工程力学

第一篇 静力学

第1章 静力学公理和物体的受力分析 3

1.1 静力学的基本概念 3

1.1.1 力和力系的概念 3

1.1.2 平衡及刚体的概念 5

1.2 静力学公理 5

1.3 约束与约束力 7

1.3.1 柔性约束 8

1.3.2 光滑接触面约束 8

1.3.3 光滑铰链约束 9

1.3.4 球形铰链约束 10

1.3.5 二力杆约束 11

1.3.6 固定端约束 11

1.3.7 轴承约束 11

1.4 受力分析与受力图 12

本章小结 15

思考与练习 16

第2章 平面汇交力系与平面力偶系 19

2.1 平面汇交力系的合成 20

2.1.1　几何法 20

2.1.2 解析法 20

2.1.3 解析法求合力的步骤 22

2.2 平面汇交力系的平衡及应用 23

2.3 力矩 25

2.3.1 力矩的概念 25

2.3.2 力矩的性质 25

2.3.3 合力矩定理 25

2.4 力偶 27

2.4.1 力偶的概念 27

2.4.2 力偶的性质 27

2.4.3　平面力偶系的合成 28

2.5 平面力偶系的平衡及应用 28

本章小结 30

思考与练习 31

第3章 平面任意力系 35

3.1 力的平移定理 35

3.2 平面任意力系的简化 36

3.2.1 平面任意力系向作用面内任一点的简化 36

3.2.2 平面任意力系简化结果的讨论 37

3.3 平面任意力系的平衡及应用 38

3.3.1 平面任意力系的平衡条件 38

3.3.2 平面任意力系平衡方程的其他形式 39

3.3.3 平面任意力系平衡问题的解题方法与步骤 39

3.3.4 平面平行力系的平衡方程 41

3.4 静定与超静定 物系的平衡 42

3.4.1 静定与超静定的概念 42

3.4.2 物体系统的平衡 43

3.5 考虑摩擦时物体的平衡 46

3.5.1 滑动摩擦 47

3.5.2 摩擦角与自锁现象 47

3.5.3 考虑摩擦时物体的平衡 49

3.5.4 滚动摩擦简介 51

本章小结 51

思考与练习 53

第4章 空间力系 57

4.1 力在空间直角坐标轴上的投影 57

4.1.1 一次投影法 58

4.1.2 二次投影法 58

4.2 力对轴之矩 59

4.2.1 力对轴之矩 59

4.2.2 合力矩定理 60

4.3 空间力系的平衡方程 61

4.4 重心的确定 63

本章小结 65

思考与练习 66

第二篇 材料力学

第5章 轴向拉伸与压缩 71

5.1 内力、轴力及轴力图 72

5.1.1 内力的概念 72

5.1.2 截面法、轴力及轴力图 72

5.2 轴向拉（压）杆横截面上的应力 75

5.3 轴向拉（压）杆横截面上的变形 78

5.3.1 纵向变形与横向变形 78

5.3.2 胡克定律 78

5.4 轴向拉（压）杆的强度计算 80

5.5 材料在拉伸和压缩时的力学性能 84

5.5.1 材料的拉伸与压缩试验 84

5.5.2 低碳钢拉伸时的应力—应变图及其力学性能 84

5.5.3 材料在压缩时的力学性质 86

本章小结 87

思考与练习 88

第6章 剪切与挤压 91

6.1 剪切变形及其实用计算 91

6.1.1 剪切的概念 91

6.1.2 剪切的实用计算 92

6.2 挤压变形及其实用计算 93

6.2.1 挤压的概念 93

6.2.2 挤压的实用计算 94

6.3 应用举例 94

本章小结 98

思考与练习 99

第7章 扭转 101

7.1 外力偶矩、扭矩和扭矩图 102

7.1.1 外力偶矩的计算 102

7.1.2 扭矩和扭矩图 102

7.2 圆轴扭转时的应力与强度条件 103

7.2.1 圆轴扭转时横截面上的应力 104

7.2.2 Ip与Wp的计算 106

7.2.3 圆轴扭转的强度条件 107

7.2.4 圆轴扭转时的变形与刚度条件 108

本章小结 111

思考与练习 111

第8章 平面弯曲内力 115

8.1 梁的分类与载荷的分类 116

8.2 弯曲时横截面上的内力—剪力和弯矩 117

8.3 剪力图和弯矩图 119

8.4 纯弯曲梁横截面上的正应力及其强度计算 122

8.4.1 纯弯曲 123

8.4.2 正应力计算公式 124

8.4.3 弯曲正应力的强度计算 127

8.5 纯弯曲梁横截面上的切应力及其强度计算 128

8.5.1 矩形截面梁横截面上的切应力 129

8.5.2 其他常见截面梁的最大切应力计算公式 129

8.5.3 梁的切应力强度条件 130

8.6 梁的弯曲变形 132

8.6.1 工程中的弯曲变形问题 132

8.6.2 挠曲线近似微分方程 132

8.6.3 积分法求梁的挠度和转角 134

8.6.4 叠加法求梁的挠度和转角 134

8.7 梁的刚度计算 134

8.8 提高梁的强度和刚度的措施 136

本章小结 137

思考与练习 138

第9章 应力状态分析和强度理论 145

9.1 应力状态的概念 145

9.2 应力状态的研究方法及分类 145

9.2.1 应力状态的研究方法 145

9.2.2 应力状态的分类 146

9.3 二向应力状态分析—解析法 147

9.3.1 二向应力状态的斜截面应力 147

9.3.2 主平面与主应力 148

9.3.3 极值切应力 148

9.4 二向应力状态分析—图解法 149

9.4.1 应力圆的画法与斜截面应力 149

9.4.2 应力圆上的主应力、主平面和极值切应力 150

9.5 强度理论 151

9.5.1 强度理论的概念 151

9.5.2 基本强度理论 151

9.5.3 强度理论的应用 153

本章小结 153

思考与练习 154

第10章 组合变形 157

10.1 拉伸（压缩）与弯曲组合变形的强度计算 158

10.2 弯曲与扭转组合变形的强度计算 161

本章小结 163

思考与练习 164

第三篇 运动学和动力学

第11章 质点的运动学 169

11.1 矢量法 169

11.1.1 点的运动方程 169

11.1.2 点的速度 169

11.1.3 点的加速度 170

11.2 直角坐标法 170

11.2.1 点的运动方程 170

11.2.2 点的速度 171

11.2.3 点的加速度 171

11.3 自然法 173

11.3.1点的运动方程 173

11.3.2 自然轴系 173

11.3.3 点的速度 174

11.3.4 点的加速度 175

11.3.5 几种常见的运动 176

本章小结 177

思考与练习 177

第12章 刚体的简单运动 179

12.1 刚体的平动 179

12.2 刚体绕定轴转动及运动方程 180

12.2.1 转动方程 180

12.2.2 角速度 181

12.2.3 角加速度 181

12.2.4 转动刚体上各点的速度与加速度 182

本章小结 183

思考与练习 184

第13章 点的合成运动 185

13.1 合成运动基本概念 185

13.2 点的速度合成定理 186

本章小结 187

思考与练习 187

第14章 质点动力学的基本方程 189

14.1 动力学的基本定律 189

14.1.1 第一定律 惯性定律 189

14.1.2 第二定律 力与加速度之间关系定律 189

14.1.3 第三定律 作用与反作用定律 190

14.2 质点的运动微分方程 190

14.2.1 矢量形式的质点运动方程 190

14.2.2 直角坐标系的投影式 191

14.2.3 自然坐标系的投影式 191

14.3 质点动力学的两类基本问题 192

本章小结 193

思考与练习 194

第15章 动能定理 195

15.1 功和功率 195

15.1.1 功的概念及元功表达式 195

15.1.2 常见力的功 196

15.1.3 功率 197

15.2 动能 198

15.2.1 质点的动能 198

15.2.2 刚体的动能 198

15.3 动能定理 199

15.3.1 质点的动能定理 199

15.3.2 刚体的动能定理 199

本章小结 200

思考与练习 201

参考文献 202

《工程力学》根据高职高专机电类专业技能型人才培养需要编写。全书共3篇15章，包括静力学、材料力学和运动学三大模块内容。
　　本书在编写过程中，以“必需”和“够用”为原则，打破以往沿袭本科教材的编写体系，力求突出高职高专特色；弱化了烦琐的公式推导和逻辑论证，强化了基本概念和应用性的教学内容。以生产实际中的案例作为每一章节的切入点，巧妙地运用了项目驱动法，有利于培养学生分析问题和解决问题的能力。
　　本书可作为高职高专机电等工程技术类相关专业“工程力学”课程教材，也可作为机电等工程技术类企业的岗位技术培训基础教材或相关从业人员的自学参考书。

紧扣教学改革精神，致力理论与工程实际相结合，内容上以应用为目的要求提高了学生解决工程实际的运用能力。