工程力学

王元勋

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 什么是工程力学
    • 1.2 力学与工程
    • 1.3 学科分类
    • 1.4 基本概念
    • 1.5 基本方法
    • 1.6 章节测验
  • 2 刚体静力学基本概念与理论
    • 2.1 力
      • 2.1.1 刚体、刚体静力学
      • 2.1.2 力的概念
      • 2.1.3 力的合成
      • 2.1.4 力的合成实例
      • 2.1.5 二力平衡公理
    • 2.2 力偶
      • 2.2.1 力偶、力偶矩
      • 2.2.2 力偶的合成
    • 2.3 约束与约束反力
      • 2.3.1 约束与约束力
      • 2.3.2 可确定约束力方向的约束
      • 2.3.3 可确定约束力作用线的约束
      • 2.3.4 可确定作用点的约束
      • 2.3.5 几种常见约束
    • 2.4 受力图
      • 2.4.1 受力图
      • 2.4.2 受力图实例一
      • 2.4.3 受力图实例二
      • 2.4.4 受力图实例三
      • 2.4.5 画受力图步骤
    • 2.5 平面力系的平衡条件
      • 2.5.1 力的平移定理
      • 2.5.2 力对点之矩
      • 2.5.3 平面一般力系的简化
      • 2.5.4 平面力系简化实例
      • 2.5.5 平面力系的平衡条件
      • 2.5.6 力的两个推论
    • 2.6 章节测验
  • 3 静力平衡问题
    • 3.1 平面力系的平衡问题
      • 3.1.1 静力平衡问题
      • 3.1.2 平面力系平衡问题的分析方法
      • 3.1.3 静不定问题的概念
    • 3.2 含摩擦的平衡问题
    • 3.3 平面桁架
      • 3.3.1 平面桁架
      • 3.3.2 节点法
      • 3.3.3 截面法
    • 3.4 空间力系的平衡问题
      • 3.4.1 力在空间坐标轴上的投影
      • 3.4.2 力对轴之矩
      • 3.4.3 力对点之矩与力对轴之矩的关系
      • 3.4.4 空间力系的平衡方程
      • 3.4.5 空间力系平衡问题求解
    • 3.5 章节测验
  • 4 变形体静力学基础
    • 4.1 变形体静力学的一般分析方法
    • 4.2 基本假设
    • 4.3 内力、截面法
      • 4.3.1 内力
      • 4.3.2 截面法
    • 4.4 杆件的基本变形
    • 4.5 杆的轴向拉伸和压缩
      • 4.5.1 理论推导
      • 4.5.2 杆的轴向拉伸和压缩实例
    • 4.6 一点的应力和应变
      • 4.6.1 一点的应力
      • 4.6.2 一点的应变
    • 4.7 变形体静力学分析
    • 4.8 应力集中的概念
    • 4.9 章节测验
  • 5 材料的力学性能
    • 5.1 概述
    • 5.2 低碳钢拉伸应力—应变曲线
      • 5.2.1 低碳钢拉伸应力应变曲线
      • 5.2.2 材料的力学性能指标
    • 5.3 不同材料拉伸压缩时的机械性能
      • 5.3.1 不同材料拉伸的力学性能
      • 5.3.2 不同材料压缩的力学性能
      • 5.3.3 泊松比
    • 5.4 真应力、真应变
    • 5.5 章节测验
  • 6 强度与连接设计
    • 6.1 强度条件和安全系数
    • 6.2 拉压杆件的强度设计
    • 6.3 剪切及其实用计算
      • 6.3.1 工程中剪切问题的特点
      • 6.3.2 剪切的实用强度计算
    • 6.4 挤压及其实用计算
      • 6.4.1 工程中挤压问题的特点
      • 6.4.2 挤压的实用强度计算
    • 6.5 连接件的强度设计
    • 6.6 章节测验
  • 7 流体力、容器
    • 7.1 流体的特征
    • 7.2 静止流体中的压强
      • 7.2.1 流体静压强
      • 7.2.2 静止流体内任一点的压强
    • 7.3 作用在壁面上的流体力
      • 7.3.1 静止流体作用于平壁面上的压力
      • 7.3.2 静止流体作用于曲壁面上的压力
    • 7.4 薄壁容器
      • 7.4.1 圆筒形薄壁压力容器的应力
      • 7.4.2 球形薄壁压力容器的应力
      • 7.4.3 强度条件
    • 7.5 章节测验
  • 8 圆轴的扭转
    • 8.1 扭转的概念和实例
    • 8.2 扭矩与扭矩图
    • 8.3 圆轴扭转时的应力和变形
      • 8.3.1 圆轴扭转的应力公式
      • 8.3.2 扭转圆轴任一点的应力状态
      • 8.3.3 圆轴的扭转变形
    • 8.4 圆轴扭转的强度设计
      • 8.4.1 强度条件和刚度条件
      • 8.4.2 强度和刚度计算
      • 8.4.3 静不定问题
    • 8.5 章节测验
  • 9 梁的平面弯曲
    • 9.1 前言
    • 9.2 用截面法作梁的内力图
    • 9.3 利用平衡微分方程作梁的内力图
      • 9.3.1 梁的平衡微分方程
      • 9.3.2 剪力图、弯矩图的简捷画法
    • 9.4 梁的应力与强度条件
      • 9.4.1 变形几何分析
      • 9.4.2 材料的物理关系
      • 9.4.3 静力平衡条件
      • 9.4.4 平面弯曲时的最大正应力公式及强度条件
      • 9.4.5 矩形截面梁横截面上的切应力
    • 9.5 梁的变形
      • 9.5.1 梁的挠度和转角
      • 9.5.2 梁的挠曲线微分方程
      • 9.5.3 用积分法求梁的变形
      • 9.5.4 弯曲静不定问题
    • 9.6 章节测验
  • 10 应力状态、强度理论与组合变形
    • 10.1 应力状态
      • 10.1.1 平面应力状态的一般分析
      • 10.1.2 极限应力与主应力
      • 10.1.3 广义胡可定理
      • 10.1.4 变形比能
    • 10.2 强度理论简介
      • 10.2.1 引言
      • 10.2.2 关于破坏的强度理论
      • 10.2.3 关于屈服的强度理论
      • 10.2.4 强度理论应用
    • 10.3 组合变形
      • 10.3.1 引言
      • 10.3.2 拉(压)弯组合变形
      • 10.3.3 弯扭组合变形
    • 10.4 章节测验
  • 11 阅读
    • 11.1 阅读
  • 12 调查问卷
    • 12.1 调查问卷
基本方法

工程力学研究解决问题的一般方法，可归纳为：

■ 选择有关的研究系统。

■ 对系统进行抽象简化，建立力学模型。其中包括几何形状、材料性能、载荷及约束等真实情况的理想化和简化。

■ 将力学原理应用于理想模型，进行分析、推理，得出结论。

■ 进行尽可能真实的实验验证或将问题退化至简单情况与已知结论相比较。

■ 验证比较后，若得出的结论不能满意，则需要重新考虑关于系统特性的假设，建立不同的模型，进行分析，以期取得进展。


力学模型的建立，不仅需要对实际情况的充分了解及分析问题的能力，还与知识面和经验有关。对由模型推出的结果进行实验验证或比较，有利于不断积累建立模型的经验。


力学问题的研究，一般都需要进行：


★ 力的研究

★ 运动和变形的研究

★ 联系力与运动或力与变形之关系的假设（或模型）的研究

在考虑力的时候，应当考虑平衡状态应有的条件。在考虑变形时，必须考虑结构各部分变形与整体变形的协调。在研究力与变形之联系时，则必须考虑特定材料的性能。力的平衡，变形的几何协调，材料的物理性能这三个方面，是研究工程静力学（也是研究固体力学）问题的核心内容和主线。