本書在充分考慮當前工科院校各專業(yè) “工程力學” 課程開設情況的前提下, 對課程體系進行了優(yōu)化改革, 在確保經(jīng)典內(nèi)容的前提下, 力求基本概念和基本理論的論述簡明扼要, 易于理解和應用, 以便更好地為廣大師生服務.
本書分為靜力學和材料力學兩篇, 共19 章, 可供高等院校采礦工程、安全工程、 物流工程、 水文工程、 測繪工程、 工程管理等專業(yè)選用, 適合80 以內(nèi)學時教學. 本書也可作為自學、 函授及輔導教材, 或供相關工程技術人員參考.
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“工程力學” 是工科院校諸多專業(yè)的專業(yè)基礎課. 它不僅提供后續(xù)專業(yè)課程的基礎知識, 而且可以傳授科學的研究方法, 訓練嚴謹?shù)倪壿嬎季S及培養(yǎng)正確的價值觀.
本書是根據(jù)教育部高等學校力學教學指導委員會最新頒布的 理工科非力學專業(yè)基礎課程教學基本要求, 并結(jié)合目前普通工科院校工程力學教學及教材使用現(xiàn)狀, 在參考許多優(yōu)秀教材及總結(jié)多年教學經(jīng)驗基礎上編寫的.
在編寫過程中, 我們也吸取了其他院校近年來 “工程力學” 課程教學改革經(jīng)驗. 由于有配套的網(wǎng)上在線課程 (網(wǎng)絡課程) , 所以在內(nèi)容上力求精簡, 便于教師講授和學生自學, 盡量減少理論推導過程.
本書同時還精簡了思考題和習題.本書在編寫過程中得到了戴葆青教授的指導和幫助, 在此表示衷心的感謝.本書由付彥坤 ( 第1 、 7 章) 、 趙同彬 ( 第18 章) 、 陳俊國 ( 第3 章) 、 譚濤 ( 第6章) 、 馬靜敏 (第4 章) 、 高明 (第9 章) 、 馮元慧 (第19 章) 、 趙增輝 (第16 章) 、 李龍飛 (第12 章) 、 劉姍姍 ( 第13 章) 、 邢明錄 ( 附錄) 、 劉運生 ( 第14 章) 、 劉星光 ( 第15 章) 、 楊坤 (第17 章) 、 邱月 (第2 章) 、 李家亮 (第5 章) 、 張明璐 ( 第8 章) 、 程健(第10 章) 、 胡翠平 (第11 章) 共同編寫.
由于編者水平有限, 書中定有遺漏和不妥之處, 歡迎讀者批評指正. 本書的出版得到了山東省礦業(yè)工程一流學科項目的資助.
編者2019 年6 月
前言
第1篇剛體靜力學
第1章剛體靜力學基礎2
1.1靜力學基本概念2
1.2靜力學公理3
1.3約束和約束力5
1.4受力分析與受力圖8
思考題12
習題13
第2章平面匯交力系15
2.1平面匯交力系合成與平衡的幾何法15
2.2平面匯交力系合成的解析法17
2.3平面匯交力系的平衡方程及其應用19
思考題21
習題22
第3章平面力偶系25
3.1力對點之矩25
3.2力偶與力偶矩27
3.3平面力偶的等效條件28
3.4平面力偶系的合成與平衡28
思考題30
習題31
第4章平面任意力系34
4.1力線平移定理34
4.2平面任意力系的簡化及簡化結(jié)果的
討論35
4.3平面任意力系的平衡條件和平衡
方程40
4.4靜定與超靜定問題的概念物體系統(tǒng)
的平衡45
4.5平面簡單桁架的內(nèi)力計算51
思考題56
習題57
第5章摩擦64
5.1滑動摩擦64
5.2考慮摩擦時的平衡問題68
5.3滾動摩阻簡介71
思考題73
習題74
第6章空間力系76
6.1力在空間直角坐標軸上的投影及
分解76
6.2空間力對點之矩和力對軸之矩77
∗6.3空間力偶80
6.4空間任意力系的簡化82
6.5空間任意力系的平衡方程及其應用83
6.6空間平行力系的中心及物體的重心88
思考題94
習題94
第2篇材料力學
第7章材料力學的概念100
7.1材料力學的任務100
7.2變形固體的基本假設101
7.3桿件基本變形形式102
7.4內(nèi)力、截面法和應力103
7.5變形與應變105
思考題106
第8章軸向拉伸與壓縮107
8.1軸向拉伸與壓縮的概念107
8.2拉伸與壓縮時橫截面上的內(nèi)力———
軸力107
8.3軸向拉伸與壓縮時橫截面上的應力109
8.4拉伸與壓縮時斜截面上的應力110
8.5拉伸與壓縮時的變形112
8.6靜定結(jié)構(gòu)節(jié)點的位移計算114
8.7材料的力學性能117
8.8軸向拉伸與壓縮時的強度計算123
8.9拉(壓)桿的超靜定問題125
8.10應力集中的概念130
8.11應變能的概念131
思考題131
習題133
第9章剪切與擠壓138
9.1概述138
9.2剪切和擠壓的實用計算139
9.3應用舉例141
思考題144
習題145
第10章平面圖形的幾何性質(zhì)147
10.1靜矩與形心147
10.2慣性矩、慣性半徑和慣性積149
10.3組合圖形的慣性矩152
∗10.4轉(zhuǎn)軸公式與主慣性軸155
思考題157
習題157
第11章扭轉(zhuǎn)160
11.1扭轉(zhuǎn)的概念160
11.2扭矩和扭矩圖161
11.3純剪切163
11.4圓軸扭轉(zhuǎn)時橫截面上的應力164
11.5圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形168
11.6圓軸扭轉(zhuǎn)時的強度和剛度計算169
∗11.7非圓截面桿扭轉(zhuǎn)時的切應力173
思考題174
習題175
第12章彎曲內(nèi)力178
12.1平面彎曲的概念和梁的計算簡圖178
12.2彎曲時橫截面上的內(nèi)力———剪力和
彎矩180
12.3剪力方程和彎矩方程剪力圖和
彎矩圖183
12.4載荷集度、剪力和彎矩之間的微
分關系186
思考題190
習題190
第13章彎曲應力194
13.1純彎曲梁橫截面上的正應力194
13.2彎曲切應力199
13.3彎曲梁的強度計算202
13.4提高梁彎曲強度的措施205
思考題210
習題211
第14章彎曲變形215
14.1彎曲變形的概念215
14.2撓曲線近似微分方程216
14.3用積分法求梁的撓度和轉(zhuǎn)角218
14.4用疊加法求梁的撓度和轉(zhuǎn)角225
14.5梁的剛度計算226
14.6提高梁剛度的措施228
∗14.7超靜定梁230
思考題233
習題233
第15章應力狀態(tài)分析及強度理論237
15.1點的應力狀態(tài)及其分類237
15.2二向應力狀態(tài)分析239
15.3三向應力狀態(tài)簡介249
15.4廣義胡克定律251
15.5強度理論254
思考題258
習題259
第16章組合變形構(gòu)件的強度計算264
16.1組合變形的概念264
16.2拉伸(壓縮)與彎曲組合變形的強度
計算265
16.3彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形的強度計算269
思考題274
習題276
第17章壓桿穩(wěn)定279
17.1壓桿穩(wěn)定的概念279
17.2細長壓桿的臨界壓力281
17.3臨界應力及臨界應力總圖284
17.4壓桿的穩(wěn)定計算288
17.5提高壓桿穩(wěn)定性的措施290
思考題292
習題293
第18章交變應力296
18.1交變應力的概念296
18.2交變應力的循環(huán)特征及其類型296
18.3材料在交變應力下的疲勞破壞299
18.4材料的持久極限299
18.5影響構(gòu)件持久極限的主要因素301
18.6對稱循環(huán)下構(gòu)件的疲勞強度計算303
18.7提高構(gòu)件疲勞強度的措施304
思考題305
習題306
第19章動荷應力307
19.1動載荷與動荷應力的概念307
19.2構(gòu)件做勻加速直線運動和勻速轉(zhuǎn)動
時的動應力計算307
19.3沖擊應力310
19.4提高構(gòu)件抗沖擊能力的措施314
思考題315
習題316
附錄型鋼表319
參考文獻334