工程力學(xué)

前言

工程力學(xué)是普通高等工科院校本科生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，是各門后續(xù)力學(xué)課程的理論基礎(chǔ)，也是一門體系完整的獨(dú)立學(xué)科。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，作為基礎(chǔ)學(xué)科的理論力學(xué)，其體系和內(nèi)容也必須進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。近幾年由于專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)時(shí)減少，原來的理論力學(xué)、材料力學(xué)兩門專業(yè)基礎(chǔ)課，很多專業(yè)已改為工程力學(xué)一門課，由于專業(yè)較多，課程設(shè)置不一，為了能滿足多專業(yè)的課程需求，編寫了這本工程力學(xué)這本教材，本教材內(nèi)容全面，習(xí)題較多，能滿足教學(xué)的需求及學(xué)生自學(xué)的要求，課后習(xí)題包含的內(nèi)容全面，便于學(xué)生鞏固課上的學(xué)習(xí)內(nèi)容及課后復(fù)習(xí)，本書還增加有難度的習(xí)題，便于學(xué)生獨(dú)立思考和拓寬知識面和視野。在編寫本教材時(shí)，為使理論內(nèi)容更為精煉，增加了例題和思考題，以加強(qiáng)啟發(fā)性和獨(dú)立思考能力的培養(yǎng)，有利于自學(xué)和課堂討論。本書采用貫通式的編寫思路，涵蓋了原有工科的理論力學(xué)、材料力學(xué)教學(xué)內(nèi)容，包括靜力學(xué)、材料力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)四大部分，各章附有小結(jié)、思考題和習(xí)題，便于讀者明確重點(diǎn)，適合60～160學(xué)時(shí)選用。本書由孫艷、何署廷主編，參加本教材編寫工作的有：孫艷（第一～三章、第十二～十四章），何署廷（緒論，第五、六章，第十五～十八章），姚敏（第四章、第七～九章），趙福明（第十、十一章），全書由劉恩濟(jì)教授主審。本書在編寫過程中得到了很多同志的指教和支持，參考了不少相關(guān)教材，在此深表感謝。由于編者水平有限，書中難免存在一些缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，敬請廣大教師和讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　  本書為21世紀(jì)高等學(xué)校規(guī)劃教材。  　本書為工程力學(xué)課程的教材，包括靜力學(xué)、材料力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)四大部分，十八章。第一篇靜力學(xué)包括靜力學(xué)公理及受力分析，力系的簡化與平衡，摩擦；第二篇材料力學(xué)包括四種基本變形及其強(qiáng)度條件、剛度條件，應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論，組合變形，壓桿穩(wěn)定，動(dòng)荷載與交變能力能量法及其應(yīng)用；第三篇運(yùn)動(dòng)學(xué)包括點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)，剛體的簡單運(yùn)動(dòng)及點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)，剛體的平面運(yùn)動(dòng)；第四篇?jiǎng)恿W(xué)包括質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)基本方程，動(dòng)量定理，動(dòng)量矩定理和動(dòng)能定理。各章附有小結(jié)、思考題和習(xí)題，便于讀者明確重點(diǎn)，使理論內(nèi)容更為精煉。增加了例題，以加強(qiáng)啟發(fā)性和獨(dú)立思考能力的培養(yǎng)，有利于自學(xué)和課堂討論。適合60～160學(xué)時(shí)選用。    本書可作為普通高等工科院校四年制勘察、給水、資源、水利和動(dòng)力等專業(yè)的教材，也可作為其他專業(yè)的教材選用，或作為自學(xué)、函授教材。

書籍目錄

前言主要符號表緒論    第一節(jié)　工程力學(xué)課程的主要內(nèi)容    第二節(jié)　工程力學(xué)研究模型與研究方法    第三節(jié)　工程力學(xué)發(fā)展過程與成就第一篇　靜力學(xué)　引言　第一章　靜力學(xué)公理及受力分析  　第一節(jié)　靜力學(xué)公理  　第二節(jié)　約束和約束力  　第三節(jié)　物體的受力分析和受力圖  　小結(jié)  　習(xí)題　第二章　力系的簡化與平衡  　第一節(jié)　平面匯交力系的簡化與平衡  　第二節(jié)　平面力偶系的簡化與平衡  　第三節(jié)　平面任意力系的簡化與平衡  　第四節(jié)　桁架  　第五節(jié)　空間力系  　第六節(jié)　重心  　小結(jié)  　思考題  　習(xí)題　第三章　摩擦  　第一節(jié)　滑動(dòng)摩擦  　第二節(jié)　摩擦角和自鎖現(xiàn)象  　第三節(jié)　考慮摩擦?xí)r物體的平衡問題  　第四節(jié)　滾動(dòng)摩阻的概念  　小結(jié)  　思考題　習(xí)題第二篇  材料力學(xué)　引言　第四章　軸向拉伸和壓縮    第一節(jié)　軸向拉伸和壓縮的概念與實(shí)例    第二節(jié)　內(nèi)力、軸力、軸力圖    第三節(jié)　拉（壓）桿內(nèi)的應(yīng)力    第四節(jié)　拉（壓）桿的變形    第五節(jié)　拉（壓）桿內(nèi)的應(yīng)變能    第六節(jié)　材料在拉伸和壓縮時(shí)的機(jī)械性質(zhì)    第七節(jié)　許用應(yīng)力安全因數(shù)強(qiáng)度條件    第八節(jié)　拉（壓）超靜定問題    第九節(jié)　應(yīng)力集中的概念    第十節(jié)　剪切與擠壓的實(shí)用計(jì)算    小結(jié)    思考題    習(xí)題　第五章　扭轉(zhuǎn)  　第一節(jié)　扭轉(zhuǎn)的基本概念  　第二節(jié)　扭矩扭矩圖  　第三節(jié)　純剪切切應(yīng)力互等定理  　第四節(jié)　圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力與變形  　第五節(jié)　矩形截面桿自由扭轉(zhuǎn)簡介  　小結(jié)  　思考題  　習(xí)題　第六章　彎曲    第一節(jié)　彎曲的基本概念    第二節(jié)　梁的剪力、彎矩和剪力圖、彎矩圖    第三節(jié)　梁橫截面上的正應(yīng)力和梁的正應(yīng)力強(qiáng)度條件    第四節(jié)　梁橫截面上的切應(yīng)力和梁的切應(yīng)力強(qiáng)度條件    第五節(jié)　梁的變形和梁的剛度條件    小結(jié)    思考題    習(xí)題　第七章　應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論    第一節(jié)　應(yīng)力狀態(tài)概述　  第二節(jié)　平面應(yīng)力狀態(tài)分析　  第三節(jié)　三向應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)力圓　  第四節(jié)　廣義胡克定律　  第五節(jié)　空間應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變能密度　  第六節(jié)　強(qiáng)度理論及其應(yīng)用　  小結(jié)　  思考題  　習(xí)題　第八章　組合變形  　第一節(jié)　組合變形概述  　第二節(jié)　斜彎曲  　第三節(jié)　拉伸（壓縮）與彎曲的組合  　第四節(jié)　彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合  　小結(jié)  　思考題  　習(xí)題　第九章　壓桿穩(wěn)定  　第一節(jié)　壓桿穩(wěn)定的概念  　第二節(jié)　兩端鉸支細(xì)長壓桿的臨界力  　第三節(jié)　其他桿端約束情況下細(xì)長壓桿的臨界力  　第四節(jié)　歐拉公式的適用范圍和臨界應(yīng)力總圖  　第五節(jié)　壓桿的穩(wěn)定性計(jì)算  　第六節(jié)　提高壓桿穩(wěn)定性的措施  　小結(jié)  　思考題  　習(xí)題　第十章　動(dòng)荷載與交變應(yīng)力  　第一節(jié)　動(dòng)荷載和交變應(yīng)力的概念  　第二節(jié)　動(dòng)應(yīng)力的計(jì)算  　第三節(jié)　材料持久極限及其測定和構(gòu)件的持久極限  　第四節(jié)　提高構(gòu)件抗沖擊能力和構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的措施  　小結(jié)  　思考題  　習(xí)題　第十一章　能量法及其應(yīng)用  　第一節(jié)　各種基本變形的應(yīng)變能計(jì)算  　第二節(jié)　卡氏定理及其應(yīng)用  　第三節(jié)　用能量法解超靜定結(jié)構(gòu)  　小結(jié)……第三篇　運(yùn)動(dòng)學(xué)第四篇　動(dòng)力學(xué)附錄參考答案索引參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第一篇 靜力學(xué)引言靜力學(xué)的任務(wù)是研究力系的簡化與平衡條件。力系指作用在物體上的一組力，所謂簡化是指用一組最簡單的力系代替給定的力系，同時(shí)保持對物體的作用不變?；蛘哒f，用簡單的等效力系代替給定力系。平衡條件指在物體平衡時(shí)作用于物體上的力所應(yīng)滿足的條件。顯然，力系簡化是尋找力系平衡條件的簡潔途徑，但力系簡化的應(yīng)用絕不僅限于靜力學(xué)。在動(dòng)力學(xué)中，當(dāng)研究在給定力系作用下物體如何運(yùn)動(dòng)時(shí)，力系簡化同樣重要。在物理課程中，已經(jīng)接觸過靜力學(xué)，并建立了一些有關(guān)概念。（1）力。力是物體之間相互的機(jī)械作用，它的效應(yīng)是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（外效應(yīng)）或是物體變形（內(nèi)效應(yīng)）。（2）平衡。物體靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)稱物體處于平衡狀態(tài)。靜止、運(yùn)動(dòng)都是相對某一參考系而言的。在靜力學(xué)中，將與地球相固結(jié)的坐標(biāo)系取作參考坐標(biāo)系。（3）質(zhì)點(diǎn)。如果不計(jì)物體的大小，只考慮其質(zhì)量，則稱之為質(zhì)點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)是為研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律而作的一種簡化，一組有聯(lián)系的質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成質(zhì)點(diǎn)系。（4）剛體。一種特殊的質(zhì)點(diǎn)系，其中各質(zhì)點(diǎn)間的距離保持不變，亦即剛體是不變形的，所以，剛體又稱為不變質(zhì)點(diǎn)系。剛體也是實(shí)際物體的一種經(jīng)過簡化與抽象的物理模型。實(shí)際物體都有變形，是變形體，但為保持結(jié)構(gòu)物的堅(jiān)固性，通常都設(shè)計(jì)得使結(jié)構(gòu)物各部件的變形很小，在研究某些問題時(shí)就可以忽略這些微小的變形而把物體看成剛體。靜力學(xué)的研究對象主要是剛體。

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