本书内容涵盖了理论力学和材料力学课程的基本内容，书末附有习题答案。本书内容精炼，由浅入深，便于自学。以培养和造就复合型人才为宗旨，力求实现在经典基础上的更新，为读者今后继续学习和掌握新方法、新技术提供必要的工程力学基础知识，也为读者的独立思考留有空间，以利于创新能力的培养。本书适用于工程力学课程教学，也可供相关工程专业技术人员学习参考。
本书根据教育部力学基础课程教学指导委员会最新制定的教学要求编写而成。基于当前高校理工学科理论课学时普遍压缩的现状, 如何在学时减少的情况下保证教学质量, 成为工程力学课程教学的新挑战。本书针对普通工科院校力学教学的特点, 严格把握读者定位, 紧密结合工程实践, 力求概念清楚, 重点突出, 叙述简明, 易学易懂, 在保证理论严密性的同时, 重点培养学生分析问题和解决实际问题的能力。本书所编写的内容以必需、够用为度, 书中配有丰富的习题, 以供不同专业和不同要求的读者选用,书末附有习题答案。全书共16 章, 介绍了工程力学基础知识, 包括静力学基础、简明材料力学、运动学和动力学几大板块内容。
本书由梅群、侯中华担任主编并统稿, 梁斌、徐红玉担任副主编, 参编人员有刘宗发(第1、2、3 章)、王文胜(第4、5、6 章)、李一帆(第7、8、9 章及附录)、王慧萍(第10、11、12 章)、魏豪杰(第13、14、15、16 章)。
在本书编写过程中, 河南科技大学力学系退休教师李作良和杨民献对本书的编写提出了很多指导性意见, 使本书得以完善和增色。河南科技大学教务处、土木工程学院以及力学系全体教师给予了积极的支持。此外, 本书参考了国内一些优秀教材, 在此一并表示衷心感谢!限于编者水平, 书中难免有不足之处, 敬请广大读者批评指正。
编 者
前言
第1 章 静力学基本概念和物体的受力
分析 1
1. 1 静力学基本概念 1
1. 2 静力学公理及推论 2
1. 3 约束和约束力 4
1. 4 物体的受力分析和受力图 8
习题 12
第2 章 平面力系 14
2. 1 平面汇交力系 14
2. 2 力矩和平面力偶理论 20
2. 3 平面任意力系的简化 24
2. 4 平面任意力系的平衡条件和平衡
方程 31
2. 5 物系的平衡 静定和超静定的概念 35
2. 6 平面简单桁架的内力计算 40
2. 7 摩擦与考虑滑动摩擦时的平衡问题 42
习题 48
第3 章 空间力系 57
3. 1 力在空间直角坐标轴上的投影 57
3. 2 空间力偶理论 58
3. 3 力对点的矩和力对轴的矩 61
3. 4 空间任意力系向一点的简化及平衡
条件 64
3. 5 重心 70
习题 74
第4 章 轴向拉伸、压缩与剪切 78
4. 1 绪论 78
4. 2 轴向拉压杆的内力与应力 86
4. 3 材料拉伸和压缩时的力学性能 91
4. 4 轴向拉压杆的强度条件 97
4. 5 拉压杆的变形 101
4. 6 应力集中的概念 105
4. 7 拉压超静定问题 106
4. 8 剪切和挤压的实用计算 112
习题 118
第5 章 扭转 123
5. 1 概述 123
5. 2 传动轴的外力偶矩、扭矩和扭矩图 123
5. 3 纯剪切、切应力互等定理和剪切胡克
定律 125
5. 4 圆轴扭转时的应力及强度条件 127
5. 5 圆轴扭转时的变形及刚度条件 132
习题 135
第6 章 弯曲内力 138
6. 1 平面弯曲梁的计算简图 138
6. 2 剪力和弯矩 140
6. 3 剪力图和弯矩图 142
6. 4 剪力、弯矩和分布载荷集度间的微分
关系 145
习题 150
第7 章 弯曲应力 154
7. 1 引言 154
7. 2 弯曲正应力 154
7. 3 弯曲切应力 160
7. 4 弯曲强度计算 166
7. 5 提高弯曲强度的一些措施 169
习题 174
第8 章 梁的弯曲变形 180
8. 1 概述 180
8. 2 梁的变形和位移 180
8. 3 积分法计算梁的变形 183
8. 4 叠加法计算梁的变形 189
8. 5 梁的刚度校核、提高梁的刚度的
措施 193
习题 194
第9 章 应力状态与强度理论 197
9. 1 应力状态的概念 197
Ⅳ
9. 2 应力状态的实例 198
9. 3 二向应力状态分析———解析法 200
9. 4 二向应力状态分析———图解法 204
9. 5 三向应力状态 208
9. 6 广义胡克定律 209
9. 7 复杂应力状态下的比能 213
9. 8 强度理论的概念 215
9. 9 常用的四种强度理论 216
习题 220
第10 章 组合变形 225
10. 1 概述 225
10. 2 两相互垂直平面内的弯曲 225
10. 3 拉伸(压缩)与弯曲的组合 229
10. 4 弯曲与扭转的组合 235
10. 5 组合变形的合理设计 239
习题 241
第11 章 压杆稳定 245
11. 1 压杆稳定的概念 245
11. 2 两端铰支细长压杆的临界压力 246
11. 3 其他支座条件下压杆的临界压力 249
11. 4 欧拉公式的适用范围 中、小柔
度杆的临界压力 252
11. 5 压杆的稳定计算 255
11. 6 提高压杆稳定性的措施 258
习题 259
第12 章 动载荷和交变应力 262
12. 1 惯性力问题 262
12. 2 冲击载荷 265
12. 3 冲击韧性 270
12. 4 交变应力与疲劳破坏 271
12. 5 循环特征、平均应力和应力幅 272
12. 6 疲劳极限 274
12. 7 影响构件持久极限的因素 274
12. 8 构件的疲劳强度计算 277
12. 9 提高构件疲劳强度的措施 279
习题 280
第13 章 点的运动描述和刚体的基本
运动 286
13. 1 点的运动描述 287
13. 2 刚体的平行移动 296
13. 3 刚体绕定轴的转动 298
13. 4 定轴转动刚体内各点的速度和加
速度 299
13. 5 以矢量表示角速度和角加速度
以矢积表示点的速度和加速度 303
习题 305
第14 章 点的合成运动 311
14. 1 绝对运动、相对运动和牵连运动 311
14. 2 点的速度合成定理 314
14. 3 牵连运动为平移时点的加速度合成
定理 316
14. 4 牵连运动为转动时点的加速度合成
定理 318
习题 325
第15 章 刚体的平面运动 329
15. 1 刚体平面运动的概念和运动分解 329
15. 2 求平面图形内各点速度的基点法 331
15. 3 用瞬心法求平面图形内各点的
速度 333
15. 4 用基点法求平面图形内各点的加
速度 337
习题 340
第16 章 动力学基本方程和动能
定理 346
16. 1 质点动力学基本方程 346
16. 2 质量中心和刚体对轴的转动惯量 352
16. 3 力的功 355
16. 4 质点和质点系的动能 359
16. 5 动能定理 361
习题 367
附录 371
附录A 平面图形的几何性质 371
附录B 型钢表(GB/ T 706—2008) 376
习题答案 392
参考文献 407
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