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第一篇 静力学1

引言1

第1章 静力学基本概念和物体受力分析2

1.1静力学的基本概念2

1.1.1刚体的概念2

1.1.2力的概念2

1.1.3集中力与均布载荷3

1.1.4力系3

1.1.5平衡4

1.2静力学公理4

1.2.1力的平行四边形法则（公理一）4

1.2.2二力平衡公理（公理二）4

1.2.3加减平衡力系公理（公理三）5

1.2.4作用和反作用定律（公理四）7

1.3约束和约束反力7

1.3.1约束相关概念7

1.3.2常见的约束类型8

1.4物体的受力分析和受力图11

思考题14

习题14

第2章 简单力系17

2.1汇交力系合成与平衡的几何法17

2.1.1汇交力系合成的几何法17

2.1.2平面汇交力系平衡的几何条件18

2.2平面汇交力系合成与平衡的解析法19

2.2.1力在坐标轴上的投影20

2.2.2合力投影定理20

2.2.3平面汇交力系合成的解析法21

2.2.4平面汇交力系平衡的解析条件22

2.3力对点之矩与合力矩定理24

2.3.1力对点之矩的概念24

2.3.2合力矩定理25

2.4平面力偶理论26

2.4.1力偶的概念26

2.4.2力偶的性质27

2.4.3平面力偶系的合成27

2.4.4平面力偶系的平衡条件27

思考题28

习题29

第3章 平面任意力系32

3.1力的平移定理32

3.2平面任意力系向一点简化33

3.2.1平面任意力系向一点简化33

3.2.2平面一般力系简化结果34

3.3平面任意力系的平衡条件36

3.3.1平面一般力系的平衡条件和平衡方程36

3.3.2平面平行力系的平衡方程37

3.4静定与超静定问题的概念及物体系统的平衡40

3.4.1静定与超静定问题40

3.4.2物体系统的平衡40

3.5考虑摩擦时的平衡问题42

思考题45

习题45

第4章 空间力系49

4.1力在空间直角坐标轴上的投影50

4.1.1力在空间直角坐标轴上的投影50

4.1.2合力投影定理51

4.2力对轴的矩52

4.2.1力对轴之矩52

4.2.2合力矩定理53

4.3空间力系的平衡及其应用53

4.3.1空间力系的简化53

4.3.2空间力系的平衡方程54

4.3.3空间任意力系的平衡问题转化为平面问题的解法55

4.4重心与形心56

4.4.1物体的重心56

4.4.2平面图形的形心57

4.4.3用组合法确定平面组合图形的形心58

思考题59

习题59

第二篇 材料力学62

引言62

第5章 轴向拉伸和压缩66

5.1轴向拉伸与压缩的概念66

5.2截面法、轴力、轴力图66

5.2.1内力的概念66

5.2.2截面法67

5.2.3轴力与轴力图68

5.3截面上的应力70

5.3.1应力的概念70

5.3.2轴向拉伸或压缩时横截面上的正应力71

5.3.3轴向拉伸或压缩时斜截面上的正应力72

5.4轴向拉伸或压缩时的变形及胡克定律73

5.4.1纵向变形73

5.4.2胡克定律73

5.4.3横向变形74

5.5材料在拉伸与压缩时的机械性能74

5.5.1低碳钢在拉伸时的机械性质75

5.5.2其他塑性材料在拉伸时的机械性质77

5.5.3铸铁在拉伸时的机械性质77

5.5.4常温静载下压缩时材料的力学性能77

5.6轴向拉伸或压缩时的强度计算78

5.6.1失效与许用应力78

5.6.2强度条件79

5.7简单拉（压）超静定问题81

5.7.1简单拉压超静定问题的解法81

5.7.2温度应力的概念83

5.7.3装配应力的概念83

5.8应力集中的概念84

思考题85

习题85

第6章 剪切与挤压89

6.1剪切的概念与实用计算89

6.1.1剪切的概念89

6.1.2剪切的实用计算90

6.2挤压的概念与实用计算91

6.2.1挤压的概念91

6.2.2挤压的实用计算92

思考题96

习题97

第7章 圆轴扭转99

7.1圆轴扭转的概念99

7.2扭矩与扭矩图100

7.2.1外力偶矩的计算100

7.2.2扭矩与扭矩图100

7.3纯剪切及剪切胡克定律104

7.3.1薄壁圆筒扭转试验104

7.3.2切应力互等定理105

7.3.3剪切胡克定律105

7.4圆轴扭转时的应力和强度条件105

7.4.1圆轴扭转时的应力105

7.4.2圆轴极惯性矩Ip和抗扭截面模量Wp的计算108

7.4.3圆轴扭转的强度条件110

7.5圆轴扭转时的变形和刚度条件111

7.5.1圆轴扭转时的变形111

7.5.2圆轴扭转时的刚度条件112

思考题114

习题115

第8章 弯曲内力118

8.1引言118

8.1.1弯曲的概念118

8.1.2梁的支承简化118

8.1.3梁的分类119

8.2剪力与弯矩120

8.2.1剪力和弯矩的概念120

8.2.2剪力和弯矩符号的规定121

8.3剪力、弯矩方程与剪力、弯矩图123

8.3.1剪力和弯矩方程123

8.3.2剪力和弯矩图123

8.4弯矩、剪力和载荷集度之间的关系127

思考题132

习题132

第9章 弯曲应力135

9.1弯曲时的正应力135

9.1.1梁的纯弯曲概念135

9.1.2纯弯曲平面假设135

9.1.3纯弯曲应力136

9.1.4截面惯性矩的计算139

9.2横力弯曲时梁横截面上的正应力141

9.2.1横力弯曲正应力公式141

9.2.2弯曲正应力的强度条件142

9.3弯曲切应力简介145

9.4提高梁弯曲强度的主要措施147

9.4.1选择合理的截面形状147

9.4.2合理布置载荷和支座位置149

思考题150

习题150

第10章 弯曲变形153

10.1弯曲变形的概念153

10.2梁的挠曲线近似微分方程154

10.3用积分法求弯曲变形155

10.4用叠加法求梁的变形158

10.5简单超静定梁的解法159

10.6梁的刚度校核和提高刚度的措施161

10.6.1梁的刚度条件161

10.6.2提高梁的弯曲刚度的措施162

思考题162

习题162

第11章 应力状态分析和强度理论165

11.1应力状态的概念165

11.2平面应力状态分析166

11.2.1斜截面应力166

11.2.2应力圆168

11.2.3平面应力状态主应力169

11.2.4最大切应力的确定170

11.3强度理论171

11.3.1强度理论的概念171

11.3.2四个强度理论171

11.3.3单向与纯剪切组合应力状态的强度条件172

思考题174

习题175

第12章 组合变形177

12.1组合变形的概念与叠加原理177

12.2拉伸（压缩）与弯曲的组合变形177

12.3弯曲与扭转的组合181

思考题184

习题185

第13章 压杆稳定187

13.1压杆稳定的概念187

13.2细长压杆的临界载荷187

13.2.1理想压杆的临界载荷187

13.2.2压杆临界载荷的计算188

13.3欧拉公式的适用范围和经验公式189

13.4压杆稳定性校核193

13.5提高压杆稳定性措施194

13.5.1选择合理的截面形状194

13.5.2减小压杆的长度194

13.5.3改善杆端约束情况195

13.5.4合理地选用材料195

思考题195

习题196

第三篇 运动学与动力学198

第14章 点的运动198

14.1自然法198

14.1.1点的运动方程198

14.1.2点的速度198

14.1.3点的加速度199

14.2直角坐标法202

14.2.1点的运动方程202

14.2.2点的速度203

14.2.3点的加速度204

思考题205

习题206

第15章 刚体的基本运动208

15.1刚体平动208

15.1.1刚体平动概念208

15.1.2平移刚体上各点的轨迹、速度、加速度特征208

15.2刚体的定轴转动209

15.2.1转动方程210

15.2.2角速度210

15.2.3角加速度210

15.3定轴转动刚体上点的速度和加速度212

15.3.1定轴转动刚体上点的运动方程212

15.3.2定轴转动刚体上点的速度212

15.3.3定轴转动刚体上点的加速度212

思考题215

习题215

第16章 点的合成运动217

16.1点的合成运动的概念217

16.2点的速度合成定理217

思考题219

习题220

第17章 刚体的平面运动222

17.1刚体平面运动的运动分解222

17.2平面图形上点的速度223

思考题226

习题226

第18章 质点和刚体动力学基础229

18.1动力学基本定律229

18.1.1第一定律（惯性定律）229

18.1.2第二定律（力与加速度关系定律）229

18.1.3第三定律（作用与反作用定律）230

18.2质点运动微分方程230

18.2.1直角坐标形式的质点运动微分方程230

18.2.2自然坐标形式的质点运动微分方程231

18.3刚体定轴转动微分方程和转动惯量233

18.3.1刚体定轴转动的微分方程233

18.3.2刚体的转动惯量234

思考题238

习题239

第19章 动能定理241

19.1力的功、功率和机械效率241

19.1.1力的功241

19.1.2常见力的功242

19.1.3功率和机械效率244

19.2动能和动能定理246

19.2.1动能246

19.2.2动能定理249

思考题253

习题253

第20章 动静法256

20.1惯性力与质点的达朗贝尔原理256

20.1.1惯性力的概念256

20.1.2质点的达朗贝尔原理257

20.2刚体的惯性力简化及轴承反力258

20.2.1刚体平动258

20.2.2刚体绕定轴转动258

20.2.3轴承的动反力259

思考题260

习题260

附录Ⅰ常用图形的几何性质263

附录Ⅱ型钢表264

附录Ⅲ习题答案268

参考文献274