工程力學(xué)

前言

本書(shū)按照教育部高等學(xué)校工科工程力學(xué)課程（中、少學(xué)時(shí)）教學(xué)基本要求和全國(guó)各高校工程力學(xué)課程（中、短學(xué)時(shí)）實(shí)際執(zhí)行教學(xué)大綱來(lái)編寫(xiě)?？蛇m用于環(huán)境、冶金、化工、地礦、測(cè)繪、安全、包裝、印刷和電類(lèi)等專業(yè)本科中、少學(xué)時(shí)以及大專院校的?？平虒W(xué)，也可供成人教育及工程技術(shù)人員參考使用。本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中，編者結(jié)合多年來(lái)“工程力學(xué)”的教學(xué)實(shí)踐，本著突出重點(diǎn)、簡(jiǎn)化理論推導(dǎo)、注重實(shí)用、易講易學(xué)的原則，力圖做到用有限的學(xué)時(shí)使學(xué)生掌握最基本的經(jīng)典內(nèi)容，用以解決簡(jiǎn)單的實(shí)際工程問(wèn)題。本書(shū)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）適當(dāng)提高了理論講述的起點(diǎn)，對(duì)學(xué)生在物理等前期課程中已學(xué)過(guò)的內(nèi)容，有些不再編人書(shū)中，有些則考慮到本課程的系統(tǒng)性和便于學(xué)生學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)，精簡(jiǎn)地編人了本書(shū)。在講述中，采用了由淺入深，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由質(zhì)點(diǎn)到質(zhì)點(diǎn)系，由軸向拉壓變形再到扭轉(zhuǎn)、彎曲變形的循序漸進(jìn)的次序，便于學(xué)生理解和掌握。（2）加強(qiáng)了基本概念、基本理論和基本方法的講述，對(duì)于平面任意力系、點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)、剛體平面運(yùn)動(dòng)、動(dòng)能定理、動(dòng)靜法、軸向拉壓的強(qiáng)度計(jì)算、扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度和剛度計(jì)算、彎曲的內(nèi)力圖和彎曲的強(qiáng)度計(jì)算以及二向應(yīng)力狀態(tài)的分析等主要內(nèi)容進(jìn)行了重點(diǎn)講述。在例題中，著重講述分析問(wèn)題的思路和解決問(wèn)題的方法和步驟。對(duì)于一些重點(diǎn)章節(jié)，本書(shū)還配置了一些“一題多解”等有助于開(kāi)發(fā)學(xué)生思維能力的例題。（3）本書(shū)的習(xí)題和思考題選編了“理論力學(xué)試題庫(kù)”、“材料辦學(xué)試題庫(kù)”和中外習(xí)題集中一部分優(yōu)秀、新穎、適中的試題。各章后均有本章小結(jié)，以方便學(xué)生歸納、總結(jié)和復(fù)習(xí)，習(xí)題附有參考答案。全書(shū)的內(nèi)容涵蓋了靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和材料力學(xué)。共分為兩部分四篇，第一部分為理論力學(xué)，包括三篇，分別為靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)；第二部分為材料力學(xué)。全書(shū)共24章。參加本書(shū)編寫(xiě)的人員有：王永巖（第1～8、10～14章）、孫雙雙（第15、19～21章，附錄A、B）、劉文秀（緒論，第9、22、23章）、朱惠華（第16、17章）、袁向麗（第18、24章）。本書(shū)由國(guó)家級(jí)教學(xué)名師王永巖教授任主編，孫雙雙博士任副主編。本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中參閱了各兄弟院校的優(yōu)秀教材，在此致以衷心的感謝。由于編者水平有限、編寫(xiě)時(shí)間倉(cāng)促，書(shū)中難免有疏漏之處，衷心希望讀者批評(píng)指正。本書(shū)配有“工程力學(xué)電子教程”（教師多媒體電子教案）光盤(pán)一張（王永巖等），該光盤(pán)由科學(xué)出版社出版，歡迎廣大師生選用。

內(nèi)容概要

　　《工程力學(xué)》按教育部高等學(xué)校工科工程力學(xué)課程（中、少學(xué)時(shí)）教學(xué)基本要求和全國(guó)各高校工程力學(xué)課程（中、短學(xué)時(shí)）實(shí)際執(zhí)行教學(xué)大綱編寫(xiě)而成。編寫(xiě)中收集了全國(guó)各高校多年來(lái)工程力學(xué)教學(xué)改革的共識(shí)，適當(dāng)提高了理論講述起點(diǎn)，加強(qiáng)了基本概念、基本理論和基本方法的講述。還選編了有關(guān)“工程力學(xué)試題庫(kù)”中部分優(yōu)秀試題作為《工程力學(xué)》的習(xí)題和思考題，各章后均設(shè)有本章小結(jié)，習(xí)題附有答案，方便學(xué)生自學(xué)、歸納、總結(jié)和復(fù)習(xí)。　　《工程力學(xué)》可作為環(huán)境、安全、采礦、暖通、地質(zhì)、測(cè)量、冶金、化工及電類(lèi)等專業(yè)中、短學(xué)時(shí)本科生和?？粕慕滩幕蚪虒W(xué)參考書(shū)，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考?！　　豆こ塘W(xué)》配套有“工程力學(xué)電子教程”（教師多媒體電子教案）光盤(pán)一張。

作者簡(jiǎn)介

王永巖，男，1956年12月生，教授、博士生導(dǎo)師、國(guó)家級(jí)教學(xué)名師。1982年于遼寧工程技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)并獲力學(xué)、礦建雙學(xué)士學(xué)位，1983～1985年在東北大學(xué)攻讀碩士，1998～2001年在遼寧工程技術(shù)大學(xué)攻讀博士，并獲“遼寧省優(yōu)秀博士論文獎(jiǎng)”和“國(guó)家優(yōu)秀博士論文提名獎(jiǎng)”，1995年破格晉升為教授，2001年被聘為博士生導(dǎo)師。主要研究方向：計(jì)算力學(xué)結(jié)構(gòu)仿真及預(yù)測(cè)、巖石力學(xué)與礦壓控制、機(jī)械振動(dòng)及控制、虛擬工程。主講“理論力學(xué)”國(guó)家級(jí)精品課程等20余門(mén)，已培養(yǎng)40余名博士、碩士研究生；主編出版《動(dòng)態(tài)子結(jié)構(gòu)方法及其應(yīng)用》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《工程力學(xué)》、《結(jié)構(gòu)力學(xué)》、《有限元》、《振動(dòng)力學(xué)》、《彈性力學(xué)》、《流體力學(xué)》等力學(xué)系列教材、專著、課堂教學(xué)軟件和英漢雙語(yǔ)電子教程26部，共1000多萬(wàn)字。在國(guó)內(nèi)外核心刊物上發(fā)表論文80余篇。主持國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家“863”子項(xiàng)目、省基金項(xiàng)目和教育部教改項(xiàng)目等20余項(xiàng)，有23項(xiàng)教學(xué)成果在全國(guó)27個(gè)省、市232所大專院校和國(guó)外兩所大學(xué)使用，并受到好評(píng)。主持的項(xiàng)目獲國(guó)家教學(xué)成果二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，省教學(xué)成果一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，省教學(xué)成果二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，國(guó)家級(jí)行業(yè)二、三等獎(jiǎng)3項(xiàng)。先后被評(píng)為遼寧省突出貢獻(xiàn)專家、省科技工作者、省優(yōu)秀教師、省五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)潞褪惺蠼艹銮嗄?、市青年科技先鋒、市專業(yè)技術(shù)拔尖人才和市特等勞模等榮譽(yù)稱號(hào)，獲國(guó)務(wù)院政府特殊津貼，2003年被評(píng)為首屆“國(guó)家級(jí)教學(xué)名師”。2009年他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)獲得“國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)”稱號(hào)。

書(shū)籍目錄

前言緒論第1篇 靜力學(xué)第1章 靜力學(xué)基本公理和物體的受力分析1.1 靜力學(xué)基本概念1.2 靜力學(xué)基本公理1.3 約束與約束反力1.4 物體的受力分析和受力圖本章小結(jié)思考題習(xí)題第2章 平面匯交力系與平面力偶理論2.1 平面匯交力系合成與平衡的幾何法2.2 平面匯交力系合成與平衡的解析法2.3 力矩與力偶的概念及其性質(zhì)2.4 平面力偶系的合成與平衡本章小結(jié)思考題習(xí)題第3章 平面任意力系3.1 力線平移定理3.2 平面任意力系向已知點(diǎn)的簡(jiǎn)化與力系的主矢和主矩3.3 簡(jiǎn)化結(jié)果分析與合力矩定理3.4 平面任意力系的平衡條件與平衡方程3.5 平面平行力系的平衡方程3.6 靜定和靜不定問(wèn)題與物體系統(tǒng)的平衡3.7 平面簡(jiǎn)單桁架的內(nèi)力計(jì)算本章小結(jié)思考題習(xí)題第4章 摩擦4.1 引言4.2 滑動(dòng)摩擦4.3 考慮滑動(dòng)摩擦?xí)r的平衡問(wèn)題4.4 滾動(dòng)摩擦的概念本章小結(jié)思考題習(xí)題第5章 空間力系5.1 力在空間坐標(biāo)軸上的投影5.2 力對(duì)軸的矩、力對(duì)點(diǎn)的矩與合力矩定理5.3 空間匯交力系的合成與平衡5.4 空間任意力系的平衡方程與空間約束5.5 空間平行力系的中心與物體的重心本章小結(jié)思考題習(xí)題第2篇 運(yùn)動(dòng)學(xué)第6章 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)6.1 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的矢徑法6.2 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的直角坐標(biāo)法6.3 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的自然法本章小結(jié)思考題習(xí)題第7章 剛體的基本運(yùn)動(dòng)7.1 剛體的平行移動(dòng)7.2 剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)7.3 定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度和加速度本章小結(jié)思考題習(xí)題第8章 點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)8.1 點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)的概念8.2 點(diǎn)的速度合成定理8.3 牽連運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理8.4 牽連運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理本章小結(jié)思考題習(xí)題第9章 剛體的平面運(yùn)動(dòng)9.1 剛體平面運(yùn)動(dòng)的概念9.2 平面運(yùn)動(dòng)分解為平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)9.3 平面圖形內(nèi)各點(diǎn)的速度9.4 平面圖形內(nèi)各點(diǎn)的加速度本章小結(jié)思考題習(xí)題第3篇 動(dòng)力學(xué)第10章 動(dòng)力學(xué)基本方程10.1 動(dòng)力學(xué)基本定律10.2 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的微分方程10.3 質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的兩類(lèi)基本問(wèn)題本章小結(jié)思考題習(xí)題第11章 動(dòng)量定理11.1 動(dòng)力學(xué)普遍定理概述11.2 質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理11.3 質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理11.4 質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理本章小結(jié)思考題習(xí)題第12章 動(dòng)量矩定理12.1 質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量矩定理12.2 質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量矩定理12.3 剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)微分方程12.4 剛體對(duì)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量本章小結(jié)思考題習(xí)題第13章 動(dòng)能定理13.1 功與功率13.2 動(dòng)能13.3 質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理13.4 質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理13.5 動(dòng)力學(xué)普遍定理的綜合應(yīng)用本章小結(jié)思考題習(xí)題第14章 動(dòng)靜法14.1 質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)靜法14.2 質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)靜法14.3 剛體慣性力系的簡(jiǎn)化14.4 剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)軸承動(dòng)反力的概念本章小結(jié)思考題習(xí)題第4篇 材料力學(xué)第15章 材料力學(xué)的基本概念15.1 材料力學(xué)的任務(wù)15.2 變形固體的基本假設(shè)15.3 構(gòu)件分類(lèi)及桿件變形的基本形式本章小結(jié)思考題習(xí)題第16章 軸向拉伸與壓縮16.1 軸向拉伸或壓縮時(shí)的內(nèi)力16.2 軸向拉伸或壓縮時(shí)的應(yīng)力16.3 軸向拉伸或壓縮時(shí)的變形16.4 材料拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能16.5 桿件拉伸或壓縮時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算16.6 軸向拉伸或壓縮時(shí)的應(yīng)變能16.7 圣維南原理和應(yīng)力集中本章小結(jié)思考題習(xí)題第17章 剪切和擠壓17.1 剪切的實(shí)用計(jì)算17.2 擠壓的實(shí)用計(jì)算本章小結(jié)思考題習(xí)題第18章 扭轉(zhuǎn)18.1 扭轉(zhuǎn)的概念和工程實(shí)際中的扭轉(zhuǎn)問(wèn)題18.2 桿件扭轉(zhuǎn)時(shí)的內(nèi)力18.3 切應(yīng)力互等定理與剪切胡克定律18.4 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和變形18.5 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度和剛度計(jì)算18.6 矩形截面桿的扭轉(zhuǎn)本章小結(jié)思考題習(xí)題第19章 彎曲內(nèi)力19.1 彎曲的相關(guān)概念19.2 靜定梁的分類(lèi)19.3 剪力與彎矩19.4 剪力圖和彎矩圖19.5 載荷集度、剪力和彎矩間的微分關(guān)系本章小結(jié)思考題習(xí)題第20章 彎曲應(yīng)力20.1 彎曲正應(yīng)力20.2 彎曲正應(yīng)力的強(qiáng)度條件20.3 彎曲切應(yīng)力及強(qiáng)度條件20.4 提高彎曲強(qiáng)度的措施本章小結(jié)思考題習(xí)題第21章 彎曲變形21.1 梁彎曲的基本方程21.2 用積分法求彎曲變形21.3 用疊加法求彎曲變形21.4 梁的剛度條件本章小結(jié)思考題習(xí)題第22章 應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論22.1 應(yīng)力狀態(tài)的概念22.2 二向應(yīng)力狀態(tài)分析——解析法22.3 二向應(yīng)力狀態(tài)分析一一圖解法22.4 三向應(yīng)力狀態(tài)分析22.5 廣義胡克定律22.6 強(qiáng)度理論及其應(yīng)用本章小結(jié)思考題習(xí)題第23章 組合變形23.1 組合變形的概念23.2 拉伸（壓縮）與彎曲的組合23.3 扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合本章小結(jié)思考題習(xí)題第24章 壓桿穩(wěn)定24.1 壓桿穩(wěn)定的概念24.2 細(xì)長(zhǎng)壓桿臨界壓力的歐拉公式24.3 臨界應(yīng)力與歐拉公式的應(yīng)用范圍24.4 壓桿的穩(wěn)定性計(jì)算24.5 提高壓桿穩(wěn)定性的措施本章小結(jié)思考題習(xí)題習(xí)題答案參考文獻(xiàn)附錄A 截面圖形的幾何性質(zhì)附錄B 型鋼表

章節(jié)摘錄

插圖：1.工程力學(xué)的研究?jī)?nèi)容工程力學(xué)涉及眾多的力學(xué)學(xué)科，所包含的內(nèi)容極其廣泛，本書(shū)只包含靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)以及材料力學(xué)部分。靜力學(xué)是工程力學(xué)以及其他工科力學(xué)課程的基礎(chǔ)，其主要研究物體在力系作用下的平衡規(guī)律，包括物體的受力分析、力系的等效替換（或者簡(jiǎn)化）以及建立各種力系的平衡條件。運(yùn)動(dòng)學(xué)研究物體運(yùn)動(dòng)的幾何性質(zhì)，包括運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)方程、速度和加速度等，而不追究物體為什么會(huì)有這樣的運(yùn)動(dòng)特性。運(yùn)動(dòng)學(xué)是學(xué)習(xí)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)，同時(shí)也為分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)提供必要的基礎(chǔ)。動(dòng)力學(xué)研究物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)與作用力之間的關(guān)系，建立物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的普遍規(guī)律。材料力學(xué)研究構(gòu)件在外力的作用下，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生什么樣的力，這些力是怎樣分布的，會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件有怎樣的變形，以及這些變形對(duì)構(gòu)件的正常工作會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響。工程實(shí)際中，結(jié)構(gòu)的元件、機(jī)器的零部件，統(tǒng)稱為構(gòu)件。如建筑物的粱和柱、機(jī)床的軸等。構(gòu)件在工作時(shí)，載荷過(guò)大會(huì)使其喪失正常的工作能力，這種現(xiàn)象稱為失效或破壞。為使構(gòu)件在載荷作用下能正常工作而不破壞，也不發(fā)生過(guò)大的變形和不喪失穩(wěn)定，要求構(gòu)件滿足三方面的要求：強(qiáng)度要求、剛度要求、穩(wěn)定性要求。強(qiáng)度要求就是指在外載作用下，構(gòu)件應(yīng)有足夠的抵抗破壞和過(guò)大塑性變形的能力。例如，沖床曲軸不可折斷、儲(chǔ)氣罐不應(yīng)爆破、鉆床的立柱不應(yīng)折彎等。剛度要求就是指在外載作用下，構(gòu)件應(yīng)有足夠的抵抗彈性變形的能力。例如，齒輪軸若變形過(guò)大，將造成齒輪和軸承的不均勻磨損引起噪聲；機(jī)床主軸變形過(guò)大，將影響加工精度。穩(wěn)定性要求就是指在外載作用下，構(gòu)件應(yīng)有足夠的保持原有平衡狀態(tài)的能力，如內(nèi)燃機(jī)的挺桿、千斤頂?shù)穆輻U、翻斗貨車(chē)的液壓機(jī)構(gòu)中的頂桿等，應(yīng)始終維持原有的直線平衡狀態(tài)，保證不被壓彎。

編輯推薦

《工程力學(xué)》：首屆國(guó)家級(jí)教學(xué)名師多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶，按照教育部工科工程力學(xué)教學(xué)基本要求編寫(xiě)，精簡(jiǎn)內(nèi)容，加強(qiáng)對(duì)基本概念、理論和方法的講述，各章后附有小結(jié)，習(xí)題附有答案，方便學(xué)生自學(xué)，配套有“工程力學(xué)電子教程”和“英漢雙語(yǔ)工程力學(xué)電子教程”。

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