工程力学

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2014年2月于北京目录

前言

主要符号表

绪论1

0?1工程力学的研究内容 1

0?2工程力学的研究方法 3

第一篇静力学

第1章静力学基础 8

1?1静力学基本概念 8

1?2静力学基本原理 11

1?3约束与约束力 14

1?4受力分析与受力图 20

1?5力矩与力偶 22

小结 29

思考题 30

习题 31

第2章力系的简化 34

2?1力系的主矢与主矩 34

2?2力系的简化 37

2?3平行力系的中心与物体的重心 44

小结 47

思考题 48

习题 50

第3章力系的平衡 54

3?1力系的平衡条件与平衡方程 54

3?2物系的平衡60

3?3平面桁架的平衡 66

3?4摩擦平衡问题 71

小结 81

思考题 82

习题 85

第二篇材料力学

第4章材料力学基础 94

4?1变形固体的基本假设 94

4?2外力、内力与截面法 96

4?3应力与应变 100

4?4杆件的变形形式 102

小结 107

思考题 107

习题 109

第5章构件的内力分析 111

5?1构件横截面上的内力 111

5?2内力方程与内力图 115

5?3内力与载荷集度间的关系 122

5?4刚架和曲杆的内力 129

小结 132

思考题 133

习题 135

第6章轴向拉伸与压缩 142

6?1轴向拉压杆的应力 142

6?2轴向拉压杆的应变 146

6?3材料在拉压时的力学性能 149

6?4轴向拉压强度条件 155

6?5应力集中 160

小结 161

思考题 162

习题 163

第7章扭转与剪切 169

7?1薄壁圆筒的扭转 169

7?2圆轴扭转的应力 172

7?3圆轴扭转的变形 177

7?4非圆截面杆的自由扭转 179

7?5联接的实用计算 185

小结 191

思考题 192

习题 194

第8章弯曲 200

8?1弯曲正应力 200

8?2弯曲切应力 211

8?3弯曲变形 222

8?4提高梁的弯曲强度和刚度的措施 232

小结 239

思考题 240

习题 241

第9章应力状态分析与强度理论 249

9?1点的应力状态 249

9?2应力状态分析 252

9?3应力圆分析 259

9?4广义胡克定律 266

9?5强度理论 271

小结 280

思考题 282

习题 285

工 程 力 学目录第10章组合变形 291

10?1拉压与弯曲组合变形 291

10?2斜弯曲 299

10?3弯曲与扭转组合变形 304

小结 309

思考题 310

习题 311

第11章压杆稳定 317

11?1压杆稳定的概念 317

11?2细长压杆的临界压力 320

11?3临界应力图326

11?4压杆稳定条件与合理设计 332

小结 338

思考题 339

习题 341

第12章能量法 344

12?1杆件的应变能 344

12?2应变能密度 351

12?3互等定理 357

12?4卡氏定理 360

12?5虚功原理 364

12?6莫尔定理与图乘法 366

小结376

思考题 378

习题 380

第13章超静定结构 385

13?1超静定结构及其分析方法 385

13?2简单超静定结构 387

13?3力法解超静定结构 397

13?4卡氏定理解超静定结构 410

小结 412

思考题 412

习题 414

第14章动应力与交变应力 420

14?1惯性载荷作用下的动应力 420

14?2冲击应力 423

14?3交变应力及其循环特性 432

14?4疲劳试验与持久极限 435

14?5疲劳强度计算 443

14?6提高构件疲劳强度的措施 447

小结449

思考题 450

习题 453

附录457

附录A平面图形的几何性质 457

A?1静矩和形心 457

A?2惯性矩与惯性积 459

A?3平行移轴公式和转轴公式463

小结 468

思考题 469

习题 471

附录B简单载荷作用下梁的变形473

附录C型钢规格表 475

表C?1热轧等边角钢 475

表C?2热轧不等边角钢 480

表C?3热轧普通槽钢 484

表C?4热轧普通工字钢 487

表C?5热轧L型钢 490

附录D习题答案 491

参考文献 504

主要符号表

a加速度，间距

aK 冲击韧度

A 面积

Abs 挤压计算面积

b 宽度

C 质心

d 直径，距离

D 直径

E 弹性模量，能量

Ek,Ep 动能, 势能

f 动摩擦系数，轴向分布力

fs 静摩擦系数

F 力，外载荷

Fbs 挤压力

Fcr 临界压力

Fd 动载荷，动摩擦力

FN 法向约束力，轴力

FS 剪力

FR 合力

F′R 主矢

Fs 静摩擦力

FI 惯性力

g 重力加速度

G 切变模量

h 高度

i 惯性半径

i,j,kx,y,z轴的单位矢量

Ip 极惯性矩

I, Iy, Iz惯性矩, 对y、z轴的惯性矩

Iyz 对y、z轴的惯性积

k 弹簧刚度系数，曲率，自由度

kd 动荷因数

kσ,kτ 有效应力集中因数

K 应力集中因数，体积弹性模量

l 长度, 跨度

m 滚阻力偶，质量, 分布力偶

M 力偶，主矩，弯矩

Me 扭矩外力偶

Mx, T 扭矩

My, Mz 对y、z轴的力矩，弯矩

n 安全因数，转速

nst 压杆工作安全因数

nσ,nτ,nστ 工作安全因数

N 循环次数，疲劳寿命

N0 循环基数

p 全应力，压力

pαα斜截面上全应力

P 重量，功率

Pk 千瓦功率

q 横向分布力，剪力流

r 循环特性，应力比，半径

R 半径

S 面积

Sy, Sz 对y、z轴的静矩

t 时间

u 应变能密度，应变比能

ud 形状改变应变能密度/比能

uv 体积改变应变能密度/比能

u* 应变余能密度

U 应变能

U* 应变余能

v 速度，挠度

W 外力功，重量

W* 余功

Wp 抗扭截面系数

Wz 抗弯截面系数

x,y,z 直角坐标

工 程 力 学主要符号表Xi 多余约束力

α 角，线膨胀系数，内、外直径比

β 角，表面质量系数

γ 角，切应变

θ 角，单位长度扭转角，横截面转角，体积应变

φ角，相对扭转角，折减因数

φm 摩擦角

δ 滚阻系数，伸长率

δ ij 单位载荷引起的广义位移

δr 虚位移

δW 元功，虚功

Δ 增量，广义位移

Δd 动变形/位移

Δst 静变形/位移

ρ 密度，半径，曲率半径

ψ 断面收缩率

ω 角速度

ε 线应变，正应变

εe 弹性应变

εp 塑性应变

εt 横向线应变

εσ,ετ 尺寸因数

λ 柔度，长细比

λp 对应比例极限σp的柔度

λs 对应屈服极限σs的柔度

λc对应σs/2的柔度

μ 泊松比，长度因数

σ 正应力

τ 切应力

σ1,σ2,σ3 主应力

ε1, ε2, ε3 主应变

σαα斜截面上的正应力

ταα斜截面上的切应力

σ t,σ c 拉伸、压缩正应力

σa 应力幅值，名义应力

σb 材料强度极限

σbs 挤压应力

σcr 临界应力

σd 动应力

σm 平均应力

σmax 最大正应力

σmin 最小正应力

σp 材料比例极限

σr 循环特征r的疲劳极限

σri 相当应力

σs 材料屈服应力

σst 静应力

σ0 极限应力

σ -1,τ -1 光滑试样对称循环持久极限

σ0-1,τ0-1 构件持久极限

σ -1k,τ -1k 有应力集中的持久极限

σ0?2 名义屈服极限

［F］ 许用载荷

［nst］ 许用稳定安全因数

［v］ 许用挠度

［σ］ 许用正应力

［τ］ 许用切应力

［σbs］ 许用挤压应力

［σ-1］ 疲劳许用应力

［σt］,［σc］ 拉伸、压缩许用正应力

［θ］许用单位长度扭转