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第一篇 静力学 2

第1章 静力学基本概念及物体的受力分析 2

1.1静力学的基本概念 2

1.1.1刚体 2

1.1.2力 2

1.1.3力系 2

1.1.4平衡 3

1.1.5荷载 3

1.2静力学公理 3

1.3约束和约束反力 5

1.3.1柔索约束 6

1.3.2光滑面约束 6

1.3.3铰链约束 6

1.3.4固定铰支座 7

1.3.5可动铰支座 7

1.3.6二力构件 8

1.3.7固定端支座 8

1.4物体的受力分析和受力图 10

小结 13

习题 14

第2章 平面汇交力系 17

2.1概述 17

2.2平面汇交力系合成及平衡的几何法 18

2.2.1平面汇交力系合成的几何法 18

2.2.2平面汇交力系平衡的几何条件 19

2.3平面汇交力系合成和平衡的解析法 21

2.3.1力在轴上的投影 21

2.3.2合力投影定理 22

2.3.3平面汇交力系平衡的解析条件 23

小结 25

习题 26

第3章 平面一般力系 29

3.1概述 29

3.2力对点的矩合力矩定理 30

3.2.1力对点的矩 30

3.2.2合力矩定理 31

3.3力偶及其特性 32

3.3.1力偶与力偶矩 32

3.3.2力偶的性质 33

3.3.3平面力偶系的合成与平衡条件 34

3.4平面一般力系向作用面内一点简化 35

3.4.1力的平移定理 35

3.4.2平面一般力系向作用面内一点简化 35

3.5平面一般力系的平衡条件和平衡方程 37

3.6平面平行力系的平衡方程 42

3.7物体系统的平衡静定和超静定问题的概念 45

3.8考虑摩擦力的平衡问题 51

3.8.1摩擦在工程实践中的重要性 51

3.8.2滑动摩擦 51

3.8.3摩擦角与自锁现象 53

3.8.4考虑摩擦时物体的平衡问题 54

小结 59

习题 62

第4章 空间力系 68

4.1概述 68

4.2力在空间直角坐标轴上的投影 69

4.3空间汇交力系的平衡 70

4.4力对点之矩与力对轴之矩 72

4.4.1力对点之矩的矢量表示法 72

4.4.2力对轴之矩 73

4.5空间一般力系的平衡方程 75

4.6物体的重心 80

4.6.1重心的概念 80

4.6.2求物体重心的一般公式 80

4.6.3均质物体的重心 81

4.6.4对称物体的重心 83

4.6.5组合物体的重心 83

小结 86

习题 88

第二篇 构件的强度刚度和稳定性计算 96

第5章 轴向拉伸和压缩 96

5.1概述 96

5.2轴向拉压杆横截面的内力轴力图 96

5.3轴向拉压杆的应力 99

5.3.1拉压杆横截面上的正应力 100

5.3.2拉压杆斜截面上的应力 100

5.4轴向拉压杆的强度条件 103

5.5轴向拉压杆的刚度条件 107

5.5.1线应变 107

5.5.2轴向拉压杆的变形计算 108

5.6材料在拉伸和压缩时的力学性能 111

5.6.1拉压试验简介 111

5.6.2低碳钢材料的拉伸压缩试验 112

5.6.3其他材料的力学性能简介 115

5.6.4塑性材料和脆性材料的比较 117

5.7轴向拉压超静定问题简介 118

小结 121

习题 123

第6章 剪切与连接件的实用计算 128

6.1概述 128

6.2连接件剪切的实用计算 129

6.2.1剪切面上的剪力和切应力 129

6.2.2剪切强度条件 129

6.3连接件挤压实用计算 130

小结 135

习题 136

第7章 扭转 139

7.1概述 139

7.2扭矩的计算及扭矩图 139

7.2.1传动轴上的外力偶矩 139

7.2.2扭矩及扭矩图 140

7.3薄壁圆筒的扭转 143

7.3.1薄壁圆筒扭转时横截面上的切应力 143

7.3.2剪切胡克定律 144

7.4等直圆轴横截面上的切应力强度条件 144

7.4.1受扭圆轴横截面上的切应力 144

7.4.2强度条件 148

7.5等直圆轴的扭转变形计算刚度条件 149

7.5.1扭转变形计算 149

7.5.2刚度条件 151

7.6扭转超静定问题 153

小结 155

习题 156

第8章 梁的弯曲内力 160

8.1概述 160

8.2梁上指定截面的内力剪力和弯矩 161

8.3剪力方程与弯矩方程剪力图和弯矩图 166

8.4剪力弯矩与分布荷载集度之间的微分关系 168

8.4.1剪力弯矩与分布荷载集度之间的微分关系 168

8.4.2利用微分关系作剪力图 弯矩图 169

8.5利用叠加原理作梁的剪力图和弯矩图 174

小结 175

习题 176

第9章 梁的弯曲应力强度条件 180

9.1概述 180

9.2梁纯弯曲时横截面上的正应力 180

9.3纯弯曲理论在横力弯曲中的推广 184

9.4矩形截面梁横截面上的切应力 186

9.5工字形圆形及圆环形截面梁横截面上的切应力 188

9.5.1工字形截面梁 188

9.5.2圆形截面梁 189

9.5.3薄壁圆环形截面梁 189

9.6梁的强度条件合理截面设计 192

9.6.1梁的正应力强度条件 192

9.6.2梁的切应力强度条件 192

9.6.3梁的合理截面形状及变截面梁 195

小结 197

习题 198

第10章 梁的弯曲变形 201

10.1梁的变形计算挠度和转角 201

10.2梁的挠曲线近似微分方程及其积分 201

10.2.1梁的挠曲线近似微分方程 201

10.2.2积分法求转角和挠度 202

10.3叠加法计算梁的变形 206

10.4梁的刚度校核提高梁刚度的措施 210

10.4.1梁的刚度条件 210

10.4.2提高梁刚度的措施 210

10.5简单超静定梁 212

小结 215

习题 216

第11章 应力状态和强度理论 219

11.1概述 219

11.2平面应力状态分析的解析法 220

11.2.1斜截面上的应力 220

11.2.2主应力与主平面 221

11.2.3极值切应力及其所在平面 221

11.3平面应力状态分析的图解法 222

11.4空间应力状态简介 226

11.5广义胡克定律 227

11.6体积应变应变能密度 231

11.6.1各向同性材料的体积应变 231

11.6.2应变能和应变能密度 232

11.7强度理论 234

11.7.1强度理论的概念 234

11.7.2四个强度理论 235

11.7.3四个强度理论的适用范围 237

小结 241

习题 241

第12章 组合变形 245

12.1概述 245

12.2两相互垂直平面内的弯曲 246

12.3拉伸（压缩）与弯曲的组合变形 249

12.3.1拉伸（压缩）与弯曲的组合变形的应力计算 249

12.3.2偏心拉伸与压缩 251

12.4弯曲与扭转的组合变形 254

小结 255

习题 256

第13章 压杆稳定 260

13.1概述 260

13.2细长中心受压直杆临界力的欧拉公式 261

13.2.1两端铰支约束下等直细长压杆临界力的欧拉公式 261

13.2.2不同杆端约束下等直细长压杆临界力的欧拉公式 263

13.3欧拉公式的适用范围临界应力总图 265

13.3.1临界应力和柔度 265

13.3.2欧拉公式的适用范围 265

13.3.3压杆的临界应力总图 266

13.4细长压杆的稳定计算 266

13.4.1实际细长压杆的稳定因数 266

13.4.2压杆的稳定计算 269

13.5提高压杆稳定性的措施 272

小结 273

习题 273

第14章 动荷载与疲劳问题简介 277

14.1概述 277

14.2构件做匀变速直线运动或匀速转动时的动应力 277

14.2.1构件做匀变速直线运动时的动应力 277

14.2.2构件做匀速转动时的动应力 280

14.3构件受冲击荷载作用时的动应力和变形计算 282

14.3.1竖直冲击时的动应力计算 283

14.3.2水平冲击时的动应力计算 285

14.4交变应力与疲劳问题简介 287

14.4.1交变应力下疲劳破坏的概念 287

14.4.2疲劳计算的基本参量 288

14.4.3对称循环的疲劳强度 290

小结 290

习题 291

附录 295

附录Ⅰ截面的几何性质 295

Ⅰ.1静矩与形心 295

Ⅱ.2极惯性矩惯性矩惯性积 297

Ⅲ.3计算惯性矩和惯性积的平行移轴公式 299

Ⅳ.4计算惯性矩和惯性积的转轴公式主惯性轴和主惯性矩 301

小结 304

习题 305

附录Ⅱ 截面的几何性质 309

习题答案 322

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