應用力學

前言

應用力學是土建類專業(yè)的一門重要的技術基礎課。為充分體現(xiàn)教育部對高校人才培養(yǎng)方案的要求，本書在內容編寫方面力求突出高等院校的特點，對部分內容進行了整合，加強了基礎理論的應用性，并注重實踐能力、分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)。本教材內容力求做到清晰、簡練，避免不必要的煩瑣論證和敘述，將靜力學、材料力學和結構力學的內容有機地融合在一起，形成了簡練而又相對完整的教學體系。本教材的內容包括：應用力學概述、靜力學基礎、平面體系的幾何組成分析、力矩和平面力偶系、平面力系的合成與平衡、空問力系與重心、軸向拉伸與壓縮、剪切和圓軸扭轉的實用計算、截面的幾何性質、彎曲內力、彎曲應力、組合變形、壓桿穩(wěn)定、靜定結構的內力分析、靜定結構的位移計算、影響線及其應用、力法、位移法及力矩分配法共計18章。本教材還配有《應用力學學習指導》，供教師和學生選用。其中第2章、第4章、第5章由張玉華編寫；第6章、第7章、第8章由馬驪歌編寫；第3章、第9章由王茜編寫；第10章、第11章由巴斯德編寫；第12章、第13章由閆華編寫；第1章、第15章由孟凡成編寫；第16章、第17章、第18章由王雨楠編寫；第14章由呂永鵬編寫。本書由吉林大學朱偉民教授審閱，并對此提出了很好的建議和意見，特此致謝。由于編者水平有限，加之編寫時間倉促，書中難免存在不妥之處，敬請廣大讀者及同行批評指正。

內容概要

　　《應用力學》內容包含了教育部對高等教育力學課程教學基本要求的全部內容?！稇昧W》可作為高等院校學校土建類各專業(yè)的應用力學課程的教學和自學輔導用書，也可作為教師和有關工程技術人員的參考書。

書籍目錄

第1章 應用力學概述1.1 應用力學的研究內容1.2 剛體、變形固體及其基本假設1.3 荷載及其分類第2章 靜力學基礎2.1 靜力學的基本概念2.2 靜力學基本公理2.3 約束與約束反力2.4 結構的計算簡圖2.5 受力圖第3章 平面體系的幾何組成分析3.1 概述3.2 平面體系的計算自由度3.3 幾何不變體系的簡單組成規(guī)則3.4 體系的幾何組成分析第4章 力矩和平面力偶系4.1 力對點的矩4.2 力偶的概念及性質4.3 平面力偶系的合成與平衡第5章 平面力系的合成與平衡5.1 平面匯交力系合成與平衡的幾何法5.2 平面匯交力系合成與平衡的解析法5.3 平面任意力系的簡化及結果分析5.4 平面任意力系的平衡條件及其應用5.5 物體系統(tǒng)的平衡、靜定與超靜定第6章 空間力系與重心6.1 力在空間直角坐標軸上的投影6.2 力對軸的矩6.3 空問力系的平衡方程6.4 物體的重心第7章 軸向拉伸與壓縮7.1 軸向拉(壓)桿的內力與內力圖7.2 軸向拉(壓)桿橫截面上的正應力7.3 軸向拉(壓)桿的變形計算，7.4 材料在軸向拉伸和壓縮時的力學性能7.5 許用應力與安全系數(shù)7.6 軸向拉(壓)桿的強度計算第8章 剪切和圓軸扭轉的實用計算8.1 剪切和擠壓的實用計算8.2 剪切虎克定律與剪應力互等定理8.3 扭轉的概念8.4 圓軸扭轉時的內力8.5 扭轉強度計算8.6 圓軸扭轉時的變形及剛度條件第9章 截面的幾何性質9.1 靜矩和形心9.2 慣性矩、極慣性矩和慣性積9.3 慣性矩的平行移軸公式9.4 形心主慣性軸和形心主慣性矩的概念第10章 彎曲內力10.1 概述10.2 梁的內力10.3 梁的內力圖10.4 彎矩、剪力與荷載集度的微分關系10.5 疊加法畫彎矩圖第11章 彎曲應力11.1 純彎曲梁橫截面上的正應力11.2 梁的正應力強度條件11.3 梁的剪應力強度條件11.4 提高梁彎曲強度的途徑11.5 粱的主應力和強度理論第12章 組合變形12.1 概述12.2 斜彎曲12.3 偏心壓縮(拉伸)第13章 壓桿穩(wěn)定13.1 壓桿穩(wěn)定的概念13.2 細長壓桿臨界力的歐拉公式13.3 中長壓桿的臨界應力計算13.4 壓桿的穩(wěn)定計算13.5 提高壓桿穩(wěn)定性的措施第14章 靜定結構的內力分析14.1 多跨靜定梁14.2 靜定平面剛架14.3 三鉸拱14.4 靜定平面桁架14.5 組合結構第15章 靜定結構的位移計算15.1 概述15.2 虛功原理和位移計算的一般公式15.3 靜定結構在荷載作用下的位移計算15.4 圖乘法15.5 溫度改變和支座移動引起的位移15.6 彈性結構的互等定理15.7 梁的剛度及提高彎曲剛度的措施第16章 影響線及其應用16.1 概述16.2 單跨靜定梁的影響線16.3 多跨靜定梁的反力內力影響線16.4 影響線的應用16.5 簡支梁的絕對最大彎矩和簡支梁的內力包絡圖第17章 力法17.1 超靜定結構概述17.2 力法原理及力法典型方程17.3 力法計算步驟和示例17.4 對稱性的利用17.5 彈性中心法計算對稱無鉸拱第18章 位移法及力矩分配法18.1 位移法的基本原理18.2 位移法的基本未知量18.3 等截面直桿的轉角位移方程18.4 力矩分配法附錄 型鋼規(guī)格表參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：1.1.1 應用力學的研究對象應用力學是一門緊密聯(lián)系工程實際的技術基礎課。主要包括靜力學、材料力學和結構力學三大部分。靜力學主要研究力系的簡化及物體在力系作用下的平衡規(guī)律。材料力學主要研究構件在外力作用下的強度、剛度和穩(wěn)定性等的基本理論和計算方法。結構力學研究桿件結構強度、剛度、穩(wěn)定性和合理組成的規(guī)律。這些理論將為工程的結構設計及解決工程實際問題提供必要的基本力學知識和計算方法，為今后學習專業(yè)課打下基礎。應用力學的研究對象是工程中的構件和桿件結構及結構強度、剛度、穩(wěn)定性、合理組成問題。應用力學的內容十分豐富且涉及面廣，本書重點討論桿件及桿件結構。1.1.2 應用力學的主要任務應用力學研究結構和構件的強度、剛度和穩(wěn)定性等問題，為結構設計提供了計算理論和方法，以解決安全適用與經(jīng)濟合理之間的矛盾。當荷載達到某一數(shù)值時，構件或結構就可能發(fā)生破壞（如吊索被拉斷、鋼梁斷裂等）。如果構件或結構的變形過大，還會影響其正常工作。如樓板梁變形過大時，下面的抹灰層就會開裂、脫落；機床主軸變形過大時，將影響機床的加工精度等。此外，對于受壓的細長直桿，兩端的壓力增大到某一數(shù)值后，桿會突然變彎，不能保持原狀，這種現(xiàn)象稱為失穩(wěn)。在工程中，為了保證每一個構件和結構始終能夠正常工作而不致失效，在使用過程中，要求構件和結構的材料不發(fā)生破壞，即具有足夠的強度（強度：構件抵抗破壞的能力）；要求構件和結構的變形在工程允許的范圍內，即具有足夠的剛度（剛度：構件抵抗變形的能力）；要求構件和結構維持其原有的平衡形式，即具有足夠的穩(wěn)定性（穩(wěn)定性：構件保持直線平衡狀態(tài)不變的能力）。結構或構件的強度、剛度和穩(wěn)定性與其本身截面的幾何形狀和尺寸、所用材料、受力情況、工作環(huán)境以及構造情況等有密切的關系。在結構和構件的設計中，首先要保證其具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。同時，還要盡可能地選用合適的材料和盡可能地少用材料，以節(jié)省資金或減輕自重，達到既安全、實用又經(jīng)濟的目的?？梢?，為了使結構和構件能夠安全正常地工作，必須為結構中的各個桿件確定出在技術和經(jīng)濟上都合理的斷面形狀、尺寸及材料，并使它們的幾何組成合理，只有這樣才有可能使整個結構安全正常地工作。本書將對桿件的強度、剛度和穩(wěn)定性等方面的內容進行詳細介紹，并討論產(chǎn)生破壞的原因，為合理選擇截面及材料提供必要的理論基礎和計算方法。

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