工程力學(xué)教程

前言

　　工程力學(xué)是一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工程力學(xué)的研究與應(yīng)用已深入到許多領(lǐng)域，由于多學(xué)科的互相交叉和滲透使得工程力學(xué)的應(yīng)用范圍顯著擴大了，除土木類、機械類專業(yè)將其作為主修課程，其他專業(yè)如運輸、管理、包裝、技術(shù)經(jīng)濟、工程造價、建筑學(xué)、環(huán)境工程、生物、測控、電器工程等專業(yè)的學(xué)生及技術(shù)人員也需要掌握一定的工程力學(xué)知識，但也可能存在學(xué)時有限的問題，因此需要一本既能使學(xué)生在較少的學(xué)時內(nèi)掌握工程力學(xué)知識系統(tǒng)概貌，并具有一定應(yīng)用水平的教科書。目前能滿足上述要求的教材還較少。我們曾在2005年編寫了一本《工程力學(xué)簡明教程》，經(jīng)過6年試用后反映較好，為了將教材的應(yīng)用范圍擴大到應(yīng)用型本科的土建、機械專業(yè)，我們根據(jù)專業(yè)要求，結(jié)合多年來為上述專業(yè)講授工程力學(xué)課程的經(jīng)驗和體會，在原有教材的基礎(chǔ)上對部分內(nèi)容進(jìn)行了重新編寫及修訂并更名為《工程力學(xué)教程》。　　本書的主要目的在于培養(yǎng)實用型人才，向他們提供工程力學(xué)學(xué)科的理性思維方法，并使之具有較好的實際應(yīng)用能力。著眼點不在于繁雜的推導(dǎo)及論證，力爭在有限的學(xué)時內(nèi)，盡量增大教材的信息量、實用性及適用范圍。本書根據(jù)這一原則選擇與編排各章內(nèi)容?！　∪珪譃槿?8章。第一篇為靜力學(xué)（第一章～第四章），主要介紹靜力學(xué)的基本概念和基礎(chǔ)知識，力系的合成及平衡的概念及求解方法。第二篇為桿件的強度、剛度及穩(wěn)定性分析（第五章～第十一章），主要介紹材料力學(xué)的有關(guān)內(nèi)容。第三篇為結(jié)構(gòu)力學(xué)（第十二章～第十八章），主要介紹與結(jié)構(gòu)靜力學(xué)有關(guān)的內(nèi)容。　　為了節(jié)省學(xué)時，本教材根據(jù)實用的原則，在保證論述嚴(yán)謹(jǐn)、邏輯清晰的前提下盡量突出重點，刪繁就簡。在內(nèi)容的編寫上突出解題思路和方法以便于學(xué)生能真正學(xué)懂會用，如在第一篇中注重各力系之間的聯(lián)系和融會貫通；在第二篇中將壓桿的穩(wěn)定性問題與桿件的軸向拉伸和壓縮問題放在同一章中，并用折減系數(shù)法將其統(tǒng)一起來，從而避免了歐拉公式的推導(dǎo)；此外，將應(yīng)力狀態(tài)的概念分解在各相關(guān)章節(jié)中并對復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的強度理論也只介紹其結(jié)果的應(yīng)用。在第三篇中只介紹桿系結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)問題，并考慮與第一篇、第二篇內(nèi)容的銜接，刪除了一般結(jié)構(gòu)力學(xué)教材中與理論力學(xué)和材料力學(xué)中相重合的有關(guān)超靜定、可變形固體等概念和內(nèi)容。以上編排方法節(jié)省了許多學(xué)時，這也是本教材的一個特色?！　【C上所述，經(jīng)過對內(nèi)容的精選和編排，本書具有篇幅較小，信息容量較大，簡便易學(xué)、實用的特點，在實際使用中可根據(jù)不同專業(yè)的要求進(jìn)行取舍。全部學(xué)完該教材約需90～100學(xué)時，其中理論力學(xué)部分約占20學(xué)時，材料力學(xué)部分約占40學(xué)時，結(jié)構(gòu)力學(xué)部分約占40學(xué)時。本教材可作為少學(xué)時工程力學(xué)及建筑力學(xué)相關(guān)專業(yè)（如土建、機械、環(huán)境、工程管理、包裝等專業(yè)）的本科及應(yīng)用型本科、?？茖W(xué)生及教師教學(xué)用書，也適用于有關(guān)專業(yè)的函授生自學(xué)，也可供相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員參考?！　”緯凇豆こ塘W(xué)簡明教程》的基礎(chǔ)上對部分內(nèi)容進(jìn)行了重新編寫及修訂。本書的靜力學(xué)部分（第一篇）主要由邊祖光負(fù)責(zé)編寫和修訂，其中摩擦、空間任意力系這兩部分取自《工程力學(xué)簡明教程》相應(yīng)內(nèi)容（程耀芳編寫），桿件的強度、剛度及穩(wěn)定性分析部分（第二篇）由吳亞平負(fù)責(zé)編寫，結(jié)構(gòu)力學(xué)部分（第三篇）主要由劉瑋負(fù)責(zé)編寫和修訂，其中位移法、力矩分配法及影響線這部分內(nèi)容由查支祥依據(jù)《工程力學(xué)簡明教程》相應(yīng)內(nèi)容（康希良編寫）進(jìn)行了修改及修訂，全書由吳亞平統(tǒng)稿?！　”緯^之《工程力學(xué)簡明教程》主要是對靜力學(xué)部分及結(jié)構(gòu)力學(xué)部分的主要內(nèi)容及習(xí)題進(jìn)行了重新編寫和修訂，其特點是更加簡練和易懂以滿足應(yīng)用型本科的要求。　　限于編者的水平，書中可能存在不少欠妥之處，懇請廣大讀者批評指正?！　【幷摺　?011年9月　　第一版前言　　工程力學(xué)是一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工程力學(xué)的研究與應(yīng)用已深入到許多領(lǐng)域，由于多學(xué)科的互相交叉和滲透使得工程力學(xué)的應(yīng)用范圍顯著擴大了，許多非土木、機械專業(yè)如運輸、管理、包裝、技術(shù)經(jīng)濟、工程造價、建筑學(xué)、環(huán)境工程、生物、測控、電器工程等專業(yè)的學(xué)生及技術(shù)人員也需要掌握一定的工程力學(xué)知識。對于上述專業(yè)，由于工程力學(xué)一般為非主修課程，學(xué)時往往很有限，因此需要一本既能使學(xué)生在較少的學(xué)時內(nèi)掌握工程力學(xué)知識系統(tǒng)概貌，并具有一定應(yīng)用水平的教科書。目前能滿足上述要求的教材還較少。我們曾在1990年根據(jù)運輸管理及包裝專業(yè)的要求編寫了一本《工程力學(xué)教程》，經(jīng)過4年試用后，在1994年將其修訂后正式出版，此教材出版后又在各有關(guān)專業(yè)連續(xù)使用了10年。在此期間，使用該教材的專業(yè)不斷增多，而且各專業(yè)的力學(xué)學(xué)時及教學(xué)內(nèi)容都發(fā)生了很大變化。由于當(dāng)時編寫此教材的主要對象是運輸管理及包裝專業(yè)的學(xué)生，所以在教材的內(nèi)容安排上有一定的局限性。針對以上情況，我們根據(jù)專業(yè)要求，結(jié)合多年來為上述專業(yè)講授工程力學(xué)課程的經(jīng)驗和體會，在原有教材的基礎(chǔ)上對內(nèi)容重新編寫了這本《工程力學(xué)簡明教程》，并刪去了有關(guān)動力學(xué)的內(nèi)容，增加了結(jié)構(gòu)力學(xué)內(nèi)容?！　”緯闹饕康脑谟谂囵B(yǎng)實用型人才，向他們提供工程力學(xué)學(xué)科的理性思維方法，并使之具有較好的實際應(yīng)用能力。著眼點不在于繁雜的推導(dǎo)及論證，力爭在有限的學(xué)時內(nèi)，盡量增大教材的信息量、實用性及適用范圍。本書根據(jù)這一原則選擇與編排各章內(nèi)容。　　全書分為三篇，共18章。第一篇為靜力學(xué)（第一章～第四章），主要介紹靜力學(xué)的基本概念和基礎(chǔ)知識，力系的合成及平衡的概念及求解方法。第二篇為桿件的強度、剛度及穩(wěn)定性分析（第五章～第十一章），主要介紹材料力學(xué)的有關(guān)內(nèi)容。第三篇為結(jié)構(gòu)力學(xué)（第十二章～第十八章），主要介紹與結(jié)構(gòu)靜力學(xué)有關(guān)的內(nèi)容?！　榱斯?jié)省學(xué)時，本教材根據(jù)實用的原則，在保證論述嚴(yán)謹(jǐn)，邏輯清晰的前提下盡量突出重點，刪繁就簡。在內(nèi)容的編寫上突出解題思路和方法以便于學(xué)生能真正學(xué)懂會用，如在第一篇中注重各力系之間的聯(lián)系和融會貫通；在第二篇中將壓桿的穩(wěn)定性問題與桿件的軸向拉伸和壓縮問題放在同一章中，并用折減系數(shù)法將其統(tǒng)一起來，從而避免了歐拉公式的推導(dǎo)；此外，將應(yīng)力狀態(tài)的概念分解在各相關(guān)章節(jié)中并對復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的強度理論也只介紹其結(jié)果的應(yīng)用。在第三篇中只介紹桿系結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)問題，并考慮與第一篇，第二篇內(nèi)容的銜接，刪除了一般結(jié)構(gòu)力學(xué)教材中與理論力學(xué)和材料力學(xué)中相重合的有關(guān)超靜定、可變形固體等概念和內(nèi)容。以上編排方法節(jié)省了許多學(xué)時，這也是本教材的一個特色?！　【C上所述，經(jīng)過對內(nèi)容的精選和編排，本書具有篇幅較小，信息容量較大，簡便易學(xué)、實用的特點，全部學(xué)完該教材約需90～100學(xué)時，其中理論力學(xué)部分約占20學(xué)時，材料力學(xué)部分約占40學(xué)時，結(jié)構(gòu)力學(xué)部分約占40學(xué)時。本教材可作為少學(xué)時工程力學(xué)相關(guān)專業(yè)的本、?？茖W(xué)生及教師教學(xué)用書，也適合于有關(guān)專業(yè)的函授生自學(xué)，也可供相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員參考。　　參加本書編寫工作的有：吳亞平（第二篇），程耀芳（第一篇），康希良（第三篇），全書由吳亞平統(tǒng)稿?！　”緯诰帉戇^程中，蘇強、楊東濤、舒春生等同志在文稿整理、繪圖方面做了大量工作，在此表示感謝。限于編者的水平，書中可能存在不少欠妥之處，懇請廣大讀者批評指正?！　【幷摺　?005年1月于蘭州交通大學(xué)

內(nèi)容概要

　　本書共分為三篇18章。第一篇為靜力學(xué)（第一章～第四章），主要介紹靜力學(xué)的基本概念和基礎(chǔ)知識，力系的合成及平衡的概念及求解方法。第二篇為桿件的強度、剛度及穩(wěn)定性分析（第五章～第十一章），主要介紹材料力學(xué)的有關(guān)內(nèi)容。第三篇為結(jié)構(gòu)力學(xué)（第十二章～第十八章），主要介紹與結(jié)構(gòu)靜力學(xué)有關(guān)的內(nèi)容。書末附錄列出了型鋼表及習(xí)題參考答案。
　　本書可作為本科及應(yīng)用型本科、專科相關(guān)專業(yè)（如土建，機械，環(huán)境，工程管理，包裝等專業(yè)）少學(xué)時工程力學(xué)及建筑力學(xué)的教學(xué)用書，也適用于相關(guān)專業(yè)的函授自學(xué)，也可供相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第一篇　靜力學(xué)
　第一章　靜力學(xué)的基本概念和物體的 受力分析
　　第一節(jié)　靜力學(xué)的基本概念
　　第二節(jié)　靜力學(xué)公理
　　第三節(jié)　約束
　　　一、基本約束
　　　二、支座
　　第四節(jié)　荷載
　　第五節(jié)　物體受力分析
　　　習(xí)題
　第二章　平面匯交力系及平面力偶系
　　第一節(jié)　平面匯交力系合成的幾何法
　　第二節(jié)　平面匯交力系合成的解析法
　　　一、力在坐標(biāo)軸上的投影
　　　二、合力投影定理
　　　三、平面匯交力系合成的解析法
　　第三節(jié)　平面匯交力系的平衡條件
　　　一、平面匯交力系平衡的幾何條件
　　　二、平面匯交力系平衡的解析條件
　　第四節(jié)　平面力矩
　　　一、力對點的矩
　　　二、合力矩定理
　　第五節(jié)　平面力偶
　　　一、力偶和力偶矩
　　　二、平面力偶的等效定理
　　第六節(jié)　平面力偶系的平衡
　　　一、平面力偶系的合成
　　　二、平面力偶系的平衡條件
　　　習(xí)題
　第三章　平面任意力系
　　第一節(jié)　平面任意力系向作用面內(nèi)一點簡化
　　　一、力的平移定理
　　　二、平面任意力系向作用面內(nèi)一點簡化
　　　三、平面任意力系的簡化結(jié)果討論
　　第二節(jié)　平面任意力系的平衡
　　　一、平面任意力系的平衡條件
　　　二、物體系的平衡
　　第三節(jié)　考慮摩擦?xí)r物體的平衡
　　　一、靜滑動摩擦力和靜滑動摩擦定律
　　　二、動滑動摩擦力和動滑動摩擦定律
　　　三、摩擦角與自鎖現(xiàn)象
　　　四、考慮摩擦?xí)r物體的平衡問題
　　　習(xí)題
　第四章　空間任意力系
　　第一節(jié)　空間匯交力系
　　　一、力在空間直角坐標(biāo)軸上的投影
　　　二、空間匯交力系的合成與平衡
　　第二節(jié)　力對點之矩和力對軸之矩
　　　一、力對點之矩
　　　二、力對軸之矩
　　　三、力對點之矩與力對軸之矩的關(guān)系
　　第三節(jié)　空間力偶系
　　　一、力偶矩矢量
　　　二、空間力偶系的合成與平衡
　　第四節(jié)　空間任意力系向一點簡化
　　第五節(jié)　空間任意力系的平衡方程及應(yīng)用
　　第六節(jié)　物體的重心
　　　一、重心的概念
　　　二、確定物體重心的方法
　　　習(xí)題
第二篇　桿件的強度、剛度及穩(wěn)定性分析
　第五章　截面的幾何性質(zhì)
　　第一節(jié)　靜矩和形心
　　　一、靜矩
　　　二、形心
　　　三、形心和靜矩的關(guān)系
　　第二節(jié)　慣性矩和極慣性矩
　　　一、慣性矩
　　　二、極慣性矩
　　第三節(jié)　簡單截面的慣性矩
　　　一、矩形截面對其形心軸的慣性矩
　　　二、圓形截面對其形心軸的慣性矩
　　　三、圓環(huán)截面對其形心軸的慣性矩
　　第四節(jié)　組合截面的慣性矩
　　　一、慣性矩的平行移軸定理
　　　二、組合截面的慣性矩
　　　習(xí)題
　第六章　軸向拉伸和壓縮
　　第一節(jié)　軸向拉伸和壓縮的概念
　　第二節(jié)　內(nèi)力與截面法
　　　一、內(nèi)力的概念
　　　二、截面法和軸力
　　第三節(jié)　應(yīng)力的概念及拉（壓）桿橫截面上的應(yīng)力
　　　一、應(yīng)力的概念
　　　二、拉（壓）桿橫截面上的應(yīng)力
　　第四節(jié)　拉（壓）桿的變形及虎克定律
　　　一、變形和應(yīng)變
　　　二、泊松比
　　　三、虎克定律
　　第五節(jié)　材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能
　　　一、低碳鋼在拉伸時的力學(xué)性能
　　　二、低碳鋼在壓縮時的力學(xué)性能
　　　三、其他材料在拉伸及壓縮時的力學(xué) 性能
　　第六節(jié)　拉（壓）桿的強度計算
　　　一、許用應(yīng)力的確定
　　　二、拉（壓）桿的強度條件
　　第七節(jié)　拉伸和壓縮的超靜定問題
　　第八節(jié)　壓桿的穩(wěn)定計算
　　　一、壓桿穩(wěn)定性的概念
　　　二、壓桿的實用計算
　　　習(xí)題
　第七章　剪切
　　第一節(jié)　剪切的概念
　　第二節(jié)　剪切和擠壓強度的實用計算
　　第三節(jié)　焊接實用計算
　　　一、對接
　　　二、搭接
　　第四節(jié)　切應(yīng)變及剪切虎克定律，切應(yīng)力
　　　互等定理
　　　一、切應(yīng)變及剪切虎克定律
　　　二、切應(yīng)力互等定理
　　　習(xí)題
　第八章　梁的內(nèi)力
　　第一節(jié)　彎曲的概念
　　第二節(jié)　用截面法求梁的內(nèi)力
　　第三節(jié)　內(nèi)力方程及內(nèi)力圖
　　第四節(jié)　彎矩、剪力及荷載集度間的微分
　　　關(guān)系
　　　習(xí)題
　第九章　梁的應(yīng)力
　　第一節(jié)　彎曲應(yīng)力的概念
　　第二節(jié)　純彎曲時梁的正應(yīng)力
　　　一、實驗觀察與平面假設(shè)
　　　二、變形規(guī)律
　　　三、正應(yīng)力分布規(guī)律
　　　四、中性軸位置和正應(yīng)力計算公式
　　第三節(jié)　梁彎曲時的正應(yīng)力強度條件
　　第四節(jié)　梁截面的合理形狀
　　第五節(jié)　梁的切應(yīng)力及其強度計算
　　　一、梁的切應(yīng)力計算公式
　　　二、切應(yīng)力的強度校核
　　　習(xí)題
　第十章　圓軸扭轉(zhuǎn)
　　第一節(jié)　扭轉(zhuǎn)的概念
　　第二節(jié)　扭矩及扭矩圖
　　第三節(jié)　圓軸扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力及變形
　　　一、圓軸扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力
　　　二、圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形
　　第四節(jié)　圓軸扭轉(zhuǎn)時的強度及剛度條件
　　　一、強度條件
　　　二、剛度條件
　　　習(xí)題
　第十一章　組合變形時的強度計算
　　第一節(jié)　組合變形的概念
　　第二節(jié)　彎曲與拉伸或壓縮的組合
　　第三節(jié)　彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合
　　　習(xí)題
第三篇　結(jié) 構(gòu) 力 學(xué)
　第十二章　平面體系的幾何組成分析
　　第一節(jié)　平面體系的自由度與約束
　　　一、平面體系的自由度
　　　二、約束
　　　三、多余約束
　　第二節(jié)　幾何不變體系的簡單組成規(guī)則
　　　一、兩剛片規(guī)則
　　　二、三剛片規(guī)則
　　　三、二元體規(guī)則
　　第三節(jié)　幾何組成分析示例
　　第四節(jié)　靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)
　　　習(xí)題
　第十三章　靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算
　　第一節(jié)　多跨靜定梁
　　第二節(jié)　靜定平面剛架
　　　一、剛架的組成特性
　　　二、剛架的內(nèi)力計算
　　第三節(jié)　三鉸拱的計算
　　　一、概述
　　　二、三鉸平拱的計算
　　　三、三鉸拱的合理拱軸線
　　第四節(jié)　靜定平面桁架
　　　一、桁架的特點及組成
　　　二、桁架的內(nèi)力計算
　　　習(xí)題
　第十四章　靜定結(jié)構(gòu)的位移計算
　　第一節(jié)　概述
　　第二節(jié)　變形體的虛功原理
　　　一、虛功
　　　二、虛功原理
　　　三、虛功原理的應(yīng)用
　　第三節(jié)　結(jié)構(gòu)位移計算的一般公式
　　第四節(jié)　靜定結(jié)構(gòu)在荷載作用下的位移 計算
　　　一、荷載作用下的位移計算公式
　　　二、各類結(jié)構(gòu)位移計算的簡化公式
　　　三、計算示例
　　第五節(jié)　圖乘法計算位移
　　　一、圖乘法及其應(yīng)用條件
　　　二、常用圖形的面積公式和形心位置
　　　三、復(fù)雜圖形的分解和疊加
　　第六節(jié)　靜定結(jié)構(gòu)支座位移時的位移計算
　　第七節(jié)　靜定結(jié)構(gòu)溫度變化時的位移計算
　　第八節(jié)　線性變形體系的互等定理
　　　一、功的互等定理
　　　二、位移互等定理
　　　三、反力互等定理
　　　四、反力與位移互等定理
　　　習(xí)題
　第十五章　力法
　　第一節(jié)　超靜定結(jié)構(gòu)概述
　　　一、超靜定結(jié)構(gòu)的概念
　　　二、超靜定結(jié)構(gòu)的類型
　　　三、超靜定結(jié)構(gòu)的計算方法
　　第二節(jié)　力法基本概念
　　　一、力法的基本概念
　　　二、基本體系的選取
　　第三節(jié)　力法典型方程
　　第四節(jié)　力法計算超靜定結(jié)構(gòu)示例
　　　一、超靜定剛架
　　　二、超靜定桁架
　　　三、鉸結(jié)排架
　　第五節(jié)　超靜定結(jié)構(gòu)的位移計算及最后內(nèi)力圖的校核
　　　一、超靜定結(jié)構(gòu)的位移計算
　　　二、最后內(nèi)力圖的校核
　　第六節(jié)　溫度變化及支座移動對超靜定結(jié)構(gòu)的影響
　　　一、溫度變化的影響
　　　二、支座移動的影響
　　第七節(jié)　超靜定結(jié)構(gòu)的特性
　　　習(xí)題
　第十六章　位移法
　　第一節(jié)　位移法的基本概念
　　第二節(jié)　單跨超靜定梁的轉(zhuǎn)角位移方程
　　　一、由桿端位移求桿端彎矩
　　　二、由荷載求固端彎矩
　　第三節(jié)　位移法基本未知量及基本結(jié)構(gòu)
　　　一、基本未知量
　　　二、基本結(jié)構(gòu)
　　第四節(jié)　位移法典型方程及計算步驟
　　第五節(jié)　對稱性的利用
　　　一、奇數(shù)跨對稱結(jié)構(gòu)
　　　二、偶數(shù)跨對稱結(jié)構(gòu)
　　　習(xí)題
　第十七章　力矩分配法
　　第一節(jié)　力矩分配法的基本概念
　　　一、名詞解釋
　　　二、力矩分配法的基本原理（以單結(jié)點的 力矩分配為例）
　　第二節(jié)　多結(jié)點的力矩分配習(xí)題
　第十八章　影響線及其應(yīng)用
　　第一節(jié)　影響線的概念
　　　一、移動荷載的概念
　　　二、影響線的概念
　　　三、影響線與內(nèi)力圖的區(qū)別
　　第二節(jié)　用靜力法作簡支梁影響線
　　第三節(jié)　多跨靜定梁的影響線
　　第四節(jié)　影響線的應(yīng)用
　　　一、求各種荷載作用下的影響
　　　二、最不利荷載位置的確定
　　第五節(jié)　簡支梁的絕對最大彎矩
　　　習(xí)題
附錄
　附錄一型鋼表
　附錄二部分習(xí)題參考答案
參考文獻(xiàn)

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

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