机械工程力学

绪论 1

一、机械工程中的力学问题 1

二、机械工程力学的主要内容 2

三、机械工程力学的研究对象及其模型 2

四、机械工程力学的主要任务 2

第1章 静力分析基础 3

1.1 力的概念及其性质 3

1.1.1 力的概念 3

1.1.2 力系的概念 4

1.1.3 集中力和分布力 4

1.1.4 力的性质 4

1.2 力的投影与合力投影定理 6

1.2.1 力在平面直角坐标轴上的投影 6

1.2.2 合力投影定理及其应用 7

1.3 力矩和力偶 9

1.3.1 力对点之矩 9

1.3.2 合力矩定理 10

1.3.3 力偶和力偶矩 10

1.3.4 平面力偶系的合成 12

1.4 力的平移定理 13

1.5 约束与约束反力 13

1.6 物体的受力分析与受力图 16

【本章小结】 18

【习题】 20

第2章 平衡方程及其应用 24

2.1 平面任意力系的简化 24

2.2 平面任意力系的平衡方程 25

2.3 平面力系的几种特殊情况 26

2.3.1 平面平行力系 26

2.3.2 平面汇交力系 28

2.4 考虑摩擦时物体的平衡 29

2.4.1 滑动摩擦力 29

2.4.2 摩擦角和自锁现象 31

2.4.3 考虑摩擦时物体的平衡问题 33

【本章小结】 35

【习题】 35

第3章 简单轴类零部件的受力分析 39

3.1 力在空间直角坐标轴上的投影 39

3.2 力对轴之矩 40

3.3 空间力系的平衡方程 41

3.4 轮轴类零件的受力分析 41

【本章小结】 43

【习题】 43

第4章 物体的重心与形心 45

4.1 重心的概念 45

4.2 确定重心位置的方法 45

【本章小结】 48

【习题】 48

第5章 杆件基本变形时的内力分析 50

5.1 内力的概念与内力图 50

5.2 拉压杆的内力与内力图 51

5.2.1 拉伸与压缩的概念 51

5.2.2 拉压杆的内力——轴力 51

5.2.3 轴力图 52

5.3 圆轴扭转的内力与内力图 54

5.3.1 圆轴扭转的概念 54

5.3.2 圆轴扭转时横截面上的内力——扭矩 54

5.3.3 扭矩图 55

5.4 直梁弯曲时的内力与内力图 56

5.4.1 直梁平面弯曲的概念 56

5.4.2 梁的计算简图 57

5.4.3 梁横截面上的内力——剪力和弯矩 58

5.4.4 弯矩图 59

【本章小结】 61

【习题】 61

第6章 材料的失效与零部件失效 63

6.1 分布内力与应力、变形与应变的概念 63

6.1.1 分布内力与应力 63

6.1.2 线应变与切应变 64

6.1.3 虎克定律 64

6.2 常用材料在轴向载荷作用下的力学性能 65

6.2.1 低碳钢拉伸时的力学性能 65

6.2.2 铸铁拉伸时的力学性质 66

6.2.3 材料在压缩时的力学性质 67

6.3 构件失效的概念与失效分类 67

6.4 许用应力与安全系数 68

【本章小结】 68

【习题】 69

第7章 杆件基本变形时的强度计算 70

7.1 拉压杆的强度计算 70

7.1.1 拉压杆横截面上的应力 70

7.1.2 拉压杆的强度条件 70

7.2 联接件的强度计算 73

7.2.1 剪切和挤压的概念 73

7.2.2 剪切和挤压的实用计算 73

7.3 圆轴扭转时的强度计算 76

7.3.1 圆轴扭转时横截面上的切应力 76

7.3.2 圆轴扭转时的强度条件及其应用 78

7.4 梁弯曲时的正应力强度计算 80

7.4.1 平面弯曲时梁横截面上的正应力 80

7.4.2 弯曲正应力强度条件及其应用 82

7.4.3 提高梁弯曲强度的措施 83

【本章小结】 87

【习题】 87

第8章 圆轴弯扭组合变形的强度计算 89

8.1 弯扭组合变形的强度计算方法 89

8.2 轴类零件的强度计算示例 90

【本章小结】 92

【习题】 93

第9章 交变应力与疲劳失效 94

9.1 交变应力的概念及其循环特征 94

9.2 构件的疲劳破坏与材料的持久极限 95

9.2.1 疲劳破坏 95

9.2.2 材料的持久极限 95

9.3 交变应力作用下构件的强度计算 97

9.4 提高构件疲劳强度的措施 97

【本章小结】 98

【习题】 98

第10章 杆件的刚度计算 99

10.1 杆件轴向拉压变形计算 99

10.1.1 变形与应变 99

10.1.2 虎克定律 100

10.2 圆轴扭转时的变形与刚度条件 101

10.2.1 相对扭转角与单位长度扭转角 101

10.2.2 圆轴扭转的刚度条件 102

10.3 梁的变形与刚度条件 104

10.3.1 梁的挠度和转角 104

10.3.2 梁的刚度条件 105

10.3.3 提高梁的弯曲刚度的措施 107

【本章小结】 108

【习题】 108

第11章 压杆稳定 111

11.1 压杆稳定与临界载荷 111

11.1.1 压杆稳定的概念 111

11.1.2 临界载荷 112

11.2 临界应力和临界应力总图 114

11.3 三类不同压杆临界载荷的计算 116

11.4 压杆的稳定性计算 119

11.5 提高压杆稳定性的措施 121

【本章小结】 122

【习题】 123

第12章 运动分析初步 126

12.1 点的运动 126

12.1.1 点的运动方程 126

12.1.2 点的速度 126

12.1.3 点的加速度 127

12.1.4 点运动的几种特殊情况 127

12.2 刚体的平动 128

12.2.1 刚体平动的定义 128

12.2.2 刚体平动的运动特点 129

12.3 刚体的定轴转动 129

12.3.1 转动方程 130

12.3.2 角速度 130

12.3.3 角加速度 130

12.3.4 定轴转动刚体内各点的速度 131

12.3.5 定轴转动刚体内各点的加速度 132

【本章小结】 135

【习题】 136

第13章 点和刚体的复合运动 138

13.1 点的合成运动 138

13.1.1 点的合成运动 138

13.1.2 点的速度合成定理 140

13.2 刚体的平面运动 141

13.2.1 平面运动的概念 141

13.2.2 平面运动的分解 143

13.2.3 平面图形上各点的运动速度分析 143

【本章小结】 148

【习题】 149

第14章 动力学基础知识 152

14.1 质点动力学基本方程 152

14.2 质点动力学基本方程及其应用 153

14.3 惯性力和质点的达朗伯原理 155

14.3.1 惯性力 155

14.3.2 质点的达朗伯原理 156

14.4 刚体绕定轴转动的动力学基本方程 158

14.4.1 刚体绕定轴转动微分方程 158

14.4.2 转动惯量 159

【本章小结】 163

【习题】 164

实验 167

附录 184

参考文献 193