工程力學 第二版

緒論
第1章 靜力學基本概念及受力圖
1.1 靜力學基本概念
1.2 力的基本規律
1.3 約束與約束反力
1.3.1 柔索約束
1.3.2 光滑接觸面約束
1.3.3 光滑圓柱鉸鏈約束
1.3.4 固定端約束
1.4 物體的受力分析與受力圖
習題

第2章 平面力系的平衡
2.1 平面匯交力系的合成與平衡
2.1.1 平面匯交力系合成的幾何法與平衡的條件
2.1.2 平面匯交力系合成的解析法
2.2 力矩及平面力偶系的平衡
2.2.1 力矩和合力矩定理
2.2.2 平面力偶理論
2.2.3 力線平移定理
2.3 平面任意力系的平衡
2.3.1 平面任意力系向平面內任一點簡化
2.3.2 平面任意力系的簡化結果分析
2.3.3 平面任意力系的平衡條件和平衡方程
2.3.4 平面平行力系的平衡
2.4 物體系統的平衡
2.5 靜定與靜不定問題
2.6 考慮摩擦時的平衡問題
2.6.1 滑動摩擦
2.6.2 考慮摩擦時的平衡問題
2.6.3 滾動摩擦
習題

第3章 空間力系的平衡
3.1 力在空間直角坐標軸上的投影
3.1.1 直接投影法
3.1.2 二次投影法
3.2 力對軸的矩
3.3 空間力系的平衡條件及平衡計算
3.3.1 空間任意力系的平衡條件和平衡方程
3.3.2 空間特殊力系
3.4 物體的重心
3.4.1 重心的概念
3.4.2 重心的座標
3.4.3 重心位置的實驗法
習題

第4章 質點和剛體運動學
4.1 點的運動
4.1.1 點的運動方程
4.1.2 點的速度
4.1.3 點的加速度
4.2 剛體的基本運動
4.2.1 剛體的平動
4.2.2 剛體的定軸轉動
4.3 點的合成運動概念
4.4 速度合成定理
4.5 剛體的平面運動
4.5.1 剛體平面運動的概念
4.5.2 剛體平面運動的分解
4.5.3 平面運動剛體內各點的速度
習題

第5章 質點系動力學基礎
5.1 動量定理
5.1.1 質點的動量
5.1.2 質點的衝量
5.1.3 質點的動量定理
5.1.4 質點系的動量
5.1.5 質點系的動量定理
5.2 動量矩定理
5.2.1 質點的動量矩
5.2.2 質點系對軸的動量矩
5.2.3 質點動量矩定理
5.2.4 質點系動量矩定理
5.2.5 動量矩守恆
5.3 動能定理
5.3.1 力的功
5.3.2 質點的動能
5.3.3 質點系的動能
5.3.4 質點的動能定理
5.3.5 質點系的動能定理
5.4 動靜法
5.4.1 質點慣性力的概念
5.4.2 質點的達朗伯原理
5.4.3 質點系的達朗伯原理
習題

第6章 材料力學基礎
6.1 材料力學的任務
6.2 變形固體的基本假設
6.3 內力與應力
6.3.1 內力的概念
6.3.2 截面法
6.3.3 應力的概念
6.4 杆件變形的基本形式

第7章 軸向拉伸和壓縮
7.1 拉伸和壓縮的概念
7.2 軸向拉伸和壓縮時的內力
7.2.1 軸力
7.2.2 軸力圖
7.3 拉（壓）杆橫截面上的應力
7.4 拉（壓）杆的變形
7.4.1 縱向變形
7.4.2 虎克定律
7.4.3 橫向變形
7.5 材料在軸向拉伸和壓縮時的力學性能
7.5.1 材料在拉伸時的力學性能
7.5.2 材料在壓縮時的力學性能
7.6 軸向拉伸和壓縮的強度計算
7.6.1 許用應力和安全係數
7.6.2 強度計算
習題

第8章 剪切和擠壓
8.1 剪切和擠壓的概念
8.2 剪切和擠壓的實用計算
8.2.1 剪切實用計算
8.2.2 擠壓實用計算
8.3 切應變和剪切虎克定律
8.3.1 切應力互等定理
8.3.2 剪切虎克定律
習題

第9章 圓軸扭轉
9.1 扭轉的概念和外力偶矩的計算
9.1.1 扭轉的概念
9.1.2 外力偶矩的計算
9.2 扭矩和扭矩圖
9.3 圓軸扭轉時的應力
9.3.1 變形幾何關係
9.3.2 物理關係
9.3.3 靜力關係
9.4 圓軸扭轉時的強度計算
9.5 圓軸扭轉時的變形與剛度計算
9.5.1 變形計算
9.5.2 圓軸扭轉時的剛度計算
習題

第10章 直梁彎曲
10.1 平面彎曲的概念
10.1.1 平面彎曲
10.1.2 靜定梁的基本形式
10.1.3 梁上載荷的簡化
10.2 彎曲時的內力——剪力和彎矩
10.3 剪力圖和彎矩圖
10.4 純彎曲時橫截面上的正應力
10.4.1 純彎曲的概念
10.4.2 純彎曲橫截面上的正應力
10.4.3 簡單截面的慣性矩和抗彎截面模量
10.5 梁的彎曲強度計算
10.6 提高梁的彎曲強度的主要措施
10.7 梁的彎曲變形
10.7.1 梁的撓曲線
10.7.2 撓曲線近似微分方程
10.7.3 用疊加法求梁的彎曲變形
10.8 梁的剛度條件和提高彎曲剛度的措施
10.8.1 梁的剛度條件
10.8.2 提高梁的彎曲剛度的措施
習題

第11章 組合變形
11.1 應力狀態的概念
11.1.1 一點處的應力狀態
11.1.2 應力狀態的表示方法
11.1.3 應力狀態的分類
11.2 強度理論簡介
11.2.1 強度理論概述
11.2.2 四種強度理論
11.2.3 強度理論的應用
11.3 組合變形的概念
11.4 拉（壓）彎組合時的強度計算
11.5 彎扭組合的強度計算
習題

第12章 壓杆穩定
12.1 壓杆穩定的概念
12.2 細長壓杆的臨界力——歐拉公式
12.2.1 兩端鉸支細長壓杆的臨界力
12.2.2 其他支撐條件下壓杆的臨界壓力
12.3 壓杆的臨界應力
12.3.1 臨界應力
12.3.2 歐拉公式的適用範圍
12.3.3 臨界應力的經驗公式
12.4 壓杆的穩定計算
12.4.1 壓杆的穩定計算
12.4.2 提高壓杆穩定性的措施
習題

第13章 變形體力學的幾個問題
13.1 應力集中
13.2 動載荷和交變應力
13.3 材料的疲勞極限及影響因素
13.3.1 疲勞極限
13.3.2 影響構件疲勞極限的因素及提高構件疲勞強度的措施
13.3.3 構件的疲勞強度計算

附錄
附錄Ⅰ 截面圖形的幾何性質
附錄Ⅱ 型鋼表
附錄Ⅲ 閱讀材料——複合材料
附錄Ⅳ 習題答案
參考文獻

《工程力學》（第二版）教材是為了適應新的教學要求，總結長期教學經驗，在原教材的基礎上進行的調整和修訂。

修訂過程中堅持如下原則。

①始終遵循教育部高職高專教育人才培養目標的要求，教學宗旨和教學目的始終不變。

②體現“必需夠用”，兼顧專業需求和個性發展，以培養實用型人才為主要目標。
③強調工程概念，教學內容和各章節順序更趨合理。
《工程力學》（第二版）保持了原有教材的特點和特色，著重以下幾個方面的修訂。

①第二部分運動學和動力學體系和內容進行了必要的調整，第二部分第四章增加了點的運動，調整了點的合成運動概念與剛體基本運動兩節的前後順序，質點的絕對運動、相對運動和牽連運動的標題改為點的合成運動概念。

②對部分章節的結構進行了調整，突出了各章的主要教學內容和應重點掌握的知識點。

③對原教材的筆誤、非標準符號及個別圖形等進行了修改。

本書由季維英、楊林娟主編，張建新、陳淑俠、張鴻晨副主編。參加本書編寫的有季維英（第1章～第2章、第9章～第11章），楊林娟（緒論、第3章），陳淑俠（第4章、第7章），楚焱芳（第5章），侯海雲（第6章），張建新（第8章、第12章），張鴻晨（第13章）。

《工程力學》教材的修訂工作，在徵求部分參編人員意見的基礎上，由季維英負責組織修訂完成，並最後定稿。

限於編者水準有限，書中難免存在不當之處，懇請讀者批評指正！

編者
2011年11月

第一版

高職高專教育越來越突出職業技能培養的教育目標，其教學內容也在向著強化實訓和實踐、理論知識的教學以“必需夠用”為度的方向發展。工程力學作為一門技術基礎課程，教學課時進一步減少，教學內容更加精選。本書為適應高職高專教學改革的需要，總結工程力學課程長期教學的經驗，精心編寫而成。

本書分為三部分：第一部分為靜力學（第１章～第３章）；第二部分為運動學和動力學（第4章、第5章）；第三部分為材料力學（第6章～第13章）。本書內容的重點在於靜力學部分，並且以平面力系為主，以空間力系為輔，以剛體系統內各個構件之間的約束為主線，突出工程概念，融入現代科技成果，以建立力學模型、求解力學模型和電腦應用為基本要求。在運動學和動力學部分主要介紹質點及剛體的基本運動，點的運動的合成以及剛體的平面運動，動量定理、動量矩定理、動能定理和動靜法。在材料力學部分，以四種基本變形為基礎，介紹應力狀態、組合變形及壓杆穩定等。在內容的深度方面加強了改革，突出了理論教學與工程實際的聯繫，做到以應力應變狀態為主線，以材料和構件的失效分析為目標，以解決工程構件的強度分析和剛度分析為基本要求。在內容組織上，從內力分析入手，分析基本變形的應力、應變、強度、剛度。本書力求使讀者通過學習，掌握建立力學模型和簡化力系的方法，能利用力系的平衡條件解決實際的工程構件的受力，從而進一步對構件進行強度、剛度及穩定性方面的分析。

本書採用“結構化、模組化”設計，精簡優化教學內容體系，體現“必需夠用”，兼顧專業需求和個性發展，以培養實用型人才為主要目標；每章例題、習題精心選擇，具典型性，強調工程概念，使力學教學與工程實踐相結合；注意對新技術、新知識的介紹。

本書可作為高職高專院校機械、建築、化工、紡織等專業的工程力學教學用書，也可供初、中級工程技術人員學習參考之用。

全書由楊林娟、季維英主編，張鴻晨副主編。參加本書編寫的有楊林娟（緒論、第1章～第3章、第7章）、季維英（第9章～第11章）、張鴻晨（第12章、第13章）、姜寧（第8章）、楚焱芳（第5章）、陳淑俠（第4章）、譚華（第6章）。

在本書的編寫過程中，得到了南通職業大學李業農教授的熱情幫助和指導，在此深表感謝！

限於編者水準有限，疏漏和欠妥之處在所難免，懇請讀者批評指正！

編者
2008年10月