解決問題的能力，為今后解決工程實際問題和從事科學研究工作打下基礎。 第1篇 靜力學 第1章 靜力學的基本概念、公理和物體的受力分析 1.1 靜力學的基本概念 靜力學(statics)是研究物體在力系作用下的平衡條件的科學。力系(force system)，是指作用于物體上的一群力。平衡(equilibrium)，是指物體相對于慣性參考系（如地面）處于靜止或勻速直線運動狀態。如房屋、橋梁、工廠中的各種同定設備及作勻速直線運動的車輛等，都處于平衡狀態。平衡是機械運動的特殊情況。 靜力學主要研究以下三個基本問題。 1．物體的受力分析 分析物體的受力情況，即物體受幾個力，每個力的作用位置和方向如何。 2．力系的等效替換（或簡化） 若作用在剛體上的一力系可用另一力系來代替而不改變它對剛體的作用效應，則稱這兩個力系為等效力系或互等力系。所謂力系的簡化，就是用一個簡單的等效力系來代替作用在剛體上的一個復雜力系。研究力系簡化的日的是為了簡化剛體的受力情況，以便進一步分析和研究剛體在力系作用下的平衡條件或運動規律。 3．建立各種力系的平衡條件 物體平衡時，作用在物體上的各種力系所需滿足的條件稱為平衡條件(condition of equilibrium)。 在工程中常見的力系按其作用線的位置可分為平面力系(coplanar force system)裥空間力系(spatial force system)兩大類；還可進一步劃分為平行力系、匯交力系和任意力系。各種力系的平衡條件具有不同的特點，使物體處于平衡狀態的力系稱為平衡力系。研究力系的平衡條件在工程上具有十分重要的意義，它是設計結構、構件和機械零件時靜力計算的基礎。 1.1.1 力的概念 力是人們在長期的生產和生活實踐中，通過反復觀察、實驗和分析而逐漸形成的抽象概念。力(force)是物體問的相互作用，其結果是使物體的機械運動狀態發生變化或使物體產生變形，即物體受力后產生的效應有兩種：一種是機械運動狀態的變化，稱之為力對物體的外效應或運動效應(effect of motion)，如原來靜止的物體在力的作用下南靜止開始運動；另一種是變形，稱之為力對物體的內效應或變形效應(effect of deformation)，如彈簧受力會伸長。靜力學只研究力的外效應。 實踐證明，力對物體的作用效應取決于力的基本要素，即力的大小、方向、作用點，簡稱為力的三要素(Three elements of force)。 力的大小表示物體之問機械作用的強弱，在國際單位制(SI)中，以牛頓(N)或千牛頓(kN)作為力的單位。 力的方向表示物體的機械作用具有方向性。力的方向包括力的作用線在空間的方位和力沿作用線的指向。 力的作用點是力作用在物體上的部位。實際上，當兩個物體相互作用時，力總是分布地作用在一定的面積上的。如果力作用的面積很大，就稱之為分布力(distributed force)，例如圖1-1(a)所示的管子受均勻分布的內壓力作用，其單位面積上的壓力為p。如果力的作用面積很小，可近似地看成作用在一個點上，這種力稱為集中力(concentrated force)，該點稱為力的作用點，例如圖1-1(b)所示作用在重物上的繩索的拉力T。 圖1-1 圖1-2 力的三要素表明：力是一個矢量，它可用具有方向的線段來表示（圖1-2）。有向線段的起點（或終點）表示力的作用點；有向線段的方位和箭頭指向表示力的方向；有向線段的長度（按一定的比例尺）表示力的大小。通過力的作用點沿力的方向的直線稱為力的作用線。在靜力學中，用粗體字母F表示力矢量，而用普通字母F表示力的大小。 1.1.2 剛體的概念 所謂剛體是指在任何力作用下都不發牛變形的物體，或者說其內任意兩點間的距離始終保持不變的物體。顯然，這是一個抽象化的模型，實際上并不存在這樣的物體，因為任何物體受力后都會或多或少地發生變形。然而工程實際應用中很多物體的變形都非常微小，當研究它們的平衡和運動時可對其忽略不計，從而使研究的問題大為簡化。 將物體抽象為剛體是有條件的，這與所研究問題的性質有關。如果在所研究的問題中，物體的變形成為主要因素時，就不能再把物體視為剛體，而要視為變形體。 靜力學中所研究的物體只限于剛體，因此，靜力學又稱為剛體靜力學(statics of rigid bodies)。以后將會看到，當研究變形體的平衡問題時，也是以剛體靜力學的理論為基礎的。 1.2 靜力學公理 所謂公理，就是人們在生產和生活實踐中長期積累的經驗總結，是經過大量實踐的檢驗、證明是符合客觀實際的為人們所公認的普遍規律。靜力學中所有定理和結論都是由以下幾個基本公理推演出來的。 公理1 二力平衡公理 一個剛體受兩個力作用而處于平衡狀態，其必要和充分條件是：兩個力的大小相等、方向相反，且作用在同一直線上（圖1-3）。 公理1給出了剛體受*簡單的力系作用時的平衡條件。由經驗可知，自由剛體在只受一個力作用時是不可能平衡的。在工程中常用到圖1-4所示的一類構件，其特點是構件只受兩個力作用而保持平衡，稱之為二力構件，簡稱二力桿。根據二力平衡公理可以斷定，這兩個力
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