正版 工程力学 机械 课程代码 13635 2023年版 水小平 张强 高等教育自学考试指定教材 978711173

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工程力学（机械）

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 机械工业出版社

目  录

组编前言

工程力学（机械）自学考试大纲

大纲前言

Ⅰ.课程性质与课程目标

Ⅱ.考核目标

Ⅲ.每章要点

Ⅳ.关于大纲的说明与考核实施要求

Ⅴ.参考样卷

大纲后记工程力学（机械）

编者的话

绪论

上卷理论力学

第一篇静力学

第1章静力学的基本概念

1.1力和力偶

1.1.1力和力矢量

1.1.2力对点（轴）的矩

1.1.3力偶和力偶矩

1.1.4直角坐标系下力、力矩与力偶矩的

表达和计算

1.1.5力矩的平面表示方法

1.2力系平衡的基本公理

1.3力系等效的基本性质

1.3.1力的等效性质

1.3.2力偶的等效性质

1.3.3力的平移定理

1.4约束和约束力

1.4.1约束和约束力的概念

1.4.2常见的约束及其约束力

1.5刚体的受力分析和受力图

习题

第2章平面力系的简化

2.1平面基本力系的简化

2.1.1平面汇交力系的简化

2.1.2平面力偶系的简化

2.2平面任意力系的简化

2.2.1平面任意力系向一点的简化

2.2.2固定端约束力系的等效力系

2.2.3平面任意力系简化的最简形式及

合力矩定理

2.3平面力系简化的分析计算

习题

第3章平面力系的平衡

3.1平面任意力系的平衡条件·平衡方程

3.1.1平面任意力系平衡的充要条件

3.1.2平面任意力系平衡方程的形式

3.1.3平面特殊力系的平衡方程

3.2平面力系平衡方程的应用

3.3静定和静不定的概念·刚体系的平衡

问题

3.3.1静定和静不定的概念

3.3.2刚体系的平衡问题

3.4平面桁架杆件内力计算

3.4.1节点法

3.4.2截面法

3.4.3零力杆

3.5考虑摩擦时的平衡问题

3.5.1滑动摩擦力及其性质

3.5.2有摩擦力时物体的平衡条件

习题

第4章空间力系的平衡及物体的重心、

质心和形心

4.1空间力系的平衡方程

4.2空间力系平衡方程的应用

4.3物体的重心

4.3.1重心的概念

4.3.2重心的坐标公式

4.4物体的质心

4.5物体的形心

4.6均质物体的重心的求法

4.6.1根据对称性确定重心的位置

4.6.2积分法确定重心的位置

4.6.3分割法确定重心的位置

4.6.4实验法确定物体的重心的位置

习题

第二篇运动学

第5章点的运动学

5.1点的运动描述方法·点的运动方程、

位移、速度和加速度

5.2描述点的运动的直角坐标法

5.3描述点的运动的弧坐标法

习题

第6章刚体的基本运动

6.1刚体的平移

6.2刚体的定轴转动

6.2.1转角和转动方程

6.2.2刚体转动的角速度和角加速度

6.2.3定轴转动刚体上点的运动方程、

速度和加速度

6.3刚体基本运动的知识应用

习题

第7章刚体的平面运动

7.1刚体平面运动研究的简化和运动

方程

7.1.1刚体平面运动的定义及特性

7.1.2刚体平面运动的简化

7.1.3刚体平面运动的运动方程

7.2平面运动刚体的角速度和角加速度

7.3平面图形运动的位移定理

7.4速度瞬心的概念及其应用

7.5平面图形上两点的速度关系

习题

第8章点的复合运动

8.1点的复合运动的概念

8.2变矢量的绝对导数和相对导数的关系

8.3点的速度合成定理

习题

第三篇动力学

第9章动量原理

9.1质点运动微分方程和动量定理

9.1.1质点运动微分方程

9.1.2质点的动量定理

9.2质点系的动量定理及质心运动定理

9.2.1质点系的动量

9.2.2质点系的动量定理

9.2.3动量守恒和质心运动守恒

9.3刚体的转动惯量和惯性积

9.4对定点的动量矩定理·定轴转动

刚体的运动微分方程

9.4.1对定点的动量矩

9.4.2对定点的动量矩定理

9.4.3定轴转动刚体的运动微分方程

习题

第10章动能定理

10.1力的功

10.1.1力的元功

10.1.2力在有限路程上的功

10.1.3几种常见力的功

10.2质点、质点系及刚体的动能

10.2.1质点和质点系的动能

10.2.2刚体的动能

10.3质点和质点系动能定理

10.3.1质点动能定理

10.3.2质点系动能定理

10.4机械能守恒定律

习题

下卷材料力学

第11章材料力学的基本概念

11.1材料力学的研究任务

11.2材料力学的基本假设

11.3杆件变形的基本形式

11.4内力的概念、截面法

11.5应力的概念

习题

第12章杆的轴向拉伸与压缩

12.1轴向拉伸与压缩时杆件的受力与变形

特征

12.2轴向拉伸与压缩时杆件横截面上的

内力

12.2.1截面法计算内力

12.2.2轴向拉伸与压缩时杆件的轴力

及轴力图

12.3轴向拉伸与压缩时杆件横截面与斜

截面上的应力

12.3.1轴向拉伸与压缩时杆件横截面

上的应力

12.3.2轴向拉伸与压缩时杆件斜截面

上的应力

12.4材料在轴向拉伸与压缩时的力学

性能

12.4.1低碳钢在拉伸时的力学性能

12.4.2其他塑性材料在拉伸时的特点

12.4.3铸铁在拉伸时的力学性能

12.4.4低碳钢和铸铁在压缩时的力学

性能

12.4.5工程中常用材料的力学性能

指标

12.5轴向拉伸与压缩时杆件的强度

12.5.1安全因数、许用应力

12.5.2强度条件

12.6轴向拉伸与压缩时杆件的变形

12.6.1轴向拉伸与压缩时杆件的轴向

和横向变形

12.6.2轴向拉伸与压缩的静不定问题

12.7应力集中的概念

12.8剪切与挤压

习题

第13章圆轴的扭转

13.1传动轴的外力偶矩、扭矩和扭

矩图

13.1.1传动轴上外力偶矩的计算

13.1.2杆件扭转时的内力——扭矩

和扭矩图

13.2薄壁圆筒的扭转、切应力互等定理

与剪切胡克定律

13.2.1薄壁圆筒在扭转时的变形特点

13.2.2薄壁圆筒在扭转时的切应力

特点

13.2.3纯剪切、切应力互等定理

13.2.4切应变、剪切胡克定律

13.3圆轴扭转时横截面上的应力与强度

条件

13.3.1圆轴扭转时横截面上的应力

13.3.2极惯性矩和扭转截面系数的

计算

13.3.3圆轴扭转的强度条件

13.4圆轴扭转时的变形与刚度条件

13.4.1圆轴扭转时的变形

13.4.2圆轴扭转的刚度条件

13.5圆轴扭转时的静不定问题

习题

第14章梁的弯曲内力

14.1对称弯曲的概念及梁的计算简图

14.1.1对称弯曲

14.1.2梁的计算简图

14.2梁的内力——剪力与弯矩

14.3剪力方程与弯矩方程、剪力图和

弯矩图

14.4载荷集度、剪力和弯矩之间的微

分关系及其应用

14.4.1载荷集度、剪力和弯矩之间的

微分关系

14.4.2基于微分关系的弯曲内力图特征

分析及应用

习题

第15章梁的弯曲应力

15.1梁横截面上的正应力

15.1.1纯弯曲变形的基本假设

15.1.2弯曲正应力的计算公式

15.2梁横截面上的切应力

15.2.1矩形截面上的切应力

15.2.2工字形截面上的切应力

15.2.3圆截面和薄壁圆环截面上的

切应力

15.3梁的弯曲强度计算

15.3.1弯曲正应力强度条件

15.3.2弯曲切应力强度条件

15.4梁的合理截面形状

习题

第16章梁的弯曲变形

16.1梁的挠度和横截面的转角

16.2梁的挠曲线近似微分方程

16.3用积分法求弯曲变形

16.4用叠加法求弯曲变形

16.5梁的刚度条件

16.6简单的静不定梁问题

16.7提高梁刚度的措施

习题

第17章应力状态理论与强度理论

17.1应力状态及其分类

17.2二向应力状态的应力分析

17.2.1二向应力状态应力分析的

解析法

17.2.2二向应力状态应力分析的

图解法

17.2.3主应力与最大切应力

17.3三向应力状态的基本概念

17.3.1三向应力状态单元体的最大

应力

17.3.2广义胡克定律

17.4强度理论

17.4.1强度理论的概念

17.4.2常用的四种强度理论及其强度

条件表达式

习题

第18章组合变形杆件的强度问题

18.1组合变形的概念

18.2杆件的轴向拉伸（或压缩）与对称

弯曲的组合变形

18.3圆轴的轴向拉伸（或压缩）与扭转

的组合变形

18.4圆轴弯曲与扭转的组合变形

18.5圆轴的轴向拉伸（或压缩）、弯曲

与扭转的组合变形

习题

第19章压杆稳定

19.1压杆稳定的概念

19.2细长压杆临界载荷的求法

19.2.1两端铰支压杆临界载荷的欧拉

公式

19.2.2不同杆端约束情况下压杆临界

载荷的欧拉公式

19.3临界应力总图

19.3.1欧拉公式的适用范围

19.3.2经验公式

19.3.3临界应力总图

19.4压杆的稳定性计算

19.5提高压杆稳定性的措施

19.5.1合理选择材料

19.5.2减小柔度

习题

第20章冲击载荷

20.1铅垂冲击

20.2水平冲击

20.3提高构件抗冲击的措施

习题

附录

附录A简单图形的均质物体的质心位置和

对质心主轴的转动惯量

附录B型钢规格表

参考文献

后记

本教材是根据全国高等教育自学考试指导委员会最新制定的《工程力学（机械）自学考试大纲》的要求编写的，分上、下两卷（上卷为理论力学，下卷为材料力学）共20章及附录。其中第1～10章为理论力学的内容，第11～20章为材料力学的内容。本教材中配有较丰富的例题和习题。为了帮助读者更好地掌握课程内容，提高解题能力，本教材的每章都配备了主要内容的PPT和所有习题的详细解答，读者可以通过配套电子资源进行学习。

本教材可作为高等教育自学考试机械制造及自动化(专科)、机电一体化技术（专科）的自学考试用书，也可作为各类成人高等教育“工程力学”课程的参考书，还可供“工程力学”课程的辅导教师和有关工程技术人员参考。