目录
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
三、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
任务六动力学普遍定理简介87
任务描述87
任务分析87
知识准备87
一、动量定理87
二、质心运动定理90
三、质点和质点系的动量矩93
四、刚体动量矩的计算93
五、质点和质点系的动量矩定理94
六、动量矩守恒定律95
七、常见力所做的功96
八、功率99
九、质点和质点系的动能100
十、动能定理102
十一、动力学普遍定理概述105
任务实施106
思考与练习107
习题答案111
任务七达朗贝尔原理112
任务描述112
任务分析112
知识准备112
一、惯性力和质点的达朗贝尔
原理112
二、刚体的达朗贝尔原理114
任务实施116
思考与练习117
习题答案119
模块三材料力学120
学习目标120
任务一轴向拉伸与压缩120
任务描述120
任务分析120
知识准备120
一、材料力学简介120
二、轴向拉伸与压缩的概念与
实例122
三、截面法、轴力与轴力图122
四、轴向拉(压)杆横截面上的
应力、斜截面上的应力124
五、轴向拉(压)杆的变形及胡克
定律127
六、材料在轴向拉伸、压缩时的
力学性能129
七、轴向拉(压)杆的强度计算133
八、拉(压)杆超静定问题简介135
九、应力集中的概念137
任务实施137
思考与练习138
习题答案140
任务二剪切与挤压140
任务描述140
任务分析140
知识准备140
一、剪切的概念和实用计算140
二、挤压的概念和实用计算142
任务实施144
思考与练习145
习题答案146
任务三圆轴扭转146
任务描述146
任务分析146
知识准备146
一、圆轴扭转的概念与实例146
二、扭矩和扭矩图147
三、圆轴扭转时的应力与变形149
四、极惯性矩和抗扭截面系数152
五、圆轴扭转时的强度和刚度计算153
六、提高圆轴扭转强度和刚度的
措施157
任务实施158
思考与练习159
习题答案160
任务四弯曲161
任务描述161
任务分析161
知识准备161
一、平面弯曲的概念与实例161
二、梁的计算简图与分类162
三、剪力和弯矩、剪力图和弯
矩图164
四、剪力、弯矩与分布载荷集度之
间的微分关系171
五、纯弯曲梁横截面上的正应力174
六、截面惯性矩与平行移轴公式177
七、梁的切应力简介179
八、梁弯曲时的强度计算180
九、梁的弯曲变形与刚度条件184
十、用变形比较法解简单超静
定梁187
十一、提高梁强度和刚度的措施189
任务实施192
思考与练习192
习题答案196
任务五应力状态与强度理论简介197
任务描述197
任务分析197
知识准备197
一、应力状态的概念197
二、二向应力状态下的应力分析198
三、三向应力状态简介与广义胡克
定律202
四、强度理论概述204
任务实施207
思考与练习209
习题答案210
任务六组合变形210
任务描述210
任务分析211
知识准备211
一、拉伸(压缩)与弯曲组合变形
的强度计算212
二、弯曲与扭转组合变形的强度
计算215
任务实施218
思考与练习219
习题答案220
任务七压杆稳定221
任务描述221
任务分析221
知识准备221
一、压杆稳定概述221
二、压杆的临界应力222
三、压杆稳定性校核224
四、提高压杆稳定性的措施225
任务实施227
思考与练习227
习题答案229
任务八动载荷与交变应力229
任务描述229
任务分析229
知识准备229
一、动载荷及动应力的概念229
二、交变应力及材料的持久极限230
三、构件的持久极限和疲劳强度
计算233
任务实施234
思考与练习235
习题答案235
附录热轧型钢常用参数表236
参考文献246