工程力學

前言

　　工程力學作為工科院校中一門重要課程，其教育重點是素質教育、工程概念教育和創(chuàng)新教育。本教材按照教學改革和課程體系要求圍繞工程力學教育重點編寫，從培養(yǎng)應用型人才這一總目標出發(fā)，結合工程實際，強化基本概念、基本知識、基本技能。將工程力學理論課程和基礎實驗課程進行了融合與貫通，適當引進新內容，教材結構緊湊，力求文字簡明、內容精煉、說理透徹、突出重點、兼顧一般。與大學物理重合的三大定理在編排上例題偏向于剛體系統(tǒng)而非質點，避免了重合。在內容選取時，原理的論證、公式的推導酌情從略。力求體現啟發(fā)式教學特點，激發(fā)學生興趣并促進基本知識和技能的學習。引入工程圖片，深化工程概念教育，強調力學在工程實際中的應用，力求培養(yǎng)學生綜合素質。通過對工程實例的分析，培養(yǎng)學生建立力學模型與解決實際問題的能力，體現編者長期從事工程力學教學與實踐的經驗。通過合理安排教材內容，同時兼顧優(yōu)秀、一般和基礎較差的學生的需求，易于自學?！　”窘滩木帉懺诔浞终{研相關高校工程力學教材使用基礎上進行，在體系編排上，吸收同類優(yōu)秀教材中的精華，又有所創(chuàng)新。編寫實驗應力分析基礎一章，介紹傳統(tǒng)的電測技術及現代光測技術，強調實驗技術在工程力學學科中的地位及其重要性?！　”窘滩木帉憹M足學科發(fā)展和人才培養(yǎng)需求，力求體現當前教育改革的經驗，適應教學改革需要。全書分工程靜力學、工程運動學與工程動力學三篇?？蛇m用于土木交通類、能源動力類、機械類、工程管理類等工科各專業(yè)。編寫采用模塊結構，便于使用者選擇，以適應不同類型不同學時的教學要求，可供不同層次本、?？圃盒＿x用?！　”緯深櫝绍?、姜益軍、廖東斌主編。參加編寫的有：楊?？?、費慶國、董萼良、糜長穩(wěn)、洪俊、付廣龍。東南大學工程力學系的老師們對本書的編寫提出了許多寶貴意見，借此機會，深表謝意?！　∮捎诰幷叩乃接邢?，書中難免有不妥之處，深望廣大教師和讀者批評指正。　　編者　　2011年8月

內容概要

本教材按照教學改革和課程體系要求圍繞工程力學教育重點編寫，結合工程實際，強化基本概念、基本知識、基本技能。將工程力學理論課程和基礎實驗課程進行了融合與貫通，是江蘇省教改項目“基礎力學研究性教學模式的探索與實踐”的研究成果，是江蘇高校優(yōu)勢學科建設落工程基金項目。
全書分工程靜力學、工程運動學與工程動力學三篇共二十一章，包括：緒論、力系的簡化、力系的平衡、軸向拉伸與壓縮、平面圖形的幾何性質、扭轉、彎曲、剪切與擠壓、應力狀態(tài)分析與強度理論、組合變形、能量法、壓桿穩(wěn)定、實驗應力分析基礎、點的運動與剛體的基本運動、點的復合運動、剛體平面運動、質點動力學、動力學普遍定理、達朗貝爾原理、虛位移原理、動載荷與疲勞強度。每章末有小結，習題及答案。
本書適用于土木交通類、能源動力類、機械類、工程管理類等工科各專業(yè)，可供不同層次本、?？圃盒＿x用，同時也可供其他專業(yè)及有關工程技術人員參考。

書籍目錄

第1章 緒論
1.1 工程力學的研究內容和任務
1.2 工程力學的研究方法
1.3 可變形固體及其基本假設
第一篇工程靜力學
第2章 力系的簡化
2.1 靜力學基本概念
2.2 靜力學基本公理
2.3 力系的簡化
2.4 約束與約束力
2.5 物體的受力分析
本章小結
習題
第3章 力系的平衡
3.1 平面力系的平衡
3.2 物體系統(tǒng)的平衡
3.3 平面桁架的內力分析
3.4 空間力系的平衡
3.5 具有摩擦的平衡問題
本章小結
習題
第4章 軸向拉伸與壓縮
4.1 內力截面法應力應變
4.2 桿件的幾何特征及變形的基本形式
4.3 拉(壓)桿橫截面上的內力及內力圖
4.4 拉(壓)桿橫截面及斜截面上的應力
4.5 材料在拉伸或壓縮時的力學性能
4.6 拉(壓)桿的強度設計
4.7 拉(壓)桿的變形
4.8 拉(壓)桿超靜定問題
4.9 應力集中的概念
本章小結
習題
第5章 平面圖形的幾何性質
5.1 靜矩與形心
5.2 慣性矩極慣性矩慣性積
5.3 平行移軸公式
5.4 轉軸公式主慣性軸與主慣性矩
5.5 慣性矩的近似計算方法
本章小結
習題
第6章 扭轉
6.1 概述
6.2 橫截面上的內力及內力圖
6.3 圓軸扭轉時橫截面上的應力及強度設計
6.4 圓軸扭轉時的變形及剛度設計
6.5 圓軸的扭轉超靜定問題
6.6 矩形截面桿扭轉簡介
本章小結
習題
第7章 彎曲
7.1 概述
7.2 橫截面上的內力及內力圖
7.3 彎矩、剪力與分布荷載集度之間的微分關系
7.4 純彎曲時梁橫截面上的正應力
7.5 梁的彎曲正應力強度設計
7.6 梁的彎曲切應力及強度設計
7.7 梁的彎曲變形及剛度設計
7.8 梁的彎曲超靜定問題
7.9 提高梁承載能力的措施
本章小結
習題
第8章 剪切與擠壓
8.1 概述
8.2 剪切與擠壓的實用計算
本章小結
習題
第9章 應力狀態(tài)分析與強度理論
9.1 平面應力狀態(tài)分析
9.2 空間應力狀態(tài)分析
9.3 廣義胡克定律
9.4 空間應力狀態(tài)下的應變能密度
9.5 強度理論
本章小結
習題
第10章 組合變形
10.1 斜彎曲
10.2 拉伸(壓縮)與彎曲
10.3 扭轉與彎曲
本章小結
習題
第11章 能量法
11.1 桿件應變能
11.2 卡氏定理
11.3 莫爾積分
11.4 計算莫爾積分的圖形互乘法
本章小結
習題
第12章 壓桿穩(wěn)定
12.1 概述
12.2 細長壓桿臨界力的計算歐拉公式
12.3 歐拉公式的適用范圍臨界應力總圖
12.4 壓桿的穩(wěn)定計算及提高穩(wěn)定性的措施
本章小結
習題
第13章 實驗應力分析基礎
13.1 電阻應變片
13.2 測量電路
13.3 光測彈性力學基本原理
13.4 現代光測力學技術簡介
本章小結
第二篇工程運動學
第14章 點的運動與剛體的基本運動
14.1 點的運動的矢量法
14.2 點的運動的直角坐標法
14.3 點的運動的自然法
14.4 剛體的平移
14.5 剛體的定軸轉動
14.6 定軸輪系的傳動比
本章小結
習題
第15章 點的合成運動
15.1 點的合成運動的概念
15.2 點的速度合成定理
15.3 牽連運動為平移時點的加速度合成定理
15.4 牽連運動為轉動時點的加速度合成定理
本章小結
習題
第16章 剛體的平面運動
16.1 剛體的平面運動及其簡化
16.2 平面運動的分解及運動方程
16.3 平面圖形內各點的速度
16.4 平面圖形內各點的加速度
本章小結
習題
第三篇工程動力學
第17章 質點動力學
17.1 動力學基本定律
17.2 質點運動微分方程
17.3 質點在非慣性系中的運動
本章小結
習題
第18章 動力學普遍定理
18.1 概述
18.2 動量定理
18.3 動量矩定理
18.4 動能定理
本章小結
習題
第19章 達朗貝爾原理
19.1 質點的達朗貝爾原理
19.2 質點系的達朗貝爾原理
19.3 剛體慣性力系的簡化
本章小結
習題
第20章 虛位移原理
20.1 基本概念
20.2 虛位移原理
本章小結
習題
第21章 動載荷與疲勞強度
21.1 勻加速直線運動構件的動應力
21.2 旋轉構件的動應力
21.3 沖擊變形與應力
21.4 疲勞強度概述
本章小結
習題
附錄Ⅰ 常用截面的幾何性質計算公式
附錄Ⅱ 簡單荷載作用下梁的撓度和轉角
附錄Ⅲ 型鋼規(guī)格表
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   第一篇 工程靜力學 靜力學是研究物體在力系作用下的平衡規(guī)律的科學，主要研究力系的簡化方法和力系的平衡條件，為構件的強度、剛度和穩(wěn)定性計算提供基礎，并為研究動力學問題創(chuàng)造條件。 第2章 力系的簡化 2．1 靜力學基本概念 2．1．1 力的概念 力的概念是人們從長期的觀察和實踐中經過抽象而得到的，可概括為：力是物體與物體之間的相互機械作用，這種機械作用對物體有兩種效應：一是使物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化，稱為力的運動效應或外效應；二是使物體的形狀或尺寸發(fā)生變化，稱為力的變形效應或內效應。 實踐表明，力對物體的作用效應取決于力的大小、方向和作用點，這三者稱為力的三要素。力的大小反映物體相互間機械作用的強弱程度。力的方向表示物體間的相互機械作用具有方向性，它包括力的作用線的方位和力沿其作用線的指向。力的作用點是物體間相互機械作用位置。在國際單位制中，集中力的單位以“牛頓”或“千?！倍攘?，分別以符號“N”或“kN”表示。 力的作用點是物體間相互機械作用位置的抽象化。實際上物體相互作用的位置是物體的某一區(qū)域，按照力的作用區(qū)域，一般將力分為集中力和分布力。如果作用區(qū)域相對于問題的研究影響程度很小以至力的作用區(qū)域可以不計，則可將它抽象為一個點，作用于這個點上的力稱為集中力。如果力的作用區(qū)域不能忽略，則稱為分布力。 根據力的三要素可見，力是矢量，可用一沿力的作用線的有向線段表示，即用矢量表示，這種強調作用點位置的矢量稱為定位矢量。此矢量的起點或終點表示力的作用點，長度按一定比例尺表示力的大小，指向表示力的作用方向，如圖2—1表示了物體在A點受到力F的作用。本書中用黑體字母表示力矢量，如F表示力矢量。 2．1．2平衡的概念 平衡是指物體相對于慣性參考系保持靜止或做勻速直線平動的狀態(tài)。在一般的工程問題中，平衡通常是相對于地表而言的。平衡是物體機械運動的特殊情況，一切平衡都是相對、有條件和暫時的，而運動是絕對和永恒的。

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《普通高等教育"十二五"規(guī)劃教材:工程力學》適用于土木交通類、能源動力類、機械類、工程管理類等工科各專業(yè)，可供不同層次本、專科院校選用，同時也可供其他專業(yè)及有關工程技術人員參考?！镀胀ǜ叩冉逃?十二五"規(guī)劃教材:工程力學》在充分調研相關高校工程力學教材使用基礎上進行，在體系編排上，吸收同類優(yōu)秀教材中的精華，又有所創(chuàng)新。編寫實驗應力分析基礎一章，介紹傳統(tǒng)的電測技術及現代光測技術，強調實驗技術在工程力學學科中的地位及其重要性。

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