工程力学:工程静力学与材料力学 第3版 刘荣梅,蔡新,范钦珊 著 大中专 文轩网

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工程力学课程总论

0.1工程力学课程内容及其在工程设计中的作用1

0.2工程力学的研究模型5

0.3工程力学课程的分析方法5

第1篇工程静力学

第1章工程静力学基础8

1.1力和力矩8

1.1.1力的概念8

1.1.2作用在刚体上的力的效应与力的可传性9

1.1.3力对点之矩9

1.1.4力系的概念11

1.1.5合力矩定理11

1.2力偶及其性质12

1.2.1力偶12

1.2.2力偶的性质13

1.2.3力偶系及其合成13

1.3约束与约束力14

1.3.1约束与约束力的概念14

1.3.2柔性约束14

1.3.3光滑刚性面约束15

1.3.4光滑铰链约束15

1.3.5滑动轴承与推力轴承17

1.4平衡的概念17

1.4.1二力平衡与二力构件17

1.4.2不平行的三力平衡条件19

1.4.3加减平衡力系原理19

1.5受力分析方法与过程19

1.5.1受力分析概述19

1.5.2受力图绘制方法应用举例20

1.6结论与讨论22

1.6.1关于约束与约束力22

1.6.2关于受力分析22

1.6.3关于二力构件23

1.6.4关于工程静力学中某些原理的适用性23

习题24

第2章力系的简化27

2.1力系等效与简化的概念27

2.1.1力系的主矢与主矩27

2.1.2力系等效的概念27

2.1.3力系简化的概念28

2.2力系简化的基础———力向一点平移定理28

2.3平面力系的简化29

2.3.1平面汇交力系与平面力偶系的简化结果29

2.3.2平面一般力系向一点简化29

2.3.3平面力系的简化结果30

2.4固定端约束的约束力32

2.5结论与讨论33

2.5.1关于力的矢量性质的讨论33

2.5.2关于平面力系简化结果的讨论33

2.5.3关于实际约束的讨论33

习题33

第3章工程构件的静力学平衡问题36

3.1平面力系的平衡条件与平衡方程36

3.1.1平面一般力系的平衡条件与平衡方程36

3.1.2平面一般力系平衡方程的其他形式40

3.2简单的刚体系统平衡问题42

3.2.1刚体自由度的概念42

3.2.2刚体系统静定与超静定的概念43

3.2.3刚体系统的平衡问题的特点与解法44

3.3考虑摩擦时的平衡问题47

3.3.1滑动摩擦定律48

3.3.2考虑摩擦时构件的平衡问题49

3.4结论与讨论51

3.4.1关于坐标系和力矩中心的选择51

3.4.2关于受力分析的重要性51

3.4.3关于求解刚体系统平衡问题时要注意的几个方面52

3.4.4摩擦角与自锁的概念53

3.4.5空间力系平衡条件与平衡方程简述55

习题56

第2篇材料力学

第4章材料力学的基本概念61

4.1关于材料的基本假定61

4.1.1均匀连续性假定61

4.1.2各向同性假定62

4.1.3小变形假定62

4.2弹性杆件的外力与内力62

4.2.1外力62

4.2.2内力62

4.2.3截面法内力分量63

4.3弹性体受力与变形特征64

4.4杆件横截面上的应力65

4.4.1正应力与切应力的定义65

4.4.2正应力？切应力与内力分量之间的关系65

4.5正应变与切应变66

4.6线弹性材料的应力-应变关系67

4.7杆件受力与变形的基本形式67

4.7.1拉伸或压缩67

4.7.2剪切67

4.7.3扭转67

4.7.4平面弯曲68

4.7.5组合受力与变形68

4.8结论与讨论69

4.8.1关于工程静力学模型与材料力学模型69

4.8.2关于弹性体受力与变形特点69

4.8.3关于工程静力学概念与原理在材料力学中的可用性与性69

习题69

第5章杆件的内力图71

5.1基本概念与基本方法71

5.1.1整体平衡与局部平衡的概念71

5.1.2杆件横截面上的内力与外力的相依关系71

5.1.3控制面72

5.1.4杆件内力分量的正负号规则72

5.1.5截面法确定指定横截面上的内力分量72

5.2轴力图与扭矩图73

5.2.1轴力图73

5.2.2扭矩图75

5.3剪力图与弯矩图76

5.3.1剪力方程与弯矩方程76

5.3.2载荷集度？剪力？弯矩之间的微分关系78

5.3.3剪力图与弯矩图的绘制79

5.4结论与讨论82

5.4.1几点重要结论82

5.4.2正确应用力系简化方法确定控制面上的内力分量83

？5.4.3剪力？弯矩与载荷集度之间的微分关系的证明83

习题84

第6章拉压杆件的应力变形分析与强度设计86

6.1拉伸与压缩杆件的应力与变形86

6.1.1应力计算86

6.1.2变形计算87

6.2拉伸与压缩杆件的强度设计92

6.2.1强度设计准则？安全因数与许用应力92

6.2.2三类强度计算问题93

6.2.3强度设计准则应用举例93

6.3拉伸与压缩时材料的力学性能95

6.3.1材料拉伸时的应力-应变曲线95

6.3.2韧性材料拉伸时的力学性能96

6.3.3脆性材料拉伸时的力学性能97

6.3.4强度失效概念与失效应力97

6.3.5压缩时材料的力学性能98

6.4结论与讨论99

6.4.1本章的主要结论99

6.4.2关于应力和变形公式的应用条件99

？6.4.3关于加力点附近区域的应力分布100

？6.4.4关于应力集中的概念100

？6.4.5拉伸和压缩超静定问题简述101

习题103

第7章梁的强度问题106

7.1工程中的弯曲构件106

7.2与应力分析相关的截面图形几何性质107

7.2.1静矩？形心及其相互关系107

7.2.2惯性矩？极惯性矩？惯性积？惯性半径109

7.2.3惯性矩与惯性积的移轴定理110

7.2.4惯性矩与惯性积的转轴定理111

7.2.5主轴与形心主轴？主惯性矩与形心主惯性矩111

7.3平面弯曲时梁横截面上的正应力113

7.3.1平面弯曲与纯弯曲的概念113

7.3.2纯弯曲时梁横截面上正应力分析114

7.3.3梁的弯曲正应力公式的应用与推广117

7.4平面弯曲曲率与正应力公式应用举例118

7.5梁的强度计算121

7.5.1梁的失效判据121

7.5.2梁的弯曲强度计算准则121

7.5.3梁的弯曲强度计算步骤122

7.6斜弯曲126

7.7弯矩与轴力同时作用时横截面上的正应力128

7.8结论与讨论131

7.8.1关于弯曲正应力公式的应用条件131

7.8.2弯曲切应力的概念131

7.8.3关于截面的惯性矩132

7.8.4提高梁强度的措施132

习题134

第8章梁的位移分析与刚度设计139

8.1基本概念139

8.1.1梁弯曲后的挠度曲线139

8.1.2梁的挠度与转角140

8.1.3梁的位移与约束密切相关140

8.1.4梁的位移分析的工程意义141

8.2小挠度微分方程及其积分142

8.2.1小挠度曲线微分方程142

8.2.2积分常数的确定约束条件与连续条件143

8.3工程中的叠加法145

8.3.1叠加法应用于多个载荷作用的情形145

8.3.2叠加法应用于间断性分布载荷作用的情形147

8.4简单的超静定梁148

8.4.1求解超静定梁的基本方法148

8.4.2几种简单的超静定问题示例148

8.5梁的刚度设计149

8.5.1刚度设计准则149

8.5.2刚度设计举例150

8.6结论与讨论152

8.6.1关于变形和位移的相依关系152

8.6.2关于梁的连续光滑曲线152

？8.6.3关于求解超静定问题的讨论152

8.6.4关于求解超静定结构特性的讨论153

8.6.5提高刚度的途径154

习题156

第9章圆轴扭转时的应力变形分析与强度刚度设计159

9.1工程上传递功率的圆轴及其扭转变形159

9.2切应力互等定理159

9.3圆轴扭转时的切应力分析160

9.3.1变形协调方程161

9.3.2弹性范围内的切应力-切应变关系161

9.3.3静力学方程161

9.3.4圆轴扭转时横截面上的切应力表达式162

9.4承受扭转时圆轴的强度设计与刚度设计165

9.4.1扭转试验与扭转破坏现象165

9.4.2扭转强度设计166

9.4.3抗扭刚度设计168

9.5结论与讨论169

9.5.1关于圆轴强度与刚度设计169

9.5.2矩形截面杆扭转时的切应力169

习题171

第10章复杂受力时构件的强度设计174

10.1基本概念174

10.1.1什么是应力状态,为什么要研究应力状态174

10.1.2应力状态分析的基本方法175

10.1.3建立复杂受力时失效判据的思路与方法175

10.2平面应力状态分析———任意方向面上应力的确定176

10.2.1方向角与应力分量的正负号约定176

10.2.2微元的局部平衡方程177

10.2.3平面应力状态中任意方向面上的正应力与切应力177

10.3应力状态中的主应力与优选切应力178

10.3.1主平面？主应力与主方向178

10.3.2平面应力状态的三个主应力179

10.3.3面内优选切应力与一点的优选切应力179

10.4分析应力状态的应力圆方法183

10.4.1应力圆方程183

10.4.2应力圆的画法183

10.4.3应力圆的应用184

10.5复杂应力状态下的应力-应变关系应变能密度186

10.5.1广义胡克定律186

10.5.2各向同性材料各弹性常数之间的关系187

10.5.3总应变能密度188

10.5.4体积改变能密度与畸变能密度188

10.6复杂应力状态下的强度设计准则189

10.6.1优选拉应力准则189

？10.6.2优选拉应变准则190

10.6.3优选切应力准则191

10.6.4畸变能密度准则191

10.7圆轴承受弯曲与扭转共同作用时的强度计算193

10.7.1计算简图193

……