工程力学9787040610123

第1章绪论

1.1工程力学的研究对象和任务

1.2工程力学的地位和作用

第1篇静力学

引言

第2章静力学基础

2.1静力学的基本概念

2.2静力学公理

2.3约束与约束力

2.4物体的受力分析和受力图

习题

第3章平面力系的简化与平衡

3.1平面汇交力系的简化与平衡

3.2平面力偶系的简化与平衡

3.3平面任意力系的简化与平衡

3.4物体系统的平衡・静定和静不定概念

习题

第4章空间力系的简化与平衡

4.1空间力的分解与投影

4.2力对点之矩和力对轴之矩

4.3空间力系的简化

4.4空间力系的平衡

习题

……

第2篇材料力学

引言

第5章材料力学基础

第6章轴向拉伸与压缩

第7章剪切与挤压

第8章圆轴扭转

第9章梁的平面弯曲——强度计算

第10章梁的平面弯曲——刚度计算

第11章组合变形

第12章压杆稳定

参考文献

附录型钢规格表

第1章绪论

1.1工程力学的研究对象和任务

工程力学是应用于工程实际的各门力学学科的总称,内容极其广泛。本书所指的工程力学由理论力学中的静力学和材料力学中的基本内容两部分组成。

工程力学是研究宏观物体机械运动规律及其应用的科学。工程给力学提出问题,力学的研究成果改进工程设计思想。随着现代科学技术的发展,工程力学的应用已渗透到许多学科领域。

静力学的研究对象为刚体。静力学是研究力的基本性质、力系的简化方法及力系平衡的理论,并用于对物体进行受力分析和计算,是工程力学的基础部分。

静力学发端于远古时期,人类在生产劳动和对自然现象观察的基础上积累了力学知识,逐渐形成一些概念，然后对一些现象的规律进行描述。这种描述先是定性的,而后是定量的。阿基米德(Archimedes,公元前287-一公元前212)是几何静力学(简称为静力学)的奠基人。阿基米德在研究杠杆平衡、平面图形的重心位置时,先建立一些假设,而后用数学论证的方法导出一些定理。阿基米德的著作《平面图形的平衡或其重心》被认为是关于力学的最早的科学论著。伐里农(Varignon,1654-1722)发展了古希腊静力学的几何学观点,提出了力矩的概念和计算方法,并用以研究刚体平衡问题。潘索(Poinsot,1777-1859)首次提出了力偶的概念,还提出了任意力系的简化和平衡理论、约束的定义及解除约束原理,他的《静力学原理》一书建立了静力学的体系。

材料力学的研究对象为可变形固体。它研究构件在外力作用下的受力、变形和破坏的规律,为合理设计构件截面形状和尺寸、选择适当的材料提供有关强度、刚度和稳定性分析的基本理论和方法。

材料力学作为一门科学，从它诞生之日起就紧密地为工程服务。一般认为材料力学的创始人是意大利科学家伽利略(Galileo,1564-1642)。伽利略在1638年出版的《关于两门新科学的对话》①这部伟大著作中,最早尝试用力学解析的方法为建筑构件决定尺寸,而这些方法来源于自然科学的普遍方法一一实验观察、假设推理、实验验证。虽然在伽利略以前,在欧洲和中国都曾出现过许多杰出的建筑师,建造过许多辉煌的建筑物,可是进行严密力学分析的并不多。从伽利略开始，科学家们将力学分析深入到工程结构的许多方面,建立了许多工程界沿用至今的解析公式和计算方法,有力地促进了工程技术的发展。人类借助于科学技术(包括力学科学)的进展,必将创造出辉煌的成就。

……

本教材根据教育部高等学校力学基础课程教学指导分委员会编制的《高等学校力学基础课程教学基本要求》中“理论力学课程教学基本要求”(B类)的静力学部分和“材料力学课程教学基本要求”(B类)的基本部分编写，由绪论、静力学和材料力学三部分组成。静力学部分包括静力学基础、平面力系、空间力系等3章；材料力学部分包括材料力学基础、轴向拉伸与压缩、剪切与挤压的实用计算、圆轴扭转时的强度和刚度计算、梁平面弯曲时的强度计算、梁平面弯曲时的刚度计算、组合变形时的强度计算、压杆的稳定问题等8章。为了方便读者理解基本概念，每节之后都安排了相应的自测题和习题，以数字资源形式提供参考答案和部分解题过程。