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第1篇 静力学1

绪论1

第1章 静力学基础3

1.1 静力学的基本概念3

1.1.1 刚体的概念3

1.1.2 力的概念3

1.2 静力学公理4

1.2.1 作用与反作用公理5

1.2.2 二力平衡公理5

1.2.3 加减平衡力系公理5

1.2.4 力的平行四边形公理6

1.3 约束与约束反力7

1.3.1 约束与约束反力的概念7

1.3.2 几种常见的约束及其反力7

1.3.3 支座及其反力9

1.4 物体及物体系统的受力分析10

1.4.1 单个物体的受力图11

1.4.2 物体系统的受力图12

小结14

思考题15

习题16

第2章 平面力系的合成与平衡18

2.1 平面汇交力系19

2.1.1 平面汇交力系合成的几何法19

2.1.2 平面汇交力系平衡的几何条件20

2.1.3 平面汇交力系合成的解析法22

2.1.4 平面汇交力系平衡的解析条件25

2.2 力矩与平面力偶系27

2.2.1 力矩27

2.2.2 力偶29

2.2.3 平面力偶系30

2.3 平面一般力系和平面平行力系31

2.3.1 力的平移定理31

2.3.2 平面一般力系的简化32

2.3.3 平面一般力系的平衡条件36

2.3.4 平面平行力系39

2.4 物体系统的平衡42

小结44

思考题46

习题47

第2篇 材料力学53

第3章 材料力学的基本概念53

3.1 变形固体及其基本假设53

3.1.1 变形固体53

3.1.2 变形固体的基本假设53

3.2 杆件变形的基本形式54

思考题55

第4章 轴向拉伸和压缩56

4.1 轴向拉伸和压缩时的内力56

4.1.1 内力的概念56

4.1.2 轴向拉伸和压缩的内力——轴力56

4.1.3 轴力图57

4.2 轴向拉（压）杆横截面上的应力58

4.2.1 应力的概念58

4.2.2 轴拉（压）杆横截面上的正应力59

4.3 轴向拉（压）杆的变形及胡克定律60

4.3.1 纵向变形60

4.3.2 胡克定律61

4.4 材料在拉伸和压缩时的力学性能62

4.4.1 低碳钢的力学性能62

4.4.2 铸铁的力学性能65

4.4.3 两类材料力学性能的比较65

4.4.4 极限应力、安全系数和许用应力65

4.5 轴向拉（压）杆的强度条件和强度计算66

4.6 应力集中的概念68

4.6.1 应力集中的概念68

4.6.2 应力集中对杆件强度的影响68

小结68

思考题69

习题70

第5章 剪切与扭转72

5.1 剪切与挤压的实用计算72

5.1.1 剪切与挤压的概念72

5.1.2 剪切的实用计算72

5.1.3 挤压的实用计算73

5.2 切应力互等定理与剪切胡克定律76

5.2.1 切应力互等定理76

5.2.2 剪切胡克定律76

5.3 圆轴扭转时的内力77

5.3.1 扭转的概念77

5.3.2 扭转的内力——扭矩77

5.3.3 扭转图77

5.4 圆轴扭转时横截面上的应力78

5.5 圆轴扭转时的强度计算80

5.6 圆轴扭转时的变形及刚度计算81

5.6.1 圆轴扭转时的变形81

5.6.2 刚度条件81

小结83

思考题83

习题85

第6章 平面图形的几何性质87

6.1 静矩87

6.1.1 定义87

6.1.2 简单图形静矩的计算87

6.1.3 组合图形静矩的计算88

6.1.4 组合图形形心的计算公式88

6.2 惯性矩88

6.2.1 定义88

6.2.2 简单图形惯性矩的计算89

6.2.3 平行移轴公式89

6.2.4 组合图形惯性矩的计算90

6.3 惯性半径和惯性积92

6.3.1 惯性半径92

6.3.2 惯性积92

6.4 形心主惯性轴和形心主惯性矩的概念92

小结93

思考题93

习题94

第7章 弯曲96

7.1 弯曲内力96

7.1.1 弯曲变形的概念96

7.1.2 平面弯曲的概念96

7.1.3 梁的内力——剪力和弯矩97

7.1.4 用截面法计算梁指定截面上的内力98

7.1.5 计算剪力和弯矩的规律99

7.2 梁的内力图101

7.2.1 剪力方程和弯矩方程101

7.2.2 剪力图和弯矩图101

7.2.3 列方程作剪力图和弯矩图101

7.2.4 简捷法作剪力图和弯矩图104

7.2.5 叠加法画弯矩图107

7.3 弯曲应力109

7.3.1 弯曲应力与弯曲内力109

7.3.2 梁的正应力的计算公式109

7.3.3 梁的正应力强度计算112

7.3.4 梁的切应力强度计算114

7.3.5 梁的主应力强度计算118

7.4 弯曲变形119

7.4.1 弯曲变形的概念119

7.4.2 梁的挠曲线近似微分方程120

7.4.3 积分法计算梁的变形120

7.4.4 叠加法计算梁的变形124

7.4.5 梁的刚度校核125

7.5 提高梁抗弯强度与刚度的措施126

7.5.1 提高梁抗弯强度的措施126

7.5.2 提高梁抗弯刚度的措施128

小结128

思考题129

习题132

第8章 组合变形137

8.1 组合变形的概念137

8.2 斜弯曲137

8.2.1 正应力计算138

8.2.2 正应力强度条件139

8.3 拉伸（压缩）与弯曲的组合变形141

8.4 偏心压缩与拉伸截面核心143

8.4.1 单向偏心拉伸（压缩）时的正应力计算143

8.4.2 双向偏心拉伸（压缩）144

8.4.3 截面核心146

小结147

思考题148

习题149

第9章 压杆稳定150

9.1 细长压杆的临界力150

9.1.1 压杆稳定的概念150

9.1.2 细长压杆的临界力——欧拉公式151

9.2 压杆的临界应力153

9.2.1 临界应力与柔度153

9.2.2 欧拉公式的适用范围153

9.2.3 中长杆的临界应力与临界应力总图154

9.3 压杆的稳定计算——折减系数法155

9.3.1 压杆的稳定条件155

9.3.2 压杆的稳定计算158

9.3.3 提高压杆稳定性的措施159

小结160

思考题160

习题162

第3篇 结构力学163

第10章 平面杆件体系的几何组成分析163

10.1 几何组成分析的目的163

10.2 平面体系自由度和约束的概念163

10.2.1 自由度163

10.2.2 约束164

10.2.3 虚铰165

10.2.4 多余约束165

10.3 几何不变体系的简单组成规则165

10.3.1 三刚片规则165

10.3.2 两刚片规则166

10.3.3 二元体规则167

10.4 几何组成分析举例167

10.5 静定结构和超静定结构170

小结170

思考题170

习题171

第11章 静定结构的内力分析175

11.1 静定梁175

11.1.1 单跨静定梁175

11.1.2 多跨静定梁176

11.2 静定平面刚架178

11.2.1 平面刚架的特点178

11.2.2 静定平面刚架的分类179

11.2.3 刚架的内力分析179

11.3 静定平面桁架183

11.3.1 桁架的构造特征及分类183

11.3.2 平面桁架的内力计算——结点法184

11.3.3 平面桁架的内力计算——截面法186

11.3.4 结点法与截面法的联合应用186

11.3.5 几种常用桁架受力性能的比较187

11.4 三铰拱188

11.4.1 拱的形式及特点188

11.4.2 三铰拱的计算188

11.4.3 三铰拱的合理拱轴线190

11.5 静定组合结构190

小结192

思考题193

习题194

第12章 静定结构的位移计算198

12.1 概述198

12.1.1 杆系结构的位移198

12.1.2 计算位移的目的198

12.2 静定结构在荷载作用下的位移计算公式199

12.3 积分法200

12.4 图乘法202

12.5 静定结构在支座移动时的位移计算207

小结208

思考题208

习题209

第13章 力法212

13.1 超静定结构概述212

13.1.1 超静定结构的概念212

13.1.2 超静定次数的确定212

13.2 力法的基本原理213

13.2.1 力法的基本结构和基本未知量213

13.2.2 力法的基本方程214

13.3 力法的典型方程215

13.4 力法计算举例216

小结220

思考题221

习题221

第14章 位移法224

14.1 位移法的基本原理224

14.2 位移法的基本未知量225

14.2.1 结点转角225

14.2.2 独立结点线位移226

14.3 单跨超静定梁的杆端内力227

14.3.1 杆端位移和杆端内力的正负规定227

14.3.2 杆端位移引起的杆端内力——形常数228

14.3.3 荷载引起的杆端内力——载常数229

14.3.4 等截面直杆的转角位移方程230

14.4 位移法计算举例230

小结235

思考题235

习题236

第15章 力矩分配法237

15.1 力矩分配法的基本原理237

15.1.1 基本概念237

15.1.2 力矩分配法的基本原理238

15.1.3 非结点荷载作用下单结点结构的计算240

15.2 力矩分配法计算连续梁及无侧移刚架243

小结246

思考题246

习题247

附录 型钢表249

参考文献256