工程力学（第三版）
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作者王开福
出版社科学出版社
ISBN9787030673985
出版时间2021-09
装帧平装
开本16开
定价129元
货号1202606217
上书时间2024-05-31
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目录
Contents
Chapter 1 Statics of Particles 1
1.1 Resultant of Concurrent Coplanar Force System 1
1.2 Equilibrium of Concurrent Coplanar Force System 6
1.3 Resultant of Concurrent Noncoplanar Force System 8
1.4 Equilibrium of Concurrent Noncoplanar Force System 10
Problems 11
Chapter 2 Reduction of Force System 15
2.1 Moment of Force about Point 15
2.2 Moment of Force about Axis 16
2.3 Principle of Moments 17
2.4 Moment of Couple 18
2.5 Equivalence of Force 19
2.6 Reduction of Force System to Force-Couple System 21
2.7 Reduction of Force-Couple System 21
Problems 23
Chapter 3 Statics of Rigid Bodies 25
3.1 Equilibrium of Nonconcurrent Coplanar Force System 25
3.2 Two-Force and Three-Force Members 27
3.3 Planar Trusses 28
3.4 Equilibrium of Nonconcurrent Noncoplanar Force System 32
Problems 32
Chapter 4 Friction 37
4.1 Laws of Friction 37
4.2 Angle of Static Friction 38
4.3 Problems Involving Friction 38
Problems 41
Chapter 5 Kinematics of Particles 43
5.1 Vector Representation 43
5.2 Rectangular Components 44
5.3 Tangential and Normal Components 45
Problems 47
Chapter 6 Kinematics of Rigid Bodies in Plane Motion 49
6.1 Translation 49
6.2 Rotation about Fixed Axis 50
6.3 General Plane Motion 53
Problems 59
Chapter 7 Resultant Motion of Particle 61
7.1 Time Derivatives of Vector 61
7.2 Resultant of Velocities 62
7.3 Resultant of Accelerations 64
Problems 66
Chapter 8 Kinetics of Particles 69
8.1 Equations of Motion 69
8.2 Method of Inertia Force 71
8.3 Method of Work and Energy 72
8.4 Method of Impulse and Momentum 74
8.5 Equations of Motion for Particle System 75
8.6 Equations of Motion for Mass Center of Particle System 76
8.7 Equations of Motion for Particle System about Mass Center 77
Problems 78
Chapter 9 Kinetics of Rigid Bodies in Plane Motion 81
9.1 Equations of Motion 81
9.2 Method of Inertia Force 83
9.3 Method of Work and Energy 84
9.4 Method of Impulse and Momentum 86
9.5 Impact of Rigid Body in Plane Motion 88
Problems 90
Chapter 10 Analytical Mechanics 95
10.1 Constraints and Virtual Work 95
10.2 Principle of Virtual Work 95
10.3 Generalized Coordinates and Generalized Forces 97
10.4 Lagrange’s Equations 98
Problems 101
Chapter 11 Stresses and Strains 105
11.1 External Forces 105
11.2 Internal Forces 105
11.3 Stresses 107
11.4 Strains 109
11.5 Hooke’s Law 111
11.6 Tensile Properties of Low-Carbon Steel 111
11.7 Stress-Strain Curve of Ductile Materials without Distinct Yield Point 114
11.8 Ductile and Brittle Materials 114
11.9 Properties of Materials in Compression 115
Problems 115
Chapter 12 Tension and Compression 117
12.1 Axial Force 117
12.2 Normal Stress on Cross Section 117
12.3 Normal and Shearing Stresses on Oblique Section 119
12.4 Normal Strain 120
12.5 Axial Deformation 122
12.6 Statically Indeterminate Axially-Loaded Bar 123
12.7 Design of Axially-Loaded Bar 124
Problems 125
Chapter 13 Torsion 129
13.1 Torsional Moment 129
13.2 Hooke’s Law in Shear 129
13.3 Shearing Stress on Cross Section 130
13.4 Normal and Shearing Stresses on Oblique Section 133
13.5 Angle of Twist 134
13.6 Statically Indeterminate Shaft 135
13.7 Design of Torsional Shaft 136
Problems 137
Chapter 14 Bending Internal Forces 141
14.1 Shearing-Force and Bending-Moment Diagrams 141
14.2 Relations between Distributed Load, Shearing Force, and Bending Moment 144
14.3 Relations between Concentrated Load, Shearing Force, and Bending Moment 147
Problems 149
Chapter 15 Bending Stresses 151
15.1 Normal Stresses on Cross Section in Pure Bending 151
15.2 Normal and Shearing Stresses on Cross Section in Transverse-Force Bending 155
15.3 Design of Bending Beam 159
Problems 161
Chapter 16 Bending Deformation 163
16.1 Method of Integration 164
16.2 Method of Superposition 165
16.3 Statically Indeterminate Beam 167
Problems 169
Chapter 17 Stress Analysis and Strength Theories 171
17.1 Stress Transformation 171
17.2 Principal Stresses 173
17.3 Maximum Shearing Stress 174
17.4 Pressure Vessels 176
17.5 Generalized Hooke’s Law 178
17.6 Strength Theories 180
Problems 185
Chapter 18 Combined Loadings 187
18.1 Eccentric Tension or Compression 187
18.2 Transverse-Force Bending of I-Beam 189
18.3 Axial Loading and Bending 192
18.4 Torsion and Bending 193
Problems 196
Chapter 19 Stability of Columns 199
19.1 Critical Load of Long Column with Pin Supports 199
19.2 Critical Load of Long Column with Other Supports 200
19.3 Critical Stress of Long Column 201
19.4 Critical Stress of Intermediate Column 203
19.5 Design of Column 204
Problems 206
Chapter 20 Energy Methods 209
20.1 External Work 209
20.2 Stain-Energy Density 211
20.3 Strain Energy 212
20.4 Principle of Work and Energy 215
20.5 Reciprocal Theorem 216
20.6 Castigliano’s Theorem 218
20.7 Principle of Virtual Work 221
20.8 Unit Load Method 223
20.9 Impact Loading 226
Problems 231
References 237
Appendix I Center of Gravity 239
I.1 2D Body 239
I.2 2D Composite Body 240
I.3 3D Body 240
I.4 3D Composite Body 241
Appendix II Mass Moment of Inertia 243
II.1 Moment of Inertia and Radius of Gyration 243
II.2 Parallel-Axis Theorem 243
Appendix III Properties of Area 245
III.1 First Moment (Static Moment) 245
III.2 Moment of Inertia and Polar Moment of Inertia 246
III.3 Radius of Gyration and Polar Radius of Gyration 246
III.4 Product of Inertia 247
III.5 Parallel-Axis Theorem 247
Appendix IV Shape Steels 249
IV.1 I Steel 249
IV.2 Channel Steel 251
IV.3 Equal Angle Steel 253
IV.4 Unequal Angle Steel 256
目录
第1章 质点静力学 259
1.1 平面汇交力系合成 259
1.2 平面汇交力系平衡 264
1.3 空间汇交力系合成 265
1.4 空间汇交力系平衡 268
习题 268
第2章 力系简化 271
2.1 对点力矩 271
2.2 对轴力矩 273
2.3 力矩定理 273
2.4 力偶矩 274
2.5 力的等效 275
2.6 力系简化为力-力偶系 277
2.7 力-力偶系简化 277
习题 278
第3章 刚体静力学 281
3.1 平面一般力系平衡 281
3.2 二力和三力构件 283
3.3 平面桁架 283
3.4 空间一般力系平衡 286
习题 287
第4章 摩擦 291
4.1 摩擦定律 291
4.2 静摩擦角 291
4.3 摩擦问题 292
习题 295
第5章 质点运动学 297
5.1 矢量表示 297
5.2 直角分量 298
5.3 切向和法向分量 299
习题 301
第6章 刚体平面运动学 303
6.1 平移 303
6.2 定轴转动 304
6.3 一般平面运动 306
习题 312
第7章 质点合成运动 313
7.1 矢量时间导数 313
7.2 速度合成 314
7.3 加速度合成 315
习题 317
第8章 质点动力学 319
8.1 运动方程 319
8.2 惯性力法 321
8.3 功能法 321
8.4 冲量动量法 323
8.5 质点系运动方程 324
8.6 质点系质心运动方程 325
8.7 质点系相对质心的运动方程 326
习题 327
第9章 刚体平面动力学 329
9.1 运动方程 329
9.2 惯性力法 330
9.3 功能法 332
9.4 冲量动量法 333
9.5 平面运动刚体的碰撞 334
习题 336
第10章 分析力学 341
10.1 约束与虚功 341
10.2 虚功原理 341
10.3 广义坐标和广义力 343
10.4 拉格朗日方程 344
习题 346
第11章 应力与应变 349
11.1 外力 349
11.2 内力 349
11.3 应力 350
11.4 应变 353
11.5 胡克定律 354
11.6 低碳钢拉伸性能 354
11.7 无明显屈服点塑性材料的应力应变曲线 356
11.8 塑性和脆性材料 356
11.9 材料压缩性能 357
习题 357
第12章 拉伸与压缩 359
12.1 轴力 359
12.2 横截面正应力 359
12.3 斜截面正应力和剪应力 360
12.4 线应变 362
12.5 拉压变形 363
12.6 静不定拉压杆 364
12.7 拉压杆设计 365
习题 366
第13章 扭转 369
13.1 扭矩 369
13.2 剪切胡克定律 369
13.3 横截面剪应力 370
13.4 斜截面正应力和剪应力 372
13.5 扭转角 373
13.6 静不定轴 374
13.7 扭转轴设计 375
习题 376
第14章 弯曲内力 379
14.1 剪力图和弯矩图 379
14.2 分布载荷、剪力和弯矩之间的关系 382
14.3 集中载荷、剪力和弯矩之间的关系 383
习题 385
第15章 弯曲应力 387
15.1 纯弯曲横截面正应力 387
15.2 横力弯曲横截面正应力和剪应力 390
15.3 弯曲梁设计 394
习题 395
第16章 弯曲变形 399
16.1 积分法 400
16.2 叠加法 401
16.3 静不定梁 403
习题 404
第17章 应力分析与强度理论 407
17.1 应力变换 407
17.2 主应力 409
17.3 优选剪应力 410
17.4 压力容器 412
17.5 广义胡克定律 413
17.6 强度理论 415
习题 419
第18章 组合载荷 421
18.1 偏心拉压 421
18.2 工字梁横力弯曲 422
18.3 拉压与弯曲 424
18.4 扭转与弯曲 426
习题 428
第19章 压杆稳定 431
19.1 两端铰支细长压杆临界载荷 431
19.2 其他支撑细长压杆临界载荷 432
19.3 细长压杆临界应力 433
19.4 中长压杆临界应力 434
19.5 压杆设计 435
习题 437
第20章 能量方法 439
20.1 外功 439
20.2 应变能密度 440
20.3 应变能 441
20.4 功能原理 444
20.5 互等定理 445
20.6 卡氏定理 446
20.7 虚功原理 449
20.8 单位载荷法 451
20.9 冲击载荷 453
习题 458
参考文献 463
附录I 重心 465
I.1 二维物体 465
I.2 二维组合物体 466
I.3 三维物体 466
I.4 三维组合物体 467
附录II 转动惯量 469
II.1 转动惯量与回转半径 469
II.2 平行移轴定理 469
附录III 截面性质 471
III.1 静矩 471
III.2 惯性矩与极惯性矩 472
III.3 惯性半径与极惯性半径 473
III.4 惯性积 473
III.5 平行移轴定理 473
附录IV 型钢 475
IV.1 工字钢 475
IV.2 槽钢 477
IV.3 等边角钢 479
IV.4 不等边角钢 482
内容摘要
本书由静力学、运动学、动力学和材料力学组成。本书主要内容包括质点静力学、力系简化、刚体静力学、摩擦、虚功原理、质点运动学、刚体平面运动学、质点合成运动、质点动力学、刚体平面动力学、拉格朗日方程、应力与应变、拉伸与压缩、扭转、弯曲内力、弯曲应力、弯曲变形、非对称弯曲、应力分析与强度理论、组合载荷、压杆稳定、能量方法和静不定结构。本书可作为高等院校航空工程、工程力学、机械工程、材料科学和土木工程等学科专业学生的英文、中文或双语工程力学教材。
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