簡明工程力學

前言

　　本教材是按照48～72學時編寫的，適用于機械類、材料類、自動控制、儀表設(shè)計類等專業(yè)的本專科、高職高專學生使用，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)資源也可供成人業(yè)余教育和網(wǎng)絡(luò)教育。　　近年來，隨著應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)工作地不斷推進，特別是三本、高職高專教育的迅猛發(fā)展，對工程力學的傳統(tǒng)教學模式和教材內(nèi)容提出了現(xiàn)實的問題：學時減少，難度降低，但對內(nèi)容的系統(tǒng)性和覆蓋面提出了較高的要求。本教材強調(diào)工程力學課程的“工程性”，培養(yǎng)學生解決工程問題的一般思路；根據(jù)機械類、近機類的專業(yè)特點，構(gòu)建了層次分明的各部分教學內(nèi)容之間的關(guān)系，優(yōu)化了教學內(nèi)容。本教材打破傳統(tǒng)工程力學中靜力學、材料力學、運動學動力學內(nèi)容的組合模式，采用工程問題設(shè)計和制造流程的思路來編寫。在原來材料力學部分引入外力分析、內(nèi)力分析、應(yīng)力強度計算、變形剛度計算的循環(huán)過程；在理論力學部分注意利用學生的物理知識，加入了動系轉(zhuǎn)動加速度分析的內(nèi)容，完善了運動學平面運動分析的內(nèi)容：動力學中首先學習動靜法，是學生在有限的時間內(nèi)也能掌握一種動力學計算方法，并把彈性桿件動應(yīng)力計算融入動力學部分，保持了知識的系統(tǒng)性。　　全書分為三篇十二章。第一篇為靜力學，包括結(jié)構(gòu)靜力分析、力系的簡化、平衡力系及其應(yīng)用。第二篇為彈性桿件承載能力分析，即彈性桿件的強度、剛度、穩(wěn)定性設(shè)計，包括桿件內(nèi)力分析、桿件應(yīng)力和強度分析、桿件變形和剛度分析、受壓桿件的穩(wěn)定性設(shè)計。第三篇為運動學與動力學，在物理學的質(zhì)點運動學和剛體基本運動基礎(chǔ)上，進一步學習點的合成運動、剛體平面運動、動力學基本概念及動靜法、動力學普遍定理及其應(yīng)用?！　‰S著有限元模擬和其他數(shù)值計算商業(yè)軟件的不斷完善和應(yīng)用，工程力學教學的重點不再強調(diào)復(fù)雜、煩瑣的計算過程和計算方法，在掌握基本概念、方法的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學生較強的力學建模能力是當前工程力學教學中應(yīng)大力關(guān)注的。利用典型工程實際問題的分析過程，通過設(shè)置一些力學建模問題，增強學生對力學的發(fā)散性思維能力，是編寫此教材的出發(fā)點之一。該教材注重通過工程實際問題提煉力學模型，引出力學理論，從而增強學生力學建模的能力和準確分析計算的能力?！　≡诹曨}設(shè)置方面，注重開發(fā)學生的發(fā)散性思維，習題結(jié)構(gòu)多樣性，每章設(shè)計靈活多樣的判斷題、選擇題、填空題和計算題。結(jié)合工程圖片，設(shè)計了一些定性分析的題目，以培養(yǎng)學生力學建模和分析工程實際問題的能力；關(guān)鍵詞匯給出英語解釋，加大學生的專業(yè)外語詞匯量。另外本教材配有多媒體課件，方便教師授課和學生自學。

內(nèi)容概要

本教材是按照應(yīng)用型本、?？迫瞬排囵B(yǎng)的要求編寫的，全書系統(tǒng)介紹了靜力學、桿件的強度和剛度分析、穩(wěn)定性、運動學、動力學的基本概念和基本方法。    本教材適合機械類、近機械類專業(yè)本、?？粕褂?，學時為48～72學時，也可供類似專業(yè)高職高專學生使用，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)資源也可供成人業(yè)余教育和網(wǎng)絡(luò)教育。

作者簡介

徐鵬，男，山西永濟市人，1969年生，工學博士、中國科學院力學研究所博士后，博士畢業(yè)論文被評為2006年山西省優(yōu)秀博士論文。1992年畢業(yè)于太原理工大學工程力學專業(yè)，現(xiàn)為中北大學力學系教授、碩士生導師。 
    徐鵬教授長期從事工程力學、材料力學、彈塑性力學、ANSYS

書籍目錄

緒論第一篇  靜力學  第一章  結(jié)構(gòu)受力分析    第一節(jié)  靜力學基本概念    第二節(jié)  典型約束與約束反力    第三節(jié)  物體的受力分析和受力圖    第四節(jié)  總結(jié)與討論    習題A    習題B  第二章  力系的簡化    第一節(jié)  力在坐標軸上的投影    第二節(jié)  匯交力系的合成    第三節(jié)  力對點的矩和力對軸的矩    第四節(jié)  力偶理論    第五節(jié)  力的平移定理    第六節(jié)  任意力系的簡化    第七節(jié)  總結(jié)和討論    習題A    習題B  第三章  平衡力系及其應(yīng)用    第一節(jié)  空間力系的平衡方程及其應(yīng)用    第二節(jié)  平面力系的平衡方程及其應(yīng)用    第三節(jié)  考慮摩擦的平衡問題簡介    第四節(jié)  重心、質(zhì)心、形心與靜矩    第五節(jié)  總結(jié)與討論    習題A    習題B第二篇  彈性桿件承載能力分析  第四章  桿件內(nèi)力分析    第一節(jié)  變形固體的基本假設(shè)    第二節(jié)  內(nèi)力分析方法及內(nèi)力分量    第三節(jié)  軸向拉壓變形的內(nèi)力分析    第四節(jié)  扭轉(zhuǎn)變形的內(nèi)力分析    第五節(jié)  彎曲變形的內(nèi)力分析    第六節(jié)  組合變形的內(nèi)力分析    第七節(jié)  總結(jié)與討論    習題A    習題B  第五章  桿件應(yīng)力和強度分析    第一節(jié)  應(yīng)力和應(yīng)變的初步概念    第二節(jié)  桿件軸向拉壓變形時的應(yīng)力    第三節(jié)  材料的力學性能與失效判據(jù)    第四節(jié)  剪切與擠壓的實用強度分析    第五節(jié)  圓軸扭轉(zhuǎn)時應(yīng)力和強度分析    第六節(jié)  細長梁彎曲時應(yīng)力和強度分析    第七節(jié)  斜彎曲及拉壓彎曲組合時強度分析    第八節(jié)  平面應(yīng)力狀態(tài)分析及廣義胡克定律    第九節(jié)  復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的強度失效判據(jù)及其應(yīng)用    第十節(jié)  總結(jié)與討論    習題A    習題B  第六章  桿件變形和剛度分析    第一節(jié)  桿件軸向拉壓變形    第二節(jié)  圓軸扭轉(zhuǎn)變形和剛度分析    第三節(jié)  細長梁彎曲變形和剛度分析    第四節(jié)  簡單超靜定問題分析    第五節(jié)  總結(jié)與討論    習題A    習題B  第七章  受壓桿件的穩(wěn)定性設(shè)計    第一節(jié)  壓桿穩(wěn)定的概念    第二節(jié)  壓桿的臨界壓力和臨界應(yīng)力    第三節(jié)  壓桿的穩(wěn)定性設(shè)計    第四節(jié)  提高壓桿穩(wěn)定性的措施    第五節(jié)  總結(jié)與討論    習題A    習題B第三篇  運動學與動力學  第八章  質(zhì)點運動學和剛體基本運動    第一節(jié)  不同坐標系下點的運動描述    第二節(jié)  剛體的基本運動    第三節(jié)  總結(jié)與討論    習題A    習題B  第九章  點的合成運動    第一節(jié)  點的合成運動的基本概念    第二節(jié)  點的速度合成定理    第三節(jié)  牽連運動為平動時的加速度合成    第四節(jié)  牽連運動為轉(zhuǎn)動時的加速度合成簡介    第五節(jié)  總結(jié)與討論    習題A    習題B  第十章  剛體的平面運動    第一節(jié)  剛體平面運動概述與運動分解    第二節(jié)  平面圖形上各點的速度分析    第三節(jié)  平面圖形上各點的加速度分析    第四節(jié)  總結(jié)與討論    習題A    習題B  第十一章  動力學基本概念及動靜法    第一節(jié)  動力學概述    第二節(jié)  質(zhì)點的運動微分方程    第三節(jié)  動力學基本概念    第四節(jié)  慣性力與達朗貝爾原理    第五節(jié)  剛體慣性力系的簡化    第六節(jié)  彈性構(gòu)件的動應(yīng)力計算    第七節(jié)  總結(jié)與討論    習題A    習題B  第十二章  動力學普遍定理及其應(yīng)用    第一節(jié)  動量定理    第二節(jié)  動量矩定理    第三節(jié)  動能定理    第四節(jié)  碰撞    第五節(jié)  單自由度系統(tǒng)的自由振動    第六節(jié)  總結(jié)與討論    習題A    習題B部分習題答案附錄  型鋼表參考文獻

章節(jié)摘錄

　　靜力學（statics）是學習本書后續(xù)兩篇內(nèi)容的基礎(chǔ)，也是機械類、近機械類專業(yè)學生進一步學習其他技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)。　　本篇內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)靜力分析、力系的簡化、平衡力系及其應(yīng)用?！　§o力學是研究物體在力系作用下的平衡規(guī)律的學科。所謂平衡（equilibrium），是指物體相對于慣性參考系處于靜止或進行勻速直線運動，它是物體機械運動的一種特殊狀態(tài)。在一般工程問題中，通常把與地球相固結(jié)的參考系當做慣性參考系。若物體相對于地球保持靜止或進行勻速直線運動，就稱此物體處于平衡狀態(tài)?！　§o力學中研究的對象主要是剛體，所以靜力學又稱為剛體靜力學。所謂剛體（rigid body），就是在受力作用下，體內(nèi)任意兩點間的距離都不會改變的物體，也就是在力的作用下不變形的物體，實際上，任何物體受力以后，都將產(chǎn)生不同程度的變形。例如，汽車駛過一座大橋，橋墩會發(fā)生壓縮變形，橋梁相應(yīng)也會發(fā)生彎曲變形等，只是這種變形非常微小，在一些力學問題中可以忽略不計。所以，當物體受力作用時產(chǎn)生的變形很小而且不影響我們討論問題的實質(zhì)時，就可以忽略其變形，將其視為剛體?？梢姡瑒傮w是一個理想化的力學模型?！　×Γ╢orce）是物體間的相互機械作用，這種作用可使物體的運動狀態(tài)和形狀發(fā)生改變。改變物體運動狀態(tài)的效應(yīng)稱為外效應(yīng)，也叫運動效應(yīng)；改變物體形狀的效應(yīng)稱為內(nèi)效應(yīng)，也稱為變形效應(yīng)。在本篇內(nèi)容中，我們主要關(guān)注其外效應(yīng)，即運動效應(yīng)。在本書的第二篇內(nèi)容中，我們將介紹力的內(nèi)效應(yīng)?！　∥矬w間機械作用的形式是多種多樣的，但大體上可以分為兩類：一類是通過物質(zhì)的一種形式——場而起作用的，如重力、萬有引力、電磁力等；一類是由兩個物體直接接觸而發(fā)生的，如兩物體間的壓力、摩擦力等。不論哪種情況，力都不能脫離物體存在，這也是分析力的依據(jù)。　　實踐證明，力對物體的效應(yīng)取決于力的大小、方向和作用點（point ofaction），這三者稱為力的三要素。三要素中任何一個要素的改變都將引起力對物體效應(yīng)的改變?！　　?/pre>




編輯推薦
　　《簡明工程力學》是山西省高等職業(yè)教育教學研究與實踐項目《工學結(jié)合的工程力學精品課程建設(shè)的研究與實踐》的研究成果之一?！肮W結(jié)合”是一種現(xiàn)代職業(yè)教育人才培養(yǎng)模式，其目的在于按照企業(yè)對應(yīng)用型人才的需求，塑造和培養(yǎng)新型、生產(chǎn)一線的技術(shù)操作人員?！　”窘虒W研究成果以建設(shè)一流的教師隊伍為基礎(chǔ)，在深化工程力學基礎(chǔ)知識的同時，拓展學生的工程應(yīng)用背景，強調(diào)工程力學的“工程性”。在培養(yǎng)學生解決工程問題能力的基礎(chǔ)上，激發(fā)學生的學習、實踐積極性，進一步達到理論與實踐應(yīng)用相結(jié)合的目的。通過建立完善的網(wǎng)絡(luò)教學資源，努力適應(yīng)新條件下對高職學生考核、評價體系的需要，全面體現(xiàn)了以提高學生綜合素質(zhì)為根本、以培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新精神為重點的教育思想。





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