《工程力学》根据工科应用型本科人才培养目标,结合现代机械设计、制造的特点,以工程应用为导向,以“运动分析-静力、强度分析-动力分析”为主线构建体系,共分20章,融合了理论力学与材料力学两门课程的基本内容,旨在为工科应用型本科人才培养提供一本既节约学时,内容又相对完整的中等学时的工程力学教材。
针对应用型本科特点,《工程力学》适当简化了理论推导过程,侧重于学生对力学问题的分析、判断、建模能力的培养,以及灵活选用力学理论解决工程实际的方法的掌握;结合日常生活现象或工程实例,穿插了一些扩展知识,以强调本课程的工程应用性、前承后续性及知识综合性,同时激发学生对新知识的求知欲,调动其主动学习的积极性,加强其获取知识的能力的训练。
《工程力学》可作为应用型本科机械、汽车、热动、土木、建环、装备等专业64-72学时的工程力学教材,也可供相关工程技术人员参考。
本书作为讲义在西安交通大学城市学院已经应用过两届,在此基础上修订出版,旨在为工科应用型本科人才培养提供一本既节约学时,又具有相对完整内容的中等学时工程力学教材。依据应用型本科人才培养目标,在编写体系及内容选取方面本书具有以下特点。
1.对于机电一体化的现代机械设计与运行,各类机械的运动分析、动力分析与强度分析同等重要,因此本书取材相对完整。
2.结合机械设计过程,以“运动分析-静力与强度分析-动力分析”体系安排内容。突出了工程力学的“工程应用性”。
3.“运动分析”内容相对独立,故提前安排讲授。一来便于学生运用几何学知识顺利完成向力学课程的过渡;二来利于学生对“运动分析”知识的掌握;某种程度上也可避免“静力分析在前、运动分析在后”导致学生对两者的混淆。
4.打破了统传的理论力学、材料力学课程体系,融合了两门课程的基本内容,减少了不必要的重复,节约了授课课时。
5.结合日常生活现象或工程实例,穿插了一些扩展知识简介或问题质询,以强调本课程的工程应用性、承前启后性及知识综合性,同时激发学生对新知识的求知欲,调动学生主动学习的积极性,加强对学生查阅资料、获取知识的能力的训练。
6.针对应用型本科特点,适当简化了理论推导过程,侧重于学生对力学问题的分析、判断、建模能力的培养,以及灵活选用力学理论解决工程实际的方法的掌握。在例题、思考题及习题的选取过程中,充分注意了重要性和难度的适当性。书后附有习题答案。
全书共20章,内容涵盖了理论力学与材料力学两门课程的基本内容,少量标注*号的内容可供教师根据不同专业、不同学时选授。
本书由西安交通大学城市学院与西安汽车职业大学合作完成,张克猛、张陵、韩海燕、韩少燕共同编写,张克猛、张陵任主编,张克猛负责统稿。
编写过程中,作者参考了以往主编过的几本相关教材,特别是部分的习题更是直接选用。在此谨向参与上述教材编写的各位同事深表谢意,并感谢西安交通大学出版社的一贯支持。
对于书中的不妥和疏忽之处,恳请读者批评指正。
绪论
0.1 工程力学的研究内容
0.2 工程力学的研究对象
0.3 工程力学的研究方法和学习方法
0.4 工程力学在机械类专业中的地位和作用
第1章 运动分析基础
1.1 点的运动
1.1.1 直角坐标法和矢量法
1.1.2 自然法
1.2 刚体的基本运动
1.2.1 刚体的平动
1.2.2 刚体的定轴转动
思考题
习题
第2章 刚体的平面运动
2.1 刚体平面运动基本概念及运动方程
2.1.1 平面运动特点及运动的简化
2.1.2 平面运动方程
2.2 刚体平面运动分解为平动和转动
2.3 刚体平面运动各点的速度分析
2.3.1 相对转动概念
2.3.2 速度合成法(基点法)
2.3.3 速度投影法
2.3.4 瞬时速度中心法
2.4 刚体平面运动的加速度分析
思考题
习题
第3章 点的合成运动
3.1 合成运动中的基本概念
3.1.1 三个对象与三种运动
3.1.2 三种速度与加速度
3.2 速度合成定理
3.3 牵连运动为平动时的加速度合成定理
3.4 科氏加速度
思考题
习题
第4章 静力分析基础
4.1 力及其表示方法
4.1.1 力的概念作用反作用原理
4.1.2 力的投影和分析表示法
4.2 共点力系
4.2.1 共点二力的合成
4.2.2 共点力系的合成
4.2.3 共点力系的平衡条件
4.3 作用于刚体的力的基本性质
4.4 常见约束约束反力
4.4.1 自由体非自由体约束
4.4.2 常见约束及其约束反力
4.5 受力图
思考题
习题
第5章 基本力系
5.1 汇交力系
5.1.1 汇交力系的合成
5.1.2 汇交力系的平衡
5.2 力偶系
5.2.1 力偶及其基本性质
5.2.2 力偶系的合成
5.2.3 力偶系的平衡
思考题
习题
……
第6章 作用于刚体的力系的等效简化
第7章 力系的平衡
第8章 构件的内力计算
第9章 轴向拉伸与压缩
第10章 连接件的剪切与挤压计算
第11章 扭转
第12章 弯曲梁的强度计算
第13章 弯曲梁的变形计算
第14章 组合变形
第15章 压杆的稳定性
第16章 动力分析基础
第17章 动能定理
第18章 达朗贝尔原理
第19章 动应力计算
第20章 虚位移原理
附录
参考文献