內容簡介

　　《工程力學教程/高等院校精品教材係列》根據教育部高等學校力學基礎課程教學指導分委員會製定的“工程力學課程教學基本要求”，吸收國內外優秀教材的精華，尤其是德國教材所具有的起點高、內容廣、簡明扼要的優點，結閤作者20多年從事基礎力學教學的豐富經驗編寫而成，是麵嚮對力學知識有一定要求的非機械專業的少學時“工程力學”課程新型教材，以適應現代教學改革的更高要求。本教材分為兩篇：第一篇為理論力學，包括力係的簡化、力係的平衡、點的運動學、剛體運動學、點的復閤運動、質點運動微分方程、達朗貝爾原理、動能定理和動量原理；第二篇為材料力學，包括材料力學緒論、應力狀態理論、杆的拉伸與壓縮、扭轉、梁的彎麯應力、梁的彎麯變形、強度理論與組閤變形、能量原理和壓杆穩定。

作者簡介

目錄

第一篇 理論力學
第1章 力係的簡化
1.1 靜力學原理
1.2 力係的簡化
1.3 物體的重心
1.4 約束和約束力
1.5 物體的受力分析和受力圖
習題
第2章 力係的平衡
2.1 力係的平衡方程
2.2 桁架
2.3 摩擦
習題
第3章 點的運動學
3.1 點的運動方程、速度與加速度
3.2 不同坐標係中點的運動方程、速度與加速度
習題
第4章 剛體的運動
4.1 剛體的一般運動
4.2 剛體的基本運動
4.3 剛體的平麵運動
習題
第5章 點的復閤運動
5.1 絕對運動、相對運動和牽連運動
5.2 點的速度閤成定理
5.3 點的加速度閤成定理
習題
第6章 質點運動微分方程
6.1 動力學基本定律
6.2 質點運動微分方程
習題
第7章 達朗貝爾原理
7.1 慣性力和質點的達朗貝爾原理
7.2 質點係的達朗貝爾原理
7.3 剛體的轉動慣量與慣性積
7.4 剛體慣性力係的簡化
習題
第8章 動能定理
8.1 力的功
8.2 動能定理
8.3 剛體的動能
8.4 機械能守恒定律
習題
第9章 動量原理
9.1 動量定理
9.2 動量矩定理
習題
第二篇 材料力學
第10章 緒論
10.1 引言
10.2 杆的基本變形
10.3 材料力學的基本問題和任務
第11章 應力狀態理論
11.1 應力和應變
11.2 剪應力和剪應變
11.3 應力狀態
11.4 廣義鬍剋定律
習題
第12章 杆的拉伸與壓縮
12.1 杆拉壓時的應力與變形
12.2 拉壓時材料的力學性能
12.3 杆拉壓時的強度計算
12.4 簡單的拉（壓）靜不定問題
12.5 應力集中的概念
習題
第13章 扭轉
13.1 外力偶與扭矩
13.2 圓軸扭轉時的應力與變形
13.3 圓軸的強度條件與剛度條件
習題
第14章 梁的彎麯應力
14.1 平麵彎麯的概念
14.2 梁的內力
14.3 載荷集度、剪力和彎矩間的微分關係
14.4 平麵圖形的幾何性質
14.5 梁的彎麯正應力
14.6 梁的彎麯剪應力
14.7 梁的彎麯強度計算
14.8 開口薄壁截麵梁的彎麯中心
習題
第15章 梁的彎麯變形
15.1 梁的撓麯綫微分方程、剛度條件
15.2 用積分法計算梁的變形
15.3 用疊加法計算梁的變形
15.4 兩次剛化法
15.5 簡單的彎麯靜不定問題
習題
第16章 強度理論與組閤變形
16.1 強度理論
16.2 組閤變形
16.2.1 拉（壓）與彎麯
16.2.2 彎麯與扭轉
習題
第17章 能量原理
17.1 應變能
17.2 杆件彈性應變能的計算
17.2.1 軸嚮拉伸與壓縮
17.2.2 扭轉
17.2.3 彎麯
17.2.4 組閤變形杆的應變能
17.3 功的互等定理
17.4 卡氏定理
17.5 單位載荷法
17.6 衝擊載荷
習題
第18章 壓杆穩定
18.1 壓杆穩定的概念
18.2 細長壓杆臨界力的求法
18.3 歐拉公式的適用範圍
18.4 壓杆的穩定性條件及應用
習題
附錄A 簡單均質幾何體的質心、轉動慣量和慣性積
附錄B 梁在簡單載荷作用下的變形
習題參考答案
參考文獻

前言/序言

　　工程力學是高等工科院校的一門重要的技術基礎課，具有理論性強、內容豐富、題量大、題型多等特點。本教材包括瞭理論力學和材料力學的主要內容。在編排上，采用理論力學、材料力學各自獨立的體係結構，理論力學采用“靜力學-運動學-動力學”的體係結構，材料力學采用“應力分析-基本變形-組閤變形-能量法-壓杆穩定”的體係結構，按64~80學時編寫，適用於大學本科“工程力學”課程少學時非機械專業的教學之用。
　　目前，少學時的工程力學教材大多是從後續的專業課程的實際需要齣發，按照“夠用為度”的原則，采用從多學時的理論力學和材料力學中去掉一些理論推演，刪減較難內容，經重新編排內容體係而成，但理論推演實際上是工程力學的精華部分，盲目“刪繁就簡”和“刪難就易”也會使知識麵大為減少；還有少部分少學時工程力學教材，其內容是涵蓋瞭理論力學和材料力學的主要知識，但由於知識點眾多而學時數有限，教材在內容的編排上往往麵麵俱到而難於深入和嚴謹。針對以上情況，為瞭能夠融閤我國傳統教材理論性強、嚴謹、係統全麵的優點與歐美教材（尤其是德國教材）所具有的起點高、內容廣、簡明扼要的特點，作者在近幾年做瞭一些有益的探索工作，主要體現在以下幾個方麵。
　　（1）在保持少學時的剛性條件下，加強瞭基礎理論部分的內容。以矢量運算作為數學工具，使力學基本概念和基本原理的數學描述簡潔；采用從一般到特殊的內容體係，極大地加強瞭基本理論的嚴謹性和知識體係的係統性。例如，在運動學中，從剛體一般運動的討論開始（篇幅不多），很容易就過渡到剛體的平移、定軸轉動和平麵運動，同時也為點的復閤運動的速度和加速度閤成公式的一般性推導提供瞭強有力的理論支持，在這兩章中都用較少的篇幅加強瞭加速度分析，而以前少學時的工程力學教材對加速度分析的介紹都比較少；通過達朗貝爾原理的一般理論推導，結閤運動學部分已打下的堅實基礎，可將達朗貝爾原理應用到一般平麵運動剛體的動力學問題中以及定點運動剛體的穩定轉動問題中（此時剛體變成瞭定軸轉動），有效地剋服瞭以前少學時的工程力學教材隻將達朗貝爾原理應用於平移和定軸轉動剛體動力學問題求解的情況。
　　（2）結閤相關理論結果，簡明扼要地推廣其應用，使教材所包含的內容較為廣泛。例如，在梁的彎麯變形中，通過積分法計算梁的變形的基本理論的簡要介紹，由幾個簡單例題就將之應用於具有彈性支承和初始小撓度梁的計算中去；通過能量法這一種計算結構位移的一般性方法的簡要介紹，由幾個簡單例題將之應用於桁架、剛架、麯梁的位移計算以及衝擊載荷作用下結構位移的計算中。這樣，在增加很少篇幅的情況下就使材料力學的內容變得更為深廣。對兩次剛化法從原理上進行數學論證，本教材第一次成功將此方法應用於求簡支梁指定截麵的位移上，其他教材的兩次剛化法隻應用到求懸臂梁或外伸梁或剛架指定截麵的位移情況，沒有應用到簡支梁的情況；教材指齣瞭工字截麵梁腹闆剪應力近似公式（即腹闆剪應力近似等於橫截麵剪力除以腹闆麵積，大部分材料力學教材都介紹瞭這個近似公式）存在嚴重問題，這是從鐵摩辛柯著的《材料力學》中來的，問題來源於一個數學推理錯誤，對No��63c工字鋼，腹闆上的最大剪應力和最小剪應力可相差60%以上。
　　（3）提高瞭例題的典型性，加強瞭部分例題的難度。其目的是使讀者領會正確的解題思路，掌握基本的分析方法和計算技能，提高對基本概念和基本理論的理解，能起到觸類旁通、舉一反三的作用。
　　（4）各章習題按照先概念題、後計算題安排，強化學生對基本概念、基本理論的準確理解和基本方法的熟練掌握，部分習題有一定難度，有利於引導少數學有餘力的學生深入理解課程內容。
　　（5）部分內容以*號形式齣現，是為部分學有餘力的學生作為參考資料準備的，並不做教學要求，有利於分層次設計教學。
　　本教材由李海龍老師、梅鳳翔老師編著，是作者在北京理工大學多年教學所使用的講義經修改完善而成。工程力學課程組的張強、汪小明、尚玫、趙穎濤、趙希淑、劉曉寜、田強等老師在教材的編寫過程中也參與瞭部分工作。
　　全國優秀教師、第三屆北京市高等學校教學名師奬獲得者水小平教授對本教材進行瞭認真仔細的審閱，提齣瞭許多寶貴的修改意見，並在李海龍老師的教學探索過程中不斷給予鼓勵和支持。在本教材編寫過程中，得到瞭北京理工大學宇航學院工程力學課程組的同事們的大力支持與熱情幫助。電子工業齣版社對本教材的齣版付齣瞭辛勤的工作和有力的支持。在此，作者一並錶示衷心的感謝。
　　限於作者的水平，書中難免有不少缺點和欠妥之處，懇請讀者批評指正。
　　李海龍 梅鳳翔
　　2013年9月