本套書分為《工程力學Ⅰ》《工程力學Ⅱ》兩冊。本書為《工程力學Ⅰ》,共11章,包括靜力學基礎和材料力學基礎的主要內(nèi)容,可滿足應用型本科院校工程力學課程的教學需求。本書的部分內(nèi)容取自王曉軍、石懷榮編寫的《工程力學Ⅰ》并對部分章節(jié)內(nèi)容進行了調(diào)整,增加了對材料的力學性能和電測法基本原理及應用的介紹,并用二維碼展示部分教學資源。
本書針對應用型本科院校機械類、土木類專業(yè)的學生編寫,可作為高職高專、自學考試和成人教育的教材,也可作為有關科研和工程技術人員的參考書。
本書是為應用型本科院校編寫的工程力學教材。黨的二十大報告指出教育、科技、人才是全面建設社會主義現(xiàn)代化國家的基礎性、戰(zhàn)略性支撐。應用型本科院校工程力學課程的教學內(nèi)容一般沿襲傳統(tǒng)的體系,僅在深度和難度上有一定程度的減弱。傳統(tǒng)的工程力學教材中,靜力學部分按力系進行分章,逐章介紹每一種力系的簡化方法、受力剛體的平衡;材料力學部分大體按變形的種類分章,逐章介紹每一種變形桿件的內(nèi)力分析、應力分析、強度計算和變形計算,內(nèi)容體系是完整的,但重復較多。本書對工程力學課程涉及的同類問題及其分析方法進行了歸納提煉,采用了新的體系:靜力學基礎中,按靜力學基礎和物體的受力分析、力系的簡化、剛體的平衡的順序編排;材料力學基礎中,按桿件的內(nèi)力分析、桿件橫截面上的應力分析、應力狀態(tài)分析、工程材料的力學性能和電測法簡介、構件的強度設計、桿件的變形分析及剛度設計、壓桿穩(wěn)定及提高構件承載能力的措施、簡單超靜定問題的順序編排。目的是使內(nèi)容更緊湊、不重復、節(jié)省授課時數(shù),同時能夠引導學生理順分析思路,會運用適用的原理和類似的方法分析和處理同類問題,提高學生分析問題、解決問題的能力和效率。
本書在保持王曉軍、石懷榮編寫的《工程力學Ⅰ》體系的基礎上,對內(nèi)容做了如下修改:
1.在第2章中增加了2.6重心形心質(zhì)心內(nèi)容。
2.將原第4章中的內(nèi)容與其他章節(jié)的部分內(nèi)容進行了整合,并將原第5章變更為第4章,原第6章變更為第5章,原第7章變更為第6章,增加了第7章 工程材料的力學性能和電測法簡介,單獨介紹了材料的力學性能,并補充了電測法基本原理及應用的內(nèi)容。
3.對各章的例題和習題做了適當調(diào)整和增減,使題型更加適合本書讀者,題量更加均衡。
4.將文中約束類型及約束力、基本變形情況下的強度條件、常用截面形式梁的切應力計算公式及應力分布等同類問題,以圖表形式進行表達,方便讀者查找和比較。
5.對本書的體例格式進行了進一步優(yōu)化以突出重點。
6.對本書的文字進一步修改、補充、潤色和提煉。
7.對本書的插圖進一步完善,使其能更形象地表達相關內(nèi)容。
8.配套了全套電子課件。
9.配套制作了部分典型題目、難題講解視頻文件。
10.對于超出本書適用院校讀者的內(nèi)容,在書中用*標注,讀者可根據(jù)需要選讀。
本書的編寫、修改由王曉軍、樓力律、丁建波、孫曉鋒、趙靜、陳靜、余輝、黃成、曹霞共同完成。
本書雖經(jīng)多次修改完善,但疏漏和欠妥之處在所難免,歡迎讀者繼續(xù)批評指正。
編者
前言
緒論1
第Ⅰ篇靜力學基礎
第1章靜力學基礎和物體的受力
分析7
1.1力系等效力系合力平衡
力系7
1.2力的投影合力投影定理9
1.3力矩 11
1.4力偶16
1.5物體的受力分析17
思考題27
習題29
第2章力系的簡化33
2.1力系等效的基本原理和方法33
2.2平面匯交力系的簡化35
2.3平面力偶系的簡化36
2.4平面一般力系的簡化主矢
主矩 37
2.5空間一般力系的簡化 43
2.6重心形心質(zhì)心46
思考題50
習題50
第3章剛體的平衡53
3.1平面一般力系作用下剛體的
平衡53
3.2物體系統(tǒng)的平衡60
3.3考慮摩擦時物體的平衡64
3.4空間力系作用下剛體的平衡70
思考題76
習題78
第Ⅱ篇 材料力學基礎
第4章桿件的內(nèi)力分析91
4.1內(nèi)力的計算方法91
4.2桿件的基本變形93
4.3軸力和軸力圖96
4.4扭矩及扭矩圖98
4.5剪力和彎矩剪力圖和彎矩圖101
思考題114
習題114
第5章桿件橫截面上的應力
分析119
5.1應力與應變119
5.2拉(壓)桿橫截面上的應力121
5.3泊松比圣維南原理應力
集中124
5.4拉壓桿斜截面上的應力切應
力互等定理126
5.5受扭圓軸橫截面上的應力128
5.6梁彎曲時橫截面上的應力132
思考題144
習題145
第6章應力狀態(tài)分析151
6.1應力狀態(tài)151
6.2二向應力狀態(tài)分析的解析法154
*6.3二向應力狀態(tài)分析的圖
解法161
6.4三向應力狀態(tài)簡介167
6.5廣義胡克定律168
思考題171
習題171
第7章工程材料的力學性能和
電測法簡介177
7.1拉伸與壓縮試驗177
7.2低碳鋼拉伸和壓縮時的力學
性能178
7.3灰鑄鐵拉伸和壓縮時的力學
性能181
7.4電測法簡介182
思考題186
習題186
第8章構件的強度設計188
8.1單向應力狀態(tài)和純剪切應力狀
態(tài)下的強度失效判據(jù)188
8.2強度理論189
8.3強度計算193
8.4連接件的實用強度計算203
8.5組合變形的強度計算207
思考題217
習題218
第9章桿件的變形分析及剛度
設計227
9.1拉(壓)桿的變形與位移227
9.2圓軸扭轉的變形及剛度計算230
9.3平面彎曲直梁的變形計算232
9.4彎曲梁的剛度計算239
9.5組合變形桿件的位移239
思考題241
習題241
第10章壓桿穩(wěn)定及提高構件承
載能力的措施248
10.1壓桿的穩(wěn)定性分析歐拉
公式249
10.2壓桿穩(wěn)定實用計算256
10.3提高桿件強度、剛度和穩(wěn)定性
的一些措施259
思考題263
習題264
第11章簡單超靜定問題268
11.1超靜定結構的基本概念268
11.2拉壓超靜定問題269
11.3扭轉超靜定問題272
11.4超靜定梁274
11.5溫度應力和裝配應力276
思考題279
習題280
附錄284
附錄A平面圖形的幾何性質(zhì)284
附錄B常用金屬材料的主要力學
性能294
附錄C型鋼表295
習題參考答案308
參考文獻325