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第1篇 刚体静力学 2

第1章 基本概念和受力分析 2

1.1 力与力的投影 3

1.1.1 力的概念 3

1.1.2 力的投影 4

1.2 力的基本性质 4

1.2.1 力的分类 4

1.2.2 基本公理 5

1.3 力矩与力偶 6

1.3.1 力对轴之矩 7

1.3.2 力对点之矩 7

1.3.3 合力矩定理 8

1.3.4 力对点之矩与力对过该点的轴之矩的关系 8

1.3.5 力偶 9

1.4 约束与约束反力 11

1.4.1 柔性体约束 11

1.4.2 光滑面约束 11

1.4.3 光滑铰链约束 12

1.4.4 固定端约束 13

1.5 物体的受力分析和受力图 14

习题 17

第2章 力系的简化与平衡 23

2.1 汇交力系的简化与平衡 25

2.1.1 汇交力系的简化 25

2.1.2 汇交力系的平衡条件和平衡方程 25

2.2 力偶系的简化与平衡 27

2.2.1 力偶系的简化 27

2.2.2 力偶系的平衡条件和平衡方程 28

2.3 空间任意力系的简化 29

2.3.1 力的平移定理 29

2.3.2 空间任意力系向一点的简化 30

2.3.3 力系的简化结果分析 31

2.4 空间任意力系的平衡 33

2.5 平面任意力系的平衡 35

2.6 刚体系统的平衡·静定与超静定概念 38

习题 42

第3章 静力学应用问题 49

3.1 平行力系的简化·重心 50

3.1.1 平行力系的简化和平行力系的中心 50

3.1.2 物体的重心 51

3.2 平面静定桁架 57

3.2.1 节点法 57

3.2.2 截面法 59

3.3 考虑摩擦时的平衡 60

3.3.1 滑动摩擦 60

3.3.2 摩擦角和自锁 61

3.3.3 考虑摩擦时的平衡问题 63

习题 65

第2篇 材料力学 74

第4章 材料力学基本概述 74

4.1 变形固体的基本假设 74

4.2 材料力学的基本概念 75

4.2.1 内力、截面法和应力 75

4.2.2 应变 77

4.2.3 单向应力、纯剪切与切应力互等定理 77

4.2.4 胡克定律 78

4.3 杆件变形的基本形式 78

第5章 杆件的内力 80

5.1 杆件内力的一般描述 81

5.2 杆件拉伸（压缩）时的内力 82

5.3 杆件扭转时的内力 83

5.4 梁弯曲时的内力·剪力与弯矩 86

5.4.1 平面弯曲的概念及梁的简化 86

5.4.2 剪力与弯矩 87

5.5 剪力图与弯矩图 89

5.6 剪力、弯矩与载荷集度间的微分关系 92

习题 98

第6章 杆件的应力 103

6.1 基本概念 104

6.2 杆件在拉伸与压缩时的应力与强度计算 105

6.2.1 拉（压）杆横截面上的应力 105

6.2.2 拉（压）杆斜截面上的应力 107

6.2.3 杆件在拉伸与压缩时的强度计算 108

6.3 材料的力学性能·安全因数和许用应力 111

6.3.1 拉伸时材料的力学性能 111

6.3.2 压缩时材料的力学性能 113

6.3.3 材料的极限应力、许用应力和安全因数 114

6.4 圆轴扭转时的应力与强度计算 115

6.5 截面图形的几何性质 119

6.5.1 静矩与形心 119

6.5.2 截面的惯性矩 120

6.5.3 惯性矩的平行移轴定理 121

6.6 梁的弯曲正应力 122

6.6.1 试验与假设 123

6.6.2 纯弯曲时梁的正应力 123

6.7 弯曲时的切应力 125

6.8 梁弯曲时的强度条件 127

6.9 弯曲与拉伸（压缩）组合时的强度计算 130

6.10 梁的优化设计 132

6.10.1 采用合理的截面形状 133

6.10.2 合理配置梁的载荷和支座 134

6.10.3 等强度梁的概念 135

6.11 剪切和挤压的实用计算 135

6.11.1 剪切强度的实用计算 135

6.11.2 挤压强度的实用计算 136

习题 138

第7章 杆件的变形·简单超静定问题 149

7.1 轴向拉伸或压缩时的变形 151

7.1.1 拉压杆的轴向变形 151

7.1.2 拉压杆的横向变形与泊松比 152

7.2 圆轴扭转时的变形与刚度条件 153

7.2.1 圆轴扭转时的变形 153

7.2.2 圆轴扭转刚度条件 154

7.3 梁弯曲时的变形 156

7.4 叠加法求弯曲变形 159

7.5 简单超静定结构 164

7.5.1 拉压超静定问题 164

7.5.2 扭转超静定问题 166

7.5.3 简单超静定梁 167

7.6 能量法求结构的位移 170

7.6.1 能量原理的基本概念 170

7.6.2 外力功的计算 170

7.6.3 应变能的计算 171

7.6.4 单位载荷法（莫尔定理） 172

习题 177

第8章 应力状态理论和强度理论 184

8.1 应力状态理论的概念和实例 185

8.2 二向应力状态分析 188

8.2.1 解析法 188

8.2.2 图解法 189

8.3 三向应力状态时的最大切应力及广义胡克定律 191

8.3.1 三向应力状态时的最大切应力 191

8.3.2 广义胡克定律 192

8.4 强度理论的概念·常用的四种强度理论 194

8.4.1 最大拉应力理论（第一强度理论） 195

8.4.2 最大拉应变理论（第二强度理论） 195

8.4.3 最大切应力理论（第三强度理论） 196

8.4.4 均方根切应力理论（第四强度理论） 197

8.5 弯曲与扭转组合变形时的强度计算 198

习题 201

第9章 压杆稳定 206

9.1 压杆稳定的概念 207

9.2 确定压杆临界载荷的欧拉公式 208

9.3 欧拉公式的适用范围·临界应力的经验公式 210

9.3.1 临界应力与柔度 210

9.3.2 欧拉公式应用范围 211

9.3.3 临界应力的经验公式 211

9.4 压杆稳定的校核与合理设计 213

9.4.1 稳定条件 213

9.4.2 压杆的合理设计 216

习题 217

第10章 动载荷与交变载荷 220

10.1 概述 221

10.2 构件作等加速直线运动时的动应力计算 221

10.3 构件受冲击载荷作用时的动应力计算 223

10.4 构件在交变应力作用下的疲劳破坏和疲劳极限 226

10.4.1 交变应力的实例与疲劳破坏的过程 226

10.4.2 交变应力的基本参数和疲劳极限 227

10.5 影响构件疲劳极限的主要因素 229

10.5.1 构件外形的影响 229

10.5.2 构件截面尺寸的影响 230

10.5.3 表面加工质量的影响 231

10.6 对称循环下构件的疲劳强度计算 232

习题 233

第3篇 运动力学 237

第11章 运动学基础 237

11.1 点的运动的矢径描述 238

11.2 点的运动的直角坐标描述 239

11.3 点的运动的自然坐标描述 241

11.4 刚体的平动 245

11.5 刚体的定轴转动 246

11.6 轮系的传动比 248

11.6.1 齿轮传动 248

11.6.2 皮带传动 249

习题 250

第12章 点的复合运动 255

12.1 相对运动·牵连运动·绝对运动 256

12.2 点的速度合成定理 257

12.3 牵连运动为平动时点的加速度合成定理 259

习题 262

第13章 刚体的平面运动 267

13.1 刚体平面运动的分解 268

13.2 平面运动图形上各点的速度 270

13.2.1 基点法 270

13.2.2 速度投影定 270

13.2.3 速度瞬心法 272

13.3 平面运动图形上各点的加速度 276

习题 278

第14章 质点动力学 283

14.1 动力学的基本定律 284

14.2 质点的运动微分方程 285

14.2.1 质点运动微分方程在直角坐标轴上投影 285

14.2.2 质点运动微分方程在自然轴上投影 285

14.3 质点动力学的两类基本问题 286

14.3.1 第一类基本问题 286

14.3.2 第二类基本问题 288

习题 291

第15章 动量定理 294

15.1 质点和质点系的动量 295

15.1.1 质点的动量 295

15.1.2 质点系的动量 295

15.2 质点和质点系的动量定理 296

15.2.1 质点的动量定理 296

15.2.2 质点系的动量定理 297

15.2.3 质点系动量守恒定律 298

15.3 质心运动定理 299

15.3.1 质心运动定理 299

15.3.2 质心运动守恒定律 300

习题 302

第16章 动量矩定理 306

16.1 质点和质点系的动量矩 307

16.1.1 质点的动量矩 307

16.1.2 质点系的动量矩 307

16.2 刚体对轴的转动惯量 308

16.2.1 简单形状刚体的转动惯量 309

16.2.2 平行轴定理 311

16.3 动量矩定理 313

16.3.1 质点的动量矩定理 313

16.3.2 质点动量矩守恒定律 313

16.3.3 质点系的动量矩定理 314

16.3.4 质点系动量矩守恒定律 315

16.4 刚体定轴转动的运动微分方程 316

16.5 刚体的平面运动微分方程 319

习题 321

第17章 动能定理 326

17.1 力的功 327

17.1.1 重力的功 327

17.1.2 弹性力的功 328

17.1.3 定轴转动刚体上作用力的功 329

17.2 质点和质点系的动能 330

17.2.1 质点的动能 330

17.2.2 质点系的动能 330

17.3 动能定理 332

17.3.1 质点的动能定理 332

17.3.2 质点系的动能定理 332

17.3.3 理想约束 333

17.4 功率、功率方程和机械效率 337

17.4.1 功率 337

17.4.2 功率方程 338

17.4.3 机械效率 338

习题 339

附录型钢表 344

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