本教材主要內(nèi)容包括靜力學(xué)的基本知識(shí)與物體的受力分析、平面匯交力系、平面任意力系、空間力系、材料力學(xué)的基本知識(shí)及材料的基本變形形式、軸向拉壓桿件的強(qiáng)度與變形、剪切與擠壓的實(shí)用計(jì)算、圓軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度與剛度、截面的幾何性質(zhì)、梁的強(qiáng)度和剛度計(jì)算、強(qiáng)度理論、組合變形、壓桿的穩(wěn)定計(jì)算、結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)及結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化、平面體系的幾何組成分析、靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算、靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算、影響線等。
根據(jù)高等職業(yè)院校的人才培養(yǎng)目標(biāo),為了適應(yīng)工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)模式,編者結(jié)合多年工程力學(xué)教學(xué)經(jīng)驗(yàn),吸取《材料力學(xué)》《工程力學(xué)》《結(jié)構(gòu)力學(xué)》等教材內(nèi)容的經(jīng)驗(yàn),按照教學(xué)改革的要求,選取教材內(nèi)容。本書(shū)以學(xué)生為主體,語(yǔ)言表述簡(jiǎn)單明了,內(nèi)容由淺入深,使高職學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi),能夠了解土建力學(xué)的基本知識(shí),掌握基本技能;選取工程實(shí)際中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行分析,培養(yǎng)學(xué)生分析工程問(wèn)題和解決工程問(wèn)題的基本能力。工程力學(xué)課是工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供理論基礎(chǔ)。本書(shū)為高職院校工程力學(xué)課程實(shí)用教材。
本書(shū)共分為10個(gè)項(xiàng)目,內(nèi)容涵蓋:靜力學(xué)部分內(nèi)容,主要介紹靜力學(xué)基本知識(shí)、工程構(gòu)件的受力分析、靜定結(jié)構(gòu)的支座反力計(jì)算;材料力學(xué)部分內(nèi)容,主要介紹四種基本變形桿件以及組合變形桿件的內(nèi)力和承載能力分析、細(xì)長(zhǎng)壓桿的穩(wěn)定性分析;結(jié)構(gòu)力學(xué)部分內(nèi)容,主要介紹靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析。
本書(shū)總學(xué)時(shí)計(jì)劃為84學(xué)時(shí)。
本書(shū)由遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉玉欣、滿(mǎn)吉芳擔(dān)任主編,遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院梁?jiǎn)垞?dān)任副主編,遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院張聚賢、姜雄基參編,遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院解寶柱教授主審。緒論、項(xiàng)目5、項(xiàng)目10由劉玉欣編寫(xiě);項(xiàng)目1、項(xiàng)目2由張聚賢編寫(xiě);項(xiàng)目3、項(xiàng)目4、項(xiàng)目8由滿(mǎn)吉芳編寫(xiě);項(xiàng)目6、項(xiàng)目7由梁?jiǎn)埦帉?xiě);項(xiàng)目9由姜雄基編寫(xiě)。
由于編者水平有限,書(shū)中難免存在一定問(wèn)題,敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正,提出寶貴意見(jiàn)。
編者
2016年7月
劉玉欣,女,1978年生,遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院鐵道工程系教師,具有多年工程力學(xué)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)。
緒 論 1
項(xiàng)目小結(jié) 3
習(xí) 題 3
項(xiàng)目1 靜力學(xué)基本知識(shí) 4
任務(wù) 靜力學(xué)基本概念、基本公理 4
項(xiàng)目小結(jié) 10
習(xí) 題 11
項(xiàng)目2 工程構(gòu)件的受力分析 12
任務(wù)一 工程構(gòu)件受力分析基礎(chǔ)知識(shí) 12
任務(wù)二 工程單體構(gòu)件受力分析 17
任務(wù)三 工程結(jié)構(gòu)受力分析 19
項(xiàng)目小結(jié) 22
習(xí) 題 23
項(xiàng)目3 靜定結(jié)構(gòu)的支座反力計(jì)算 25
任務(wù)一 力矩和力偶 26
任務(wù)二 三鉸支架的反力計(jì)算 29
任務(wù)三 梁和剛架的反力計(jì)算 34
任務(wù)四 三鉸拱的受力計(jì)算 42
任務(wù)五 多跨靜定梁的反力計(jì)算 44
項(xiàng)目小結(jié) 46
習(xí) 題 49
項(xiàng)目4 軸向拉壓桿的承載能力分析 52
任務(wù)一 軸向拉壓桿的內(nèi)力計(jì)算及軸力圖的繪制 53
任務(wù)二 軸向拉壓桿橫截面上的正應(yīng)力的計(jì)算 57
任務(wù)三 軸向拉壓桿的強(qiáng)度條件的應(yīng)用 60
任務(wù)四 軸向拉壓桿的變形計(jì)算 65
任務(wù)五 材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能 69
項(xiàng)目小結(jié) 73
習(xí) 題 75
項(xiàng)目5 工程中連接件的承載能力分析 78
任務(wù)一 工程中連接件的認(rèn)識(shí) 79
任務(wù)二 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算 81
項(xiàng)目小結(jié) 85
習(xí) 題 86
項(xiàng)目6 圓軸的承載能力分析 88
任務(wù)一 工程構(gòu)件典型截面幾何性質(zhì)的計(jì)算 89
任務(wù)二 工程中扭轉(zhuǎn)構(gòu)件的認(rèn)識(shí) 96
任務(wù)三 扭轉(zhuǎn)內(nèi)力的計(jì)算與扭矩圖的繪制 99
任務(wù)四 圓軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件的應(yīng)用 102
任務(wù)五 圓軸扭轉(zhuǎn)變形和剛度的計(jì)算 105
項(xiàng)目小結(jié) 108
習(xí) 題 109
項(xiàng)目7 梁的內(nèi)力與承載能力分析 111
任務(wù)一 梁的內(nèi)力圖的繪制 112
任務(wù)二 純彎曲梁橫截面上的正應(yīng)力、剪應(yīng)力的計(jì)算 124
任務(wù)三 梁的彎曲強(qiáng)度條件的應(yīng)用 133
任務(wù)四 梁的變形和剛度的計(jì)算 138
任務(wù)五 提高梁的強(qiáng)度和剛度的措施 146
項(xiàng)目小結(jié) 150
習(xí) 題 150
項(xiàng)目8 組合變形構(gòu)件的強(qiáng)度分析 162
任務(wù)一 斜彎曲桿件強(qiáng)度計(jì)算 163
任務(wù)二 偏心壓縮桿件強(qiáng)度計(jì)算 167
項(xiàng)目小結(jié) 172
習(xí) 題 173
項(xiàng)目9 細(xì)長(zhǎng)受壓桿件的穩(wěn)定性分析 176
任務(wù)一 壓桿穩(wěn)定的臨界力與臨界應(yīng)力計(jì)算 177
任務(wù)二 壓桿穩(wěn)定計(jì)算 183
任務(wù)三 提高壓桿穩(wěn)定性的措施 186
項(xiàng)目小結(jié) 187
習(xí) 題 188
項(xiàng)目10 靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 191
任務(wù)一 體系的幾何組成分析 191
任務(wù)二 多跨靜定梁的內(nèi)力分析 203
任務(wù)三 靜定平面剛架的內(nèi)力分析 207
任務(wù)四 靜定平面桁架的內(nèi)力分析 213
項(xiàng)目小結(jié) 220
習(xí) 題 220
參考文獻(xiàn) 227
附錄 型鋼表 228
。1)力的概念及分類(lèi)。
力是物體間的相互機(jī)械作用。其作用效應(yīng)有兩種:一種使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變,即使物體的運(yùn)動(dòng)速度大小或運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變,稱(chēng)為力的運(yùn)動(dòng)效應(yīng)或外效應(yīng)。例如踢球,人對(duì)球施加了力,使球的速度大小或運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生了改變。另一種使物體的形態(tài)發(fā)生改變,稱(chēng)為力的變形效應(yīng)或內(nèi)效應(yīng)。例如打鐵,人對(duì)鐵施加了力,使鐵的形態(tài)發(fā)生了改變。一般而言,這兩種效應(yīng)是同時(shí)存在的。但為了簡(jiǎn)化研究問(wèn)題,通常將二者分開(kāi)來(lái)研究。本章主要研究力的外效應(yīng)。
根據(jù)力的相互作用范圍,將力分為集中力和分布力兩大類(lèi)。
、 集中力。
集中力是指作用于物體上某一點(diǎn)處的力。事實(shí)上,任何兩物體間的相互作用不可能局限于一個(gè)無(wú)面積的點(diǎn)上,即力不可能作用于一點(diǎn)上,而是作用于一塊面積上,但當(dāng)作用面積相對(duì)于物體尺寸很小時(shí),可近似看作一點(diǎn)。 如列車(chē)車(chē)輪作用于鋼軌上的壓力,輪軌接觸實(shí)際上屬于面-面接觸,但相對(duì)于鋼軌尺寸而言,接觸面積很小,可等效為一個(gè)點(diǎn),即車(chē)輪壓力可視為集中力。
② 分布力。
當(dāng)作用面積相對(duì)較大而不能簡(jiǎn)化為集中力時(shí),作用于構(gòu)件上的外力應(yīng)簡(jiǎn)化為分布力。當(dāng)荷載連續(xù)作用于整個(gè)物體的體積上時(shí),稱(chēng)為體荷載,如物體的重力;當(dāng)荷載連續(xù)作用于物體的某一表面上時(shí),稱(chēng)為面荷載,如風(fēng)、雪、水對(duì)物體的壓力;當(dāng)分布荷載可以簡(jiǎn)化為沿物體中心線分布的平行力時(shí),稱(chēng)為線荷載,如梁的自重,可以簡(jiǎn)化為沿梁軸線分布的線荷載。單位長(zhǎng)度上所受力的大小,稱(chēng)為分布力在該處的荷載集度,可用符號(hào)q表示。若q為一常數(shù),則該荷載稱(chēng)為均布荷載;反之,若q為一非常數(shù),則該荷載稱(chēng)為非均布荷載;體荷載的荷載集度單位符號(hào)是N/m3或kN/m3,面荷載的荷載集度單位符號(hào)是N/m2或kN/m2,線荷載的荷載集度單位符號(hào)是N/m或kN/m。
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