工程力学

本书依据教育部最新制定的“高职高专教育机械类专业力学类课程教学基本要求”编写而成。本书注重强化学生的工程意识，注意培养学生解决工程实际问题的能力，编写中针对专业岗位的工作任务、工作过程对工程力学的要求，设计学习性工作任务，突出了应用性。本书内容涵盖《工程力学》课程大纲的基本要求。全书共三个模块十九个典型工作任务，模块一刚体静力学包括：静力学基础、平面汇交力系、平面力偶系、平面任意力系和摩擦、空间力系等五项任务。模块二运动力学包括：刚体上一点的运动学、刚体的基本运动、点和刚体的复杂运动、质点动力学基础、刚体动力学问题、达朗贝尔原理等六项任务。模块三材料力学部分包括：拉伸与压缩、剪切与挤压、圆轴扭转、弯曲、应力状态和强度理论、组合变形、压杆稳定、动载荷和交变应力等八项任务。书后有热轧型钢常用参数附录，每章后均有思考题和习题。本书可作为高等职业学校、高等专科学校、成人高校及本科院校举办的二级职业技术学院和民办高校机械类和近机械类专业力学课程的教材，也可供相关的工程技术人员参考。

前言
绪论1
模块一刚体静力学3
学习目标3
任务一静力学基础3
任务描述3
任务分析3
知识准备3
一、静力学的基本概念3
二、静力学公理4
三、约束和约束反力6
四、物体的受力分析和受力图9
任务实施12
思考与练习13
习题答案15
任务二平面汇交力系平衡问题15
任务描述15
任务分析15
知识准备15
一、平面汇交力系的合成16
二、平面汇交力系的平衡17
任务实施18
思考与练习19
习题答案20
任务三平面力偶系平衡问题20
任务描述20
任务分析21
知识准备21
一、平面力对点之矩的概念与
计算21
二、平面力偶22
任务实施24
思考与练习24
习题答案26
任务四平面任意力系平衡问题26
任务描述26
任务分析26
知识准备26
一、平面任意力系的简化27
二、平面任意力系的平衡条件和
平衡方程28
三、平面平行力系的平衡方程31
四、摩擦的概念与考虑摩擦时物体
的平衡问题33
任务实施36
思考与练习37
习题答案40
任务五空间力系平衡问题40
任务描述40
任务分析40
知识准备41
一、力在空间直角坐标轴上的
投影41
二、力对轴的矩42
二、合力矩定理43
四、 空间任意力系的平衡43
五、重心46
任务实施49
思考与练习51
习题答案52
模块二运动力学53
学习目标53
任务一刚体上一点的运动学53
任务描述53
任务分析53
知识准备53
一、矢量法描述点的运动53
二、直角坐标法描述点的运动55
三、自然法描述点的运动56
任务实施59
思考与练习60
习题答案61
任务二刚体的基本运动61
任务描述61
任务分析61
知识准备62
一、刚体的平行移动62
二、刚体的定轴转动63
三、转动刚体内各点的速度和加
速度64
任务实施66
思考与练习66
习题答案68
任务三点和刚体的复杂运动68
任务描述68
任务分析68
知识准备68
一、点的合成运动的概念68
二、点的速度及其合成定理69
三、刚体的平面运动71
任务实施73
思考与练习74
习题答案76
任务四质点动力学基础77
任务描述77
任务分析77
知识准备77
一、质点动力学基本方程77
二、质点的运动微分方程78
三、质点动力学的两类基本问题79
任务实施79
思考与练习80
习题答案81
任务五刚体动力学基础81
任务描述81
任务分析81
知识准备81
一、刚体平移动力学基本方程81
二、刚体转动动力学基本方程82
三、刚体对轴的转动惯量83
任务实施85
思考与练习86
习题答案86
任务六达朗贝尔原理87
任务描述87
任务分析87
知识准备87
一、惯性力和质点的达朗贝尔
原理87
二、刚体的达朗贝尔原理88
任务实施91
思考与练习91
习题答案93
模块三材料力学94
学习目标94
任务一轴向拉伸与压缩94
任务描述94
任务分析94
知识准备94
一、材料力学简介94
二、轴向拉伸与压缩的概念与
实例96
三、截面法、轴力与轴力图96
四、轴向拉(压)杆横截面上的
应力、斜截面上的应力98
五、轴向拉(压)杆的变形及胡克
定律101
六、材料在轴向拉伸、压缩时的
力学性能103
七、轴向拉(压)杆的强度计算107
八、拉(压)杆超静定问题简介109
九、应力集中的概念111
任务实施111
思考与练习112
习题答案114
任务二剪切和挤压114
任务描述114
任务分析114
知识准备114
一、剪切的概念和实用计算114
二、挤压的概念和实用计算116
任务实施118
思考与练习119
习题答案120
任务三圆轴扭转120
任务描述120
任务分析120
知识准备120
一、圆轴扭转的概念与实例120
二、扭矩和扭矩图121
三、圆轴扭转时的应力与变形123
四、极惯性矩和抗扭截面系数126
五、圆轴扭转时的强度和刚度计算127
六、提高圆轴扭转强度和刚度的
措施131
任务实施132
思考与练习133
习题答案134
任务四弯曲135
任务描述135
任务分析135
知识准备135
一、平面弯曲的概念与实例135
二、梁的计算简图与分类136
三、剪力和弯矩、剪力图和弯
矩图138
四、剪力、弯矩与分布载荷集度之
间的微分关系145
五、纯弯曲梁横截面上的正应力148
六、截面惯性矩与平行移轴公式151
七、梁的切应力简介153
八、梁弯曲时的强度计算154
九、梁的弯曲变形与刚度条件158
十、用变形比较法解简单超静
定梁161
十一、提高梁强度和刚度的措施163
任务实施166
思考与练习166
习题答案170
任务五应力状态与强度理论简介171
任务描述171
任务分析171
知识准备171
一、应力状态的概念171
二、二向应力状态下的应力分析172
三、三向应力状态简介与广义胡克
定律176
四、强度理论概述178任务实施181
思考与练习183
习题答案184
任务六组合变形184
任务描述184
任务分析185
知识准备185
一、拉伸(压缩)与弯曲组合变形
的强度计算186
二、弯曲与扭转组合变形的强度
计算189
任务实施192
思考与练习193
习题答案194
任务七压杆稳定195
任务描述195
任务分析195
知识准备195
一、压杆稳定概述195
二、压杆的临界应力196
三、压杆稳定性校核198
四、提高压杆稳定性的措施199
任务实施201
思考与练习201
习题答案203
任务八动载荷与交变应力203
任务描述203
任务分析203
知识准备203
一、动载荷及动应力的概念203
二、交变应力及材料的持久极限204
三、构件的持久极限和疲劳强度
计算207
任务实施208
思考与练习209
习题答案209
附录热轧型钢常用参数表210
参考文献225