本書是在充分調研當前工科院校有關專業(yè)“工程力學”課程開設情況的基礎上,對課程體系進行了優(yōu)化改革,在確保經(jīng)典內容的前提下,力求使基礎力學的基本概念和基本理論的論述簡明扼要,易于理解和應用,以便更好地為廣大師生服務。
本書內容包含靜力學和材料力學兩部分,可供48學時左右的“工程力學”課程各相關專業(yè)(如安全工程、物流工程、水文工程、測繪工程、工程管理、車輛工程、高分子工程等)選用,或作為自學、函授及輔導教材,也可供相關的工程技術人員參考使用。
本書遵循教指委相關指導文件和高等院校學生學習規(guī)律編寫而成。踐行四新理念,融入思政元素,注重理論與實踐相結合。
“工程力學”是工科院校諸多專業(yè)的專業(yè)基礎課。它不僅提供后續(xù)專業(yè)課程的基礎知識,而且可以傳授科學的研究方法,訓練嚴謹?shù)倪壿嬎季S,培養(yǎng)科學地解決工程實際問題的能力和正確的價值觀。
本書的內容符合高等學校力學教學指導委員會頒布的《高等學校理工科非力學專業(yè)力學基礎課程教學基本要求》,是結合目前普通工科院校工程力學教學及教材現(xiàn)狀,在參考了諸多優(yōu)秀教材及總結多年的教學經(jīng)驗基礎上編寫而成的。
在編寫過程中,編者還吸取了多所院校近年來工程力學課程教學改革的成功經(jīng)驗。本書在內容上力求精簡,重點內容都配有編者錄制的教學視頻(掃碼觀看),便于教師教學和學生自學;盡量減少理論的推導過程。本書還配有思考題和大量習題。
本書由付彥坤(第1、7章)、趙同彬(第11章)、陳俊國(第4章)、馬靜敏(第2章)、李龍飛 (第12章)、高明(第9章)、劉星光(第10章)、趙增輝(第15章)、馮元慧 (第13章)、趙志剛(第14章)、郝鵬(第3章)、呂艷偉(第8章)、邱月(第6章)、李家亮(第5章)共同編寫。
本書的出版得到了山東省工程力學線上線下混合式一流本科課程項目的資助。由于編者水平有限,書中難免有不妥之處,歡迎讀者批評指正。
編者2023年6月于山東青島
高等院校教師
前言
第1篇剛體靜力學
第1章剛體靜力學基礎
1.1靜力學基本概念
1.2靜力學公理
1.3約束和約束力
1.4受力分析與受力圖
思考題
習題
第2章平面匯交力系
2.1平面匯交力系合成的幾何法與平衡的
幾何條件
2.2平面匯交力系合成的解析法
2.3平面匯交力系的平衡方程及其應用
思考題
習題
第3章平面力偶系
3.1力對點之矩
3.2力偶與力偶矩
3.3平面力偶的等效條件
3.4平面力偶系的合成與平衡
思考題
習題
第4章平面任意力系
4.1力線平移定理
4.2平面任意力系的簡化及簡化結果的討論
4.3平面任意力系的平衡條件和平衡方程
4.4靜定與超靜定問題的概念物體系統(tǒng)的平衡
4.5平面簡單桁架的內力計算
思考題
習題
第5章摩擦
5.1滑動摩擦
5.2考慮摩擦時的平衡問題
5.3滾動摩阻簡介
思考題
習題
第6章空間力系
6.1力在空間直角坐標軸上的投影及分解
6.2空間力對點之矩和力對軸之矩
*6.3空間力偶
6.4空間任意力系的簡化
6.5空間任意力系的平衡方程及其應用
6.6空間平行力系的中心及物體的重心
思考題
習題
第2篇材 料 力 學
第7章材料力學的概念
7.1材料力學的任務
7.2變形固體的基本假設
7.3桿件基本變形形式
7.4內力、截面法和應力
7.5變形與應變
思考題
第8章軸向拉伸與壓縮
8.1軸向拉伸與壓縮的概念
8.2拉伸與壓縮時橫截面上的內力——軸力
8.3軸向拉伸與壓縮時橫截面上的應力
8.4拉伸與壓縮時斜截面上的應力
8.5拉伸與壓縮時的變形
8.6靜定結構節(jié)點的位移計算
8.7材料的力學性能
8.8軸向拉伸與壓縮時的強度計算
8.9拉(壓)桿的超靜定問題
8.10應力集中的概念
思考題
習題
第9章剪切與擠壓
9.1概述
9.2剪切和擠壓的實用計算
9.3應用舉例
思考題
習題
第10章平面圖形的幾何性質
10.1靜矩與形心
10.2慣性矩、慣性半徑和慣性積
10.3組合圖形的慣性矩
*10.4轉軸公式與主慣性軸
思考題
習題
第11章扭轉
11.1扭轉變形的概念
11.2扭矩和扭矩圖
11.3純剪切
11.4圓軸扭轉時橫截面上的應力
11.5圓軸扭轉時的變形
11.6圓軸扭轉時的強度和剛度計算
*11.7非圓截面桿扭轉時的切應力
思考題
習題
第12章彎曲內力
12.1平面彎曲的概念和梁的計算簡圖
12.2彎曲時橫截面上的內力——剪力和彎矩
12.3剪力方程和彎矩方程剪力圖和彎矩圖
12.4載荷集度、剪力和彎矩之間的微分關系
思考題
習題
第13章彎曲應力
13.1純彎曲梁橫截面上的正應力
13.2彎曲切應力
13.3彎曲梁的強度計算
13.4提高梁彎曲強度的措施
思考題
習題
第14章彎曲變形
14.1彎曲變形的概念
14.2撓曲線近似微分方程
14.3用積分法求梁的撓度和轉角
14.4用疊加法求梁的撓度和轉角
14.5梁的剛度計算
14.6提高梁剛度的措施
*14.7超靜定梁
思考題
習題
第15章壓桿穩(wěn)定
15.1壓桿穩(wěn)定的概念
15.2細長壓桿的臨界壓力
15.3臨界應力及臨界應力總圖
15.4壓桿的穩(wěn)定計算
15.5提高壓桿穩(wěn)定性的措施
思考題
習題
附錄熱軋型鋼表(GB/T 706—2016)
參考文獻