工程力学基础（第二版）

本书包括静力学和材料力学两部分，除了引言以外，共有9章。第1～3章为静力学部分，包括力和受力分析、平面力系的简化和平衡，以及空间力系的简化与平衡。第4～9章为材料力学部分，包括内力分析、轴向拉压杆的强度和刚度、扭转圆轴的强度和刚度、弯曲梁的强度和刚度、强度理论与组合变形，以及压杆的稳定性。为了便于学习，针对每个重要的知识点，本书都安排了若干典型例题，并在每章末尾安排了一定量的习题。最后，在书末附有配套课件和习题参考答案两个二维码，可以通过微信扫二维码获取相应资源。 本书适合于需要掌握一定理论力学、材料力学基础理论和知识，且力学基础课教学课时总数限制在72学时及以下的高等学校工科类本科专业选用。本书可选作力学基础课教材，也可供高等职业技术学校工科类相关专业学生以及有关工程技术人员参考。

博士、教授、博士生导师，华中学者，力学系副主任（原），教育部新世纪优秀人才、湖北省杰出青年基金获得者，“疲劳与断裂”国家精品资源共享课程和国家精品课程负责人，“疲劳与断裂”课程责任教授，中国力学学会固体力学专业委员会断裂与疲劳专业组成员。近年来，主要从事材料和结构多尺度计算方法和疲劳、断裂及损伤破坏机理研究，主持国家自然科学基金等十多项重要科研课题，先后获得教育部科技进步一等奖、湖北省科技进步二等奖和湖北省自然科学三等奖。主持多项国家、省和校级教改项目，获得湖北省教学成果一等奖、宝钢教育基金优秀教师奖和校教学质量一等奖。发表SCI收录学术论文40余篇，获得实用新型专利和软件著作权各4项。

引言(1) 第1章力和受力分析(2) 1.1基本概念(2) 1.1.1刚体(2) 1.1.2力(2) 1.1.3力系(3) 1.1.4平衡(3) 1.1.5等效(3) 1.2静力学公理(3) 1.2.1公理一：二力平衡公理(4) 1.2.2公理二：加减平衡力系公理(4) 1.2.3公理三：二力合成的平行四边形法则(5) 1.2.4公理四：作用力与反作用力定律(6) 1.2.5公理五：变形体的刚化原理(6) 1.3力的投影和分解(7) 1.3.1力在轴上的投影(7) 1.3.2力的分解(7) 1.4力偶(9) 1.4.1力偶和力偶矩矢(9) 1.4.2平面力偶系的合成(10) 1.4.3空间力偶系的合成(11) 1.5约束与约束力(11) 1.5.1柔性约束(12) 1.5.2光滑面约束(12) 1.5.3滚动支座(13) 1.5.4固定铰链(13) 1.5.5链杆约束(14) 1.5.6固定端约束(15) 1.6受力分析和受力图(15) 习题(20) 第2章平面力系的简化和平衡(23) 2.1平面汇交力系的合成(23) 2.1.1几何法(23) 2.1.2解析法(24) 2.2力的平移(25) 2.2.1力的平移定理(25) 2.2.2力对点之矩(25) 2.2.3合力矩定理(26) 2.3平面任意力系的简化(27) 2.4平面平行力系的简化(29) 2.4.1同向平面平行力系的合力(29) 2.4.2复杂平面平行力系的合力(30) 2.5平面力系的平衡(31) 2.5.1平衡条件(31) 2.5.2平衡分析(33) 2.6含摩擦力的平衡问题(37) 2.6.1摩擦力的基本概念(37) 2.6.2摩擦角和自锁(39) 2.6.3含摩擦力的平衡分析(40) 2.7静定和静不定问题(43) 习题(44) 第3章空间力系的简化与平衡(47) 3.1空间汇交力系的合成(47) 3.2力对点之矩与力对轴之矩(48) 3.2.1力对点之矩(48) 3.2.2力对轴之矩(48) 3.3空间任意力系的简化(50) 3.4空间力系的平衡(52) 3.5重心(56) 3.5.1试验法(57) 3.5.2计算法(57) 习题(60) 第4章内力分析(63) 4.1基本假设(63) 4.2截面法(64) 4.3轴向拉压直杆的内力(66) 4.4平面桁架的内力(69) 4.4.1基本假设(70) 4.4.2计算方法(70) 4.5扭转轴的内力(74) 4.6弯曲梁的内力(78) 4.6.1梁的外力、约束和类型(78) 4.6.2梁的内力分析(79) 4.6.3梁的平衡微分方程(85) 4.6.4剪力图和弯矩图的特征(86) 4.7复杂受力结构的内力(89) 习题(92) 第5章轴向拉压杆的强度和刚度(95) 5.1应力和应变(95) 5.1.1应力(95) 5.1.2应变(97) 5.2低碳钢的拉伸应力应变曲线(98) 5.3几种典型材料的拉伸和压缩力学性能(100) 5.3.1拉伸力学性能(100) 5.3.2压缩力学性能(101) 5.3.3泊松效应和泊松比(102) 5.4拉压杆件的强度条件(103) 5.5拉压杆件的变形(106) 5.6拉压静不定问题(109) 5.7连接件的强度(114) 5.7.1剪切强度(114) 5.7.2挤压强度(115) 习题(120) 第6章扭转圆轴的强度和刚度(125) 6.1薄壁圆管扭转时的应力(125) 6.1.1横截面上的切应力(126) 6.1.2纵截面上的切应力(126) 6.2剪切胡克定律(127) 6.3圆轴扭转时的应力(127) 6.3.1几何关系(128) 6.3.2物理关系(128) 6.3.3静力平衡关系(129) 6.4极惯性矩和抗扭截面系数(131) 6.5圆轴扭转时的变形(132) 6.6圆轴扭转时的强度和刚度条件(134) 6.6.1强度条件(134) 6.6.2刚度条件(135) 6.7扭转静不定问题(138) 习题(139) 第7章弯曲梁的强度和刚度(143) 7.1弯曲正应力(143) 7.1.1变形的几何分析(143) 7.1.2物理关系(145) 7.1.3静力学关系(145) 7.2惯性矩的计算(146) 7.2.1矩形和圆形截面的惯性矩(147) 7.2.2组合截面的惯性矩(148) 7.2.3平行移轴定理(148) 7.3弯曲切应力(149) 7.4梁的强度条件(152) 7.4.1弯曲正应力的强度条件(152) 7.4.2弯曲切应力的强度条件(155) 7.5提高梁弯曲强度的主要措施(157) 7.5.1改善梁的受力情况(157) 7.5.2选择合理的截面形状(158) 7.5.3采用变截面梁或等强度梁(159) 7.6梁的挠曲线微分方程(160) 7.7梁的变形和刚度(160) 习题(167) 第8章强度理论与组合变形(170) 8.1一点的应力状态(170) 8.2平面应力状态分析(171) 8.3广义胡克定律与应变能(175) 8.3.1广义胡克定律(175) 8.3.2应变能(176) 8.4强度理论(177) 8.4.1最大拉应力理论(第一强度理论)(178) 8.4.2最大拉应变理论(第二强度理论)(178) 8.4.3最大切应力理论(第三强度理论)(178) 8.4.4畸变能密度理论(第四强度理论)(179) 8.5组合变形的强度分析(181) 8.5.1轴向拉压与弯曲的组合(181) 8.5.2扭转与弯曲的组合(185) 8.5.3斜弯曲(186) 习题(188) 第9章压杆的稳定性(192) 9.1两端铰支的细长压杆(192) 9.2其他约束情况下的细长压杆(195) 9.3压杆的柔度(198) 9.4压杆的稳定性条件与稳定性设计(202) 9.4.1稳定性条件(202) 9.4.2稳定性设计(203) 习题(208) 参考文献(211)