工程力學(xué)

內(nèi)容概要

　　《高等院?！笆濉本氛n程建設(shè)成果：工程力學(xué)》分為四個(gè)模塊。第一模塊為靜力學(xué)，包括構(gòu)件靜力學(xué)基礎(chǔ)、平面匯交力系、力矩和平面力偶、平面任意力系、空間力系五個(gè)子項(xiàng)目，研究的是工程中的構(gòu)件在各種力系作用下的平衡問(wèn)題；第二模塊為材料力學(xué)，包括材料力學(xué)的基本概念、軸向拉伸或壓縮、剪切和擠壓、扭轉(zhuǎn)、梁的彎曲、組合變形、壓桿穩(wěn)定七個(gè)子項(xiàng)目，研究的是工程中的構(gòu)件在外力作用下的破壞和變形問(wèn)題，解決構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問(wèn)題；第三模塊為運(yùn)動(dòng)學(xué)，包括構(gòu)件運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)、合成運(yùn)動(dòng)和平面運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)介兩個(gè)子項(xiàng)目，研究的是構(gòu)件空間位置隨時(shí)間的變化規(guī)律；第四模塊為動(dòng)力學(xué)，包括構(gòu)件動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、動(dòng)靜法和動(dòng)能定理兩個(gè)子項(xiàng)目，研究的是工程中的構(gòu)件運(yùn)動(dòng)與力之間的關(guān)系。　　《高等院?！笆濉本氛n程建設(shè)成果：工程力學(xué)》在理論和概念的論述上，力求準(zhǔn)確、嚴(yán)謹(jǐn)，層次清晰，每個(gè)項(xiàng)目先由工程實(shí)例引入，提出此項(xiàng)目的工作任務(wù)，基于問(wèn)題的解決過(guò)程介紹解題方法和步驟，進(jìn)一步提煉出解決類(lèi)似工程實(shí)際問(wèn)題的基本方法，是一本基于工作過(guò)程開(kāi)發(fā)的工程力學(xué)教材?！　　陡叩仍盒！笆濉本氛n程建設(shè)成果：工程力學(xué)》可作為高等院校的機(jī)械類(lèi)，以及近機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)工程力學(xué)課程的教材，也可供工程技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

緒論 一、工程力學(xué)的研究對(duì)象 二、工程力學(xué)的研究?jī)?nèi)容 三、工程力學(xué)的研究方法 四、工程力學(xué)在專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)中的地位和作用 第一模塊靜力學(xué) 第一章構(gòu)件靜力學(xué)基礎(chǔ) 1.1力的基本概念和公理 1.1.1力的定義 1.1.2剛體的定義 1.1.3平衡的定義 1.1.4靜力學(xué)公理 1.2常見(jiàn)約束及其力學(xué)模型 1.2.1 約束和約束力 1.2.2常見(jiàn)約束的力學(xué)模型 1.3受力分析和受力圖 思考題 習(xí)題 第二章平面匯交力系 2.1力的分解與力的投影 2.1.1力的分解 2.1.2力的投影 2.1.3合力投影定理 2.2平面匯交力系的合成與平衡 2.2.1 平面匯交力系的合成 2.2.2平面匯交力系的平衡方程及其應(yīng)用 思考題 習(xí)題 第三章力矩和平面力偶 3.1力對(duì)點(diǎn)之矩、合力矩定理 3.1.1 力對(duì)點(diǎn)之矩的概念 3.1.2合力矩定理 3.2力偶及其基本性質(zhì) 3.2.1 力偶與力偶矩的概念 3.2.2力偶的基本性質(zhì) 3.3平面力偶系的合成與平衡 3.3.1平面力偶系的合成 3.3.2平面力偶系的平衡 3.4力的平移定理 思考題 習(xí)題 第四章平面任意力系 4.1平面任意力系的簡(jiǎn)化 4.1.1 平面任意力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化 4.1.2平面任意力系簡(jiǎn)化結(jié)果的討論 4.2平面任意力系的平衡方程及其應(yīng)用 4.2.1 平衡條件與平衡方程 4.2.2平衡方程的其他形式 4.2.3平面平行力系的平衡方程 4.3物體系統(tǒng)的平衡問(wèn)題 4.3.1 靜定與靜不定問(wèn)題的概念 4.3.2物體系統(tǒng)的平衡問(wèn)題 4.4考慮摩擦?xí)r構(gòu)件的平衡問(wèn)題 4.4.1滑動(dòng)摩擦的概念 4.4.2摩擦角與自鎖現(xiàn)象 4.4.3考慮摩擦?xí)r物體的平衡問(wèn)題 4.4.4滾動(dòng)摩擦簡(jiǎn)介 思考題 習(xí)題 第五章空間力系 5.1力的投影和分解 5.1.1 空間力系的概念 5.1.2力在空間直角坐標(biāo)軸上的投影 5.1.3力在空間直角坐標(biāo)軸上的分解 5.2力對(duì)軸之矩 5.2.1力對(duì)軸之矩 5.2.2合力矩定理 5.2.3力對(duì)軸之矩的計(jì)算 5.3空間力系的平衡方程 5.3.1 空間力系的簡(jiǎn)化 5.3.2空間力系的平衡方程 5.4輪軸類(lèi)構(gòu)件平衡問(wèn)題的平面解法 5.5物體的重心和平面圖形的形心 5.5.1平行力系的中心 5.5.2物體的重心 5.5.3求重心的方法 思考題 習(xí)題 模塊二材料力學(xué) 第六章材料力學(xué)的基本概念 6.1材料力學(xué)概述 6.1.1 構(gòu)件的承載能力 6.1.2材料力學(xué)的基本假設(shè) 6.2內(nèi)力、截面法及應(yīng)力的概念 6.2.1附加內(nèi)力的概念 6.2.2截面法求內(nèi)力 6.2.3應(yīng)力 6.3桿變形的基本形式 思考題 第七章軸向拉伸或壓縮 7.1軸向拉伸或壓縮的概念 7.2內(nèi)力、截面法、軸力及軸力圖 7.2.1拉（壓）桿橫截面上的內(nèi)力——軸力 7.2.2軸力圖 7.3拉（壓）桿的應(yīng)力 7.3.1應(yīng)力的概念 7.3.2拉（壓）桿橫截面上的應(yīng)力 7.3.3拉（壓）桿的強(qiáng)度計(jì)算 7.4拉（壓）桿的變形與胡克定律 7.4.1 變形與應(yīng)變 7.4.2胡克定律· 7.5材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能 7.5.1低碳鋼拉伸時(shí)的力學(xué)性能 7.5.2其他幾種材料在拉伸時(shí)的力學(xué)性能 7.5.3低碳鋼及其他材料壓縮時(shí)的力學(xué)性質(zhì) 7.6強(qiáng)度條件、安全因數(shù)和許用應(yīng)力 7.6.1極限應(yīng)力 7.6.2安全因數(shù)及許用應(yīng)力 思考題 習(xí)題 第八章剪切與擠壓 8.1剪切與擠壓的實(shí)用計(jì)算 8.1.1 剪切和擠壓的概念 8.1.2剪切實(shí)用計(jì)算 8.1.3擠壓實(shí)用計(jì)算 8.1.4焊接焊縫實(shí)用計(jì)算 8.2剪切胡克定律簡(jiǎn)介 思考題 習(xí)題 第九章扭轉(zhuǎn) 9.1扭矩和扭矩圖 9.1.1扭轉(zhuǎn)變形概念 9.1.2外力偶矩的計(jì)算 9.1.3扭矩 9.1.4扭矩圖 9.2圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力與強(qiáng)度計(jì)算 9.2.1 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的應(yīng)力 9.2.2極慣性矩及抗扭截面系數(shù) 9.2.3 圓軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件 9.3等直圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形及剛度條件 9.3.1圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形 9.3.2圓軸扭轉(zhuǎn)剛度條件 思考題 習(xí)題 第十章梁的彎曲 10.1平面彎曲的力學(xué)模型 10.1.1 彎曲變形概念 10.1.2平面彎曲的梁的力學(xué)模型 10.2梁的內(nèi)力——剪力和彎矩 10.2.1 用截面法求剪力和彎矩 10.2.2剪力FQ、彎矩M的正負(fù)規(guī)定 10.3剪力圖與彎矩圖 10.3.1剪力方程和彎矩方程 10.3.2剪力圖和彎矩圖 10.3.3 彎矩、剪力和載荷集度間的微分關(guān)系 10.4梁彎曲時(shí)的正應(yīng)力和強(qiáng)度條件 10.4.1純彎曲與橫力彎曲 10.4.2純彎曲正應(yīng)力公式 10.4.3梁常用截面的幾何性質(zhì) 10.4.4梁彎曲的強(qiáng)度計(jì)算 10.5提高梁抗彎強(qiáng)度的措施 10.5.1合理布置梁上栽荷 10.5.2提高抗彎截面系數(shù) 10.5.3采用等強(qiáng)度梁 10.6梁的變形與剛度計(jì)算 10.6.1 撓度和轉(zhuǎn)角 10.6.2用疊加法求梁的變形 10.6.3梁的剛度計(jì)算 思考題 習(xí)題 第十一章組合變形 11.1拉伸（壓縮）與彎曲組合變形強(qiáng)度計(jì)算 11.2彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形 11.2.1 彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形的應(yīng)力分析 11.2.2彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形的強(qiáng)度計(jì)算 思考題 習(xí)題 第十二章壓桿穩(wěn)定 12.1平衡穩(wěn)定性的概念 12.2歐拉公式及適用范圍 12.2.1細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界力 12.2.2壓桿的臨界應(yīng)力 12.3壓桿的穩(wěn)定性計(jì)算 12.3.1 壓桿穩(wěn)定的計(jì)算 12.3.2提高壓桿穩(wěn)定性的措施 思考題 習(xí)題 第三模塊運(yùn)動(dòng)學(xué) 第十三章構(gòu)件運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ) 13.1質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 13.1.1 自然法 13.1.2直角坐標(biāo)法 13.2構(gòu)件的平面基本運(yùn)動(dòng) 13.2.1構(gòu)件的平動(dòng) 13.2 2構(gòu)件的定軸轉(zhuǎn)動(dòng) 13.2.3角加速度 13.2.4轉(zhuǎn)動(dòng)剛體上各點(diǎn)的速度和加速度 思考題 習(xí)題 第十四章合成運(yùn)動(dòng)和平面運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)介 14.1點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)概念 14.2速度合成定理 14.3構(gòu)件平面運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)與力學(xué)模型 14.3.1工程實(shí)例與力學(xué)模型 14.3.2平面運(yùn)動(dòng)分解為平移和轉(zhuǎn)動(dòng) 14.4平面圖形上點(diǎn)的速度合成法 14.4.1 基點(diǎn)法 14.4.2速度投影法 14.4.3速度瞬心法 思考題 習(xí)題 第四模塊動(dòng)力學(xué) 第十五章構(gòu)件動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 15.1質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)基本方程 15.1.1動(dòng)力學(xué)的內(nèi)容與基本定律 15.1.2質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)微分方程 15.2質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的兩類(lèi)問(wèn)題 15.2.1 已知運(yùn)動(dòng)求作用力 15.2.2 已知作用力，求物體的運(yùn)動(dòng) 15.3構(gòu)件定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)基本方程 15.3.1 剛體轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)基本方程 15.3.2轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 15.4剛體動(dòng)力學(xué)的兩類(lèi)問(wèn)題 15.4.1 已知轉(zhuǎn)矩求轉(zhuǎn)動(dòng)情況 15.4.2已知轉(zhuǎn)動(dòng)情況求轉(zhuǎn)矩 思考題 習(xí)題 第十六章動(dòng)靜法和動(dòng)能定理 16.1質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)靜法 16.1.1慣性力的概念 16.1.2質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)靜法 16.2功 16.2.1 力的元功 16.2.2力的功 16.3動(dòng)能定理 16.3.1質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)能定理 16.3.2平動(dòng)構(gòu)件的動(dòng)能 16.3.3定軸轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件的動(dòng)能 16.4功率方程與機(jī)械效率 16.4.1 功率 16.4.2功率方程 16.4.3機(jī)械效率 思考題 習(xí)題 附錄熱軋普通工字鋼型鋼表（GB 706—1965）  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   1.2常見(jiàn)約束及其力學(xué)模型 1.2.1約束和約束力 機(jī)械設(shè)備和工程結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件，都是既相互聯(lián)系又相互制約的。甲構(gòu)件對(duì)乙構(gòu)件有作用，就受到乙構(gòu)件的反作用，這種反作用對(duì)甲構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)起到了限制作用。例如，放在地面上的物體，物體對(duì)地面產(chǎn)生作用，同時(shí)受到地面的限制作用；掛在墻上的物體，對(duì)繩索有作用，同時(shí)受到繩索的限制作用；火車(chē)輪對(duì)鐵軌有作用，火車(chē)輪也受到鐵軌的限制作用，這些限制物體運(yùn)動(dòng)的周?chē)矬w稱(chēng)為約束。約束靠周?chē)矬w提供約束力實(shí)現(xiàn)。 物體受的力可以分為主動(dòng)力和約束力，能夠促使物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力稱(chēng)為主動(dòng)力。這類(lèi)力有重力和一些作用載荷。主動(dòng)力通常都是已知的。當(dāng)物體沿某一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)受到約束限制時(shí)，約束對(duì)物體就有一個(gè)反作用力，這個(gè)限制物體運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的反作用力稱(chēng)為約束力。約束力的方向與它所限制物體的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反，其大小和方向一般隨主動(dòng)力的大小和作用線的不同而改變。 1.2.2常見(jiàn)約束的力學(xué)模型 工程實(shí)際中，構(gòu)件間相互連接的形式是多種多樣的，把一構(gòu)件與其他構(gòu)件的連接形式，按其限制構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的特性抽象為理想化的力學(xué)模型，稱(chēng)為約束模型。 常見(jiàn)約束的約束模型為柔體約束、光滑面約束、光滑鉸鏈約束和固定端約束。值得注意的是，工程實(shí)際中的約束與約束模型有些相近，有些差異很大。必須善于觀察，正確認(rèn)識(shí)約束模型及其應(yīng)用意義。 下面討論柔體約束模型、光滑面約束模型、光滑鉸鏈約束模型和固定端約束模型的約束特性及其約束力的方向和表示符號(hào)。 1.柔體約束模型 由繩索、鏈、帶等柔性物形成的約束都可以簡(jiǎn)化為柔體約束模型。這類(lèi)約束只能承受拉力，不能承受壓力。沿柔體的中線，背離受力物體的約束力，稱(chēng)為柔性約束用符號(hào)FT表示。 圖1—9（a）所示起重機(jī)吊起重物時(shí)，重物通過(guò)鋼繩懸吊在掛鉤上。鋼繩AC、BC對(duì)重物的約束力沿鋼繩的中線背離物體【見(jiàn)圖1—9（b）】。若柔體包絡(luò)了輪子部分，如圖1—10（a）所示的鏈傳動(dòng)或帶傳動(dòng)等，則把包絡(luò)在輪上的柔體看成是輪子的一部分。約束力作用于切點(diǎn)，沿柔體中線，背離輪子。圖1—10（b）所示為傳動(dòng)輪帶的約束力的畫(huà)法。 2.光滑面約束模型 物體相互作用的接觸面，并不是完全光滑的，為研究問(wèn)題方便，暫忽略不計(jì)接觸面間的摩擦和接觸面間的變形，把物體的接觸面看成是完全光滑的剛性接觸面，稱(chēng)為光滑面約束。 光滑面約束只限制物體沿接觸面公法線方向的運(yùn)動(dòng)，所以其約束力沿接觸面的公法線，指向受力物體，用符號(hào)FN表示。 放在地面上重力為G的重物，受到地面對(duì)重物的支持作用，為豎直向上指向重物，如圖1—11（a）所示；重為G的圓柱形工件放在V形槽內(nèi)，在A、R兩點(diǎn)受到V形槽槽面支持作用，其約束力沿接觸面公法線指向工件，如圖1—11（b）所示；重為G的工件AR放入凹槽內(nèi)其約束力沿接觸面公法線指向工件，如圖1—11（c）所示。

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