力學(xué)基礎(chǔ)

前言

本叢書是在全國勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)工程師管理委員會(huì)的指導(dǎo)下，由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部執(zhí)業(yè)資格注冊(cè)中心組織編寫的，其目的在于進(jìn)一步幫助勘察設(shè)計(jì)行業(yè)廣大專業(yè)技術(shù)人員更準(zhǔn)確、更清晰地了解勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)工程師執(zhí)業(yè)資格考試對(duì)他們的科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的具體要求。新考試大綱將勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)工程師公共基礎(chǔ)知識(shí)要求定位在“工程科學(xué)基礎(chǔ)”、“現(xiàn)代工程技術(shù)基礎(chǔ)”和“現(xiàn)代工程管理基礎(chǔ)”三個(gè)方面，其中包含理論性、方法性、技術(shù)性和知識(shí)性四個(gè)層次的基本要求。上述的三個(gè)方面和它們所包含的四個(gè)層次知識(shí)要求是從勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)工程師執(zhí)業(yè)資格考試的角度提出的，是對(duì)工程師執(zhí)業(yè)所必須具備的基本素養(yǎng)的檢驗(yàn)。它有別于高?；A(chǔ)課程教學(xué)的要求，但又和他們所受教育的背景有關(guān)；它不是對(duì)應(yīng)考者學(xué)歷資格的重復(fù)檢驗(yàn)，但又必須和我國高等工程教育的狀況保持必要的銜接。從工程師公共基礎(chǔ)知識(shí)檢驗(yàn)的角度，編者在叢書中力圖體現(xiàn)新考試大綱的下述基本精神：1．對(duì)理論性問題，重基本概念描述物質(zhì)世界基本規(guī)律的定理、定律，以及和從事工程設(shè)計(jì)工作的工程師們密切相關(guān)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基本規(guī)律是人們終身收益的知識(shí)精髓，是保證工程師能夠跟上科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，作到“與時(shí)俱進(jìn)”的重要條件，工程師們必須對(duì)此具有清晰的概念和深刻的認(rèn)識(shí)，要求“招之即來，來之能用”。對(duì)于更進(jìn)一步的要求，如奇異現(xiàn)象解釋、疑難問題處理、綜合問題求解等則不做要求；2．對(duì)方法性問題，重要領(lǐng)方法指的是處理問題基本的科學(xué)方法，包括數(shù)學(xué)的、物理的、力學(xué)的、化學(xué)的，以及社會(huì)和經(jīng)濟(jì)等各個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科的基本描述與分析方法，如問題的描述與建模、模型求解、統(tǒng)計(jì)方法、數(shù)值計(jì)算，映射變換，物理實(shí)驗(yàn)，化學(xué)分析等等。這些普遍的科學(xué)方法也都是人們終身受益的科學(xué)精髓，工程師們對(duì)這些基本方法的核心思想必須深刻領(lǐng)悟，對(duì)這些方法的基本要領(lǐng)必須掌握。但不強(qiáng)調(diào)解題技巧、難題求解以及復(fù)雜問題的綜合分析等。3．對(duì)技術(shù)性問題，重要點(diǎn)技術(shù)性問題，如技術(shù)名詞、術(shù)語的含義、技術(shù)設(shè)備的基本原理、應(yīng)用系統(tǒng)的基本組成和主要功能等，要求具有明晰的概念和清楚的認(rèn)識(shí)，而一些具體的細(xì)節(jié)問題，如技術(shù)設(shè)備和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法與實(shí)現(xiàn)手段，以及和運(yùn)行操作、維護(hù)管理有關(guān)的問題等，本叢書并不做特別的強(qiáng)調(diào)。鑒于現(xiàn)代電氣與信息技術(shù)已經(jīng)成為各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域核心技術(shù)中重要的、共有的組成部分，新大綱強(qiáng)調(diào)了對(duì)該技術(shù)領(lǐng)域知識(shí)的檢驗(yàn)，在本叢書中也給予了特別的重視。4．對(duì)知識(shí)性問題，重知識(shí)面知識(shí)性問題是指那些對(duì)工程師而言是重要的、必要的常識(shí)性問題。知識(shí)性問題注重檢驗(yàn)工程師們的知識(shí)面和應(yīng)對(duì)科技進(jìn)步挑戰(zhàn)的潛力，并不要求對(duì)多學(xué)科、多領(lǐng)域知識(shí)的系統(tǒng)掌握和深入理解。知識(shí)性問題遍布大綱的各個(gè)部分，在信息與計(jì)算機(jī)、經(jīng)濟(jì)與法律法規(guī)部分則有更多體現(xiàn)。叢書對(duì)知識(shí)性內(nèi)容以簡(jiǎn)要、通俗的方式予以敘述或介紹。應(yīng)當(dāng)指出，上述所不特別強(qiáng)調(diào)的問題或內(nèi)容只是從對(duì)工程師公共基礎(chǔ)知識(shí)背景檢驗(yàn)或認(rèn)定的角度考慮的，并不是說這些問題或內(nèi)容對(duì)工程師不重要。相反，這些問題和內(nèi)容是重要的，但它們應(yīng)當(dāng)在專業(yè)基礎(chǔ)以及專業(yè)知識(shí)和能力的檢驗(yàn)中去體現(xiàn)。根據(jù)上述的基本精神和處理原則，讀者不難理解本叢書的下述性質(zhì)和作用：1．叢書是對(duì)大綱條目?jī)?nèi)涵和外延的具體界定和詳盡說明，它是一套準(zhǔn)確反映考試要求的詳解手冊(cè)而不是教科書。對(duì)于已有的知識(shí)，讀者可以從中得到溫故知新；對(duì)于或缺的知識(shí)，讀者可以從中得到進(jìn)一步學(xué)習(xí)的指導(dǎo)，從而有效地加以補(bǔ)充。2．執(zhí)業(yè)資格考試的性質(zhì)決定了它有別于學(xué)校培養(yǎng)人才的合格性認(rèn)定，它不是對(duì)學(xué)歷背景的重新檢驗(yàn)，所以考試大綱不是高校基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱的簡(jiǎn)單集合，它既包含高校課程的核心內(nèi)容，也包括對(duì)勘察設(shè)計(jì)工程師基本素質(zhì)的特定要求。讀者必須按照考試大綱的要求，逐條落實(shí)自己的應(yīng)考準(zhǔn)備，不可因盲目通讀大學(xué)課本而事倍功半。本叢書將對(duì)此提供有益的幫助。3．執(zhí)業(yè)資格考試實(shí)質(zhì)上是一種國家設(shè)立的某一專業(yè)領(lǐng)域資格的認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容結(jié)構(gòu)既有公共性，也有專業(yè)性，公共部分內(nèi)容要求原則上不考慮個(gè)體差異的消弭或不同學(xué)歷背景間的平衡。本叢書也不是教科書，并不提供考試大綱條目?jī)?nèi)容所涉及知識(shí)體系的全貌，它只是一份詳細(xì)的提綱，為應(yīng)考者提供脈絡(luò)清晰的備考指導(dǎo)。讀者還必須根據(jù)自身的情況做出自己的安排，作好切實(shí)的準(zhǔn)備，該復(fù)習(xí)的復(fù)習(xí)、該補(bǔ)充的補(bǔ)充，沒有捷徑可走。為便于讀者使用，叢書分四冊(cè)編寫：1．第1冊(cè)《數(shù)理化基礎(chǔ)》：，本冊(cè)構(gòu)成本叢書工程科學(xué)基礎(chǔ)的前3章，即數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、物理基礎(chǔ)和化學(xué)基礎(chǔ)3章，是工程科學(xué)基礎(chǔ)要求的核心部分，包含描述物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基本理論和基本方法的提要和必要的講解。對(duì)于學(xué)歷基礎(chǔ)厚實(shí)的讀者，只要瀏覽本冊(cè)，了解具體要求即可；對(duì)于基礎(chǔ)欠缺的讀者則需要認(rèn)真補(bǔ)充并深入理解有關(guān)的基礎(chǔ)概念、理論和方法。2．第2冊(cè)《力學(xué)基礎(chǔ)》：本冊(cè)構(gòu)成本叢書工程科學(xué)基礎(chǔ)的后3章，即第4～6章。它根據(jù)勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)工程師對(duì)工程力學(xué)基礎(chǔ)的特殊要求編寫，包含理論力學(xué)、材料力學(xué)和流體力學(xué)三個(gè)學(xué)科的基本理論、方法和應(yīng)用的提要與講解。建議所有讀者都應(yīng)精讀本冊(cè)并認(rèn)真準(zhǔn)備，借應(yīng)考之機(jī)全面充實(shí)自身的力學(xué)知識(shí)，提高力學(xué)修養(yǎng)，加強(qiáng)運(yùn)用力學(xué)知識(shí)分析工程問題的能力。3．第3冊(cè)《電氣與信息技術(shù)基礎(chǔ)》：現(xiàn)代工程技術(shù)基礎(chǔ)包括諸多方面，但作為勘察設(shè)計(jì)行業(yè)各個(gè)專業(yè)共同的基礎(chǔ)，則非電氣與信息技術(shù)莫屬。電氣與信息包括電工技術(shù)、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)三個(gè)領(lǐng)域，它們的核心任務(wù)都是處理信息，所以本叢書以信息為主線，將它們作為一個(gè)整體集中于一冊(cè)中加以說明。本冊(cè)共分三章編寫，即叢書的第7～9章，分別闡述對(duì)電工電子、信號(hào)與信息，以及計(jì)算機(jī)三個(gè)方面的知識(shí)性要求，其中信號(hào)與信息是信息處理的核心概念，電工電子是信息處理的核心技術(shù)，而計(jì)算機(jī)則是信息處理的主要工具。讀者對(duì)本冊(cè)的內(nèi)容會(huì)感到似曾相識(shí)卻又相距甚遠(yuǎn)，覺得自己的知識(shí)不甚完整、概念不甚明晰。所以，盡管本冊(cè)的內(nèi)容是知識(shí)性的，還是應(yīng)當(dāng)予以足夠重視，通過必要的學(xué)習(xí)建立現(xiàn)代信息技術(shù)更清晰的概念，獲取現(xiàn)代信息技術(shù)更全面的知識(shí)，增強(qiáng)自己運(yùn)用信息技術(shù)的能力。4．第4冊(cè)《工程經(jīng)濟(jì)與法律法規(guī)》：本冊(cè)構(gòu)成叢書的最后兩章，即第10章、第11章。工程經(jīng)濟(jì)與法律法規(guī)是工程設(shè)計(jì)的社會(huì)要素，它和前面那些科學(xué)與技術(shù)要素具有同等的重要性，所以，新大綱強(qiáng)化了這方面知識(shí)的考核要求也就不言而喻了。盡管在我國的高等工程教育中設(shè)立了經(jīng)濟(jì)與法規(guī)的相關(guān)課程，但在學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程中卻往往得不到足夠的重視，所以，讀者要特別關(guān)注本冊(cè)的內(nèi)容，通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)來增強(qiáng)自身的社會(huì)意識(shí)，做一個(gè)基礎(chǔ)知識(shí)全面、綜合素質(zhì)優(yōu)秀的合格的設(shè)計(jì)工程師。本叢書的編寫是全國勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)工程師公共基礎(chǔ)考試大綱修訂工作的一個(gè)重要組成部分，編寫的思路是明晰的，諒必會(huì)有益于讀者。但是，由于編寫時(shí)間緊促，必定存在諸多不完善之處，還望讀者及各方面人士不吝指教。

內(nèi)容概要

　　《力學(xué)基礎(chǔ)（第2冊(cè)）》是由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部執(zhí)業(yè)資格注冊(cè)中心組編，由勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)工程師考試委員會(huì)主編，根據(jù)最新修定的2009版的《勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)工程師公共基礎(chǔ)考試大綱》同步編寫的一套輔導(dǎo)叢書中的一本——《力學(xué)基礎(chǔ)》。本書分理論力學(xué)、材料力學(xué)和流體力學(xué)共三章，完全按照考試大綱要求的知識(shí)點(diǎn)、深度和廣度對(duì)這三門基礎(chǔ)課進(jìn)行了系統(tǒng)且簡(jiǎn)明扼要的闡述，并穿插了歷年的有代表性考題配合講解，以便考生能在最短的時(shí)間內(nèi)熟悉并掌握考試要點(diǎn)和解題訣竅，從而在繁忙的工作之余有效地抓住要點(diǎn)，梳理出脈絡(luò)，進(jìn)行備考復(fù)習(xí)，順利通過考試?！　　读W(xué)基礎(chǔ)（第2冊(cè)）》適合于所有參加全國勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)工程師各專業(yè)考試的備考人員。

書籍目錄

前言第4章 理論力學(xué)4.1 靜力學(xué)4.1.1 基本概念4.1.2 約束與約束力4.1.3 平面匯交力系4.1.4 平面力偶理論4.1.5 平面任意力系4.1.6 平面靜定桁架結(jié)構(gòu)的平衡問題4.1.7 摩擦4.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)4.2.1 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)4.2.2 剮體的基本運(yùn)動(dòng)4.3 動(dòng)力學(xué)4.3.1 牛頓定律及質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)微分方程4.3.2 動(dòng)量定理4.3.3 動(dòng)量矩定理4.3.4 動(dòng)能定理4.3.5 達(dá)朗貝爾原理4.3.6 質(zhì)點(diǎn)的直線振動(dòng)第5章 材料力學(xué)5.1 緒論5.1.1 材料力學(xué)的任務(wù)5.1.2 材料力學(xué)的研究對(duì)象5.1.3 材料力學(xué)的基本假設(shè)5.1.4 內(nèi)力及應(yīng)力5.1.5 位移變形及應(yīng)變5.1.6 構(gòu)件的基本變形5.2 軸向拉伸與壓縮5.2.1 軸向拉伸與壓縮的概念5.2.2 拉壓桿橫截面上的內(nèi)力5.2.3 橫截面上的應(yīng)力及強(qiáng)度條件5.2.4 斜截面上的應(yīng)力5.2.5 拉壓變形與胡克定律5.2.6 簡(jiǎn)單拉壓超靜定(靜不定)問題5.2.7 材料拉伸壓縮時(shí)的力學(xué)性能5.3 剪切5.3.1 剪切的概念5.3.2 剪切強(qiáng)度的實(shí)用計(jì)算5.3.3 擠壓強(qiáng)度的實(shí)用計(jì)算5.4 圓軸扭轉(zhuǎn)5.4.1 扭轉(zhuǎn)概念5.4.2 扭矩與扭矩圖5.4.3 切應(yīng)力互等定理與剪切胡克定律5.4.4 圓軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力與強(qiáng)度條件5.4.5 圓軸的扭轉(zhuǎn)變形與剛度條件5.5 截面的幾何性質(zhì)5.5.1 靜矩與形心5.5.2 簡(jiǎn)單截面的慣性矩與慣性積5.5.3 形心主慣性軸與形心主慣性矩5.5.4 組合截面的二次矩與平行移軸公式5.6 彎曲內(nèi)力5.6.1 平面彎曲的概念5.6.2 彎曲內(nèi)力及內(nèi)力圖5.6.3 分布荷載集度q與剪力彎矩肼之間的微分關(guān)系5.7 彎曲應(yīng)力5.7.1 彎曲正應(yīng)力5.7.2 彎曲切應(yīng)力5.7.3 彎曲強(qiáng)度條件5.7.4 提高梁強(qiáng)度的措施5.7.5 彎曲中心的概念5.8 彎曲變形5.8.1 梁的撓曲線撓度與轉(zhuǎn)角5.8.2 撓曲線近似微分方程5.8.3 梁變形的求解5.8.4 梁的剛度條件和提高梁彎曲剛度的措施5.8.5 變形比較法求解簡(jiǎn)單超靜定(靜不定)梁5.9 應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論5.9.1 應(yīng)力狀態(tài)的概念5.9.2 平面應(yīng)力狀態(tài)分析的解析法5.9.3 平面應(yīng)力狀態(tài)分析的圖解法5.9.4 三向應(yīng)力狀態(tài)及廣義胡克定律5.9.5 強(qiáng)度理論5.10 組合變形5.10.1 組合變形的概念5.10.2 斜彎曲5.10.3 軸向拉伸(壓縮)與彎曲組合5.10.4 彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形5.11 壓桿穩(wěn)定5.11.1 壓桿穩(wěn)定性的概念5.11.2 細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界力5.11.3 臨界應(yīng)力及歐拉公式的適用范圍5.11.4 臨界應(yīng)力總圖5.11.5 壓桿穩(wěn)定校核5.11.6 提高穩(wěn)定性的措施第6章 流體力學(xué)6.1 流體主要物性及流體靜力學(xué)6.1.1 流體的連續(xù)介質(zhì)模型6.1.2 流體的慣性6.1.3 流體的壓縮性和熱脹性6.1.4 流體的粘性6.1.5 流體靜壓強(qiáng)及其特性6.1.6 重力作用下靜水壓強(qiáng)的分布規(guī)律6.1.7 作用于平面的液體總壓力的計(jì)算6.2 流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)6.2.1 流場(chǎng)的基本概念6.2.2 恒定總流的連續(xù)性方程6.2.3 恒定總流的能量方程6.2.4 恒定總流的動(dòng)量方程6.3 流動(dòng)阻力和能量損失6.3.1 實(shí)際流體流動(dòng)的兩種流態(tài)6.3.2 均勻流基本方程6.3.3 圓管中的層流運(yùn)動(dòng)6.3.4 圓管中的紊流運(yùn)動(dòng)6.3.5 局部水頭損失，6.3.6 局部阻礙之間的相互干擾和減阻措施6.3.7 邊界層的基本概念6.4 孔口管嘴管道流動(dòng)6.4.1 孔口自由出流6.4.2 孔口淹沒出流6.4.3 管嘴出流6.4.4 有壓管道恒定流6.5 明渠恒定流6.5.1 明渠流的基本概念6.5.2 過水?dāng)嗝娴膸缀我?.5.3 明渠均勻流的水力特征和形成條件6.5.4 明渠均勻流基本公式6.5.5 明渠均勻流的水力最優(yōu)斷面6.5.6 明渠非均勻流6.6 滲流井和集水廊道6.6.1 概述6.6.2 滲流基本定律6.6.3 集水廊道6.6.4 單井6.7 相似原理和量綱分析6.7.1 流動(dòng)相似的基本概念6.7.2 相似準(zhǔn)則6.7.3 量綱與量綱和諧原理

章節(jié)摘錄

插圖：（1）減少梁跨長(zhǎng)靜定梁的跨長(zhǎng)l對(duì)彎曲變形影響最大，因?yàn)閾隙扰c跨度的三次方（集中力時(shí)）或四次方（分布力時(shí)）成正比。減少梁的跨長(zhǎng)，可以顯著降低最大彎矩。（2）超靜定梁超靜定梁比靜定梁增加了約束，使其剛度增大。例如車床在加工細(xì)長(zhǎng)工件時(shí)安裝尾架或頂尖支承（圖5.8-2），使工件由懸臂梁變?yōu)橐欢斯潭ㄒ欢算q支的超靜定梁，大幅降低了工件的彎曲變形，提高了加工精度。（3）改變截面形狀和合理安排荷載施加方式和支座位置其理由請(qǐng)參照提高梁強(qiáng)度措施一節(jié)。為提高梁的彎曲剛度，還可以選擇彈性模量高的材料。但需注意，各種鋼材的極限應(yīng)力差別較大，但它們的彈性模量卻相當(dāng)接近，選用優(yōu)質(zhì)鋼材比選用普通鋼材只能提高梁的強(qiáng)度并不能提高剛度。5.8.5變形比較法求解簡(jiǎn)單超靜定（靜不定）梁梁的支座反力數(shù)目超過了有效平衡方程數(shù)，單純依據(jù)靜力平衡不能確定全部未知力的梁稱為超靜定梁。多余約束：超出維持平衡所必須的約束稱為多余約束，相應(yīng)的約束反力稱為多余約束反力。超靜定的次數(shù)：等于多余約束或多余約束反力的個(gè)數(shù)。超靜定梁比靜定梁有許多優(yōu)點(diǎn)，如可用較少材料獲得較大的剛度和強(qiáng)度，個(gè)別約束破壞后仍可工作等。因而在工程中得到較多的應(yīng)用。但應(yīng)注意，增加結(jié)構(gòu)約束有時(shí)會(huì)增加成本。超靜定梁的解法：1）首先去掉多余約束得到靜定基；2）在靜定基的多余約束處加上約束反力（此力是未知力）；3）比較多余約束處的變形，多余約束處的變形必須與原超靜定梁在此處的約束相一致，由此列出變形協(xié)調(diào)條件。4）利用物理關(guān)系，將變形協(xié)調(diào)條件的位移關(guān)系轉(zhuǎn)換成力之間的關(guān)系，得到補(bǔ)充方程。5）補(bǔ)充方程與靜力平衡方程聯(lián)立求解，得到全部未知力。超靜定梁的這種解法稱為變形比較法。多余約束的選擇不是唯一的，可有不同選擇方式，應(yīng)以便于計(jì)算為宜。

編輯推薦

《力學(xué)基礎(chǔ)(第2冊(cè))》是由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部執(zhí)業(yè)資格注冊(cè)中心組編寫的。

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