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顾晓勤 著

图书标签:

• 工程力学
• 静力学
• 材料力学
• 力学
• 工程
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• 理工科
• 基础
• 物理

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111450108

版次：1

商品编码：11442431

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 普通高等教育"十二五"规划教材

开本：16开

出版时间：2014-04-01

用纸：胶版纸

内容简介

　　《工程力学：静力学与材料力学》内容包括质点和刚体静力学受力分析、力系简化、摩擦、平衡方程及应用，材料的基本变形即拉伸和压缩、剪切和挤压、扭转、弯曲，以及压杆稳定、复杂应力状态、强度理论、组合变形的强度计算、动载荷和交变应力、材料持久极限和疲劳理论等内容。
　　本书推荐学时数为48~64，读者对象为应用型本科学生，以及其他类型高校相关专业学生。

目录

前言
绪论 1
第一节 刚体、变形体的概念3
第二节 本课程的任务4
第一篇 静力学
第一章 静力学基础 9
第一节 静力学的基本概念9
第二节 静力学公理11
第三节 约束和约束力 14
第四节 物体的受力分析和受力图 20
小结 25
习题 26
第二章 平面力系30
第一节 平面汇交力系30
第二节 力偶和力偶系36
第三节 平面一般力系39
第四节 静定问题与物体系统的平衡 49
第五节 平面静定桁架的内力计算54
小结 61
习题 63
第三章 摩擦69
第一节 滑动摩擦70
第二节 摩擦角和自锁现象71
第三节 滚动摩阻74
第四节 考虑摩擦时物体的平衡问题 77
小结 81
习题 81
第四章 空间力系84
第一节 力在直角坐标轴上的投影84
第二节 力对点的矩 87
第三节 力对轴的矩 90
第四节 空间力系平衡条件93
第五节 物体的重心 98
小结 104
习题 105
第二篇 材 料 力 学
第五章 轴向拉伸和压缩111
第一节 杆的内力和应力111
第二节 杆的变形115
第三节 材料在轴向拉伸和压缩时的力学性能118
第四节 强度条件122
第五节 简单拉压超静定问题126
第六节 应力集中的概念130
小结 132
习题 133
第六章 剪切和挤压 137
第一节 剪切的概念137
第二节 剪切的实用计算138
第三节 挤压的实用计算141
小结 145
习题 145
第七章 扭转148
第一节 扭转的概念148
第二节 扭矩和扭矩图 149
第三节 切应力互等定理152
第四节 圆轴扭转时横截面上的应力153
第五节 圆轴扭转时的变形156
第六节 圆轴扭转时的强度条件和刚度条件158
*第七节 非圆截面轴的自由扭转161
小结 164
习题 165
第八章 截面的几何性质168
第一节 截面的面积矩和形心位置168
第二节 截面的惯性矩、惯性积和惯性半径170
第三节 惯性矩的平行移轴公式173
习题 175
第九章 梁弯曲时的内力和应力177
第一节 梁的计算简图 178
第二节 弯曲时的内力计算 181
第三节 剪力图和弯矩图184
第四节 弯曲时的正应力190
第五节 正应力强度计算195
第六节 弯曲切应力198
第七节 提高梁弯曲强度的一些措施205
小结 209
习题 210
第十章 梁的弯曲变形 215
第一节 挠曲线近似微分方程215
第二节 确定梁位移的积分法217
第三节 用叠加法求梁的变形 223
第四节 简单超静定梁227
第五节 梁的刚度校核与提高梁弯曲刚度的措施230
小结 233
习题 233
第十一章 压杆稳定236
第一节 压杆稳定的概念237
第二节 细长压杆的临界载荷239
第三节 欧拉公式及经验公式244
第四节 压杆稳定条件248
第五节 提高压杆稳定性的措施249
小结 250
习题251
第十二章 复杂应力状态和强度理论253
第一节 应力状态的概念253
第二节 二向应力状态分析256
第三节 三向应力状态分析261
第四节 广义胡克定律262
第五节 强度理论263
小结 269
习题270
第十三章 组合变形273
第一节 组合变形的概念273
第二节 拉伸（压缩）与弯曲的组合变形274
第三节 弯曲与扭转的组合变形277
小结 279
习题 280
第十四章 动载荷和疲劳282
第一节 惯性力问题282
第二节 冲击应力287
第三节 冲击韧度290
第四节 交变应力与疲劳失效292
第五节 材料持久极限及影响因素295
第六节 提高疲劳强度的措施299
小结 301
习题 302
附录304
附录A热轧型钢表 304
附录B部分习题参考答案320
参考文献 327

前言/序言

工程力学：静力学与材料力学 一、 引言：构建坚实基础，洞悉物质世界之奥秘 《工程力学：静力学与材料力学》是一部旨在为读者构建坚实工程知识体系的专著。本书深入浅出地剖析了静力学和材料力学这两大核心工程学科，为未来从事土木、机械、航空航天、建筑、材料等众多工程领域的研究、设计与实践的专业人士，以及对物理世界运行规律充满好奇的求知者，提供一套系统、严谨且富有实践指导意义的学习工具。 我们生活的世界，从宏伟的摩天大楼到精密的微型芯片，无不蕴含着力学的原理。桥梁如何承载千钧重担而不垮塌？飞机如何在空中翱翔？汽车为何能平稳行驶？这一切的答案，都藏匿于力的作用下物体所表现出的静止状态（静力学）以及在外力作用下产生的变形与破坏（材料力学）之中。本书将带领您走进这个充满逻辑与美的学科世界，理解物质的内在属性，预测并控制结构的响应，从而设计出更安全、更高效、更具创新性的工程解决方案。 本书的编写，不仅是对理论知识的梳理与整合，更是对工程思维的培养与训练。我们强调从实际工程问题出发，引导读者运用抽象的力学原理去解决具体的工程难题。通过大量的案例分析和习题演练，读者将逐步掌握建立力学模型、分析受力情况、计算应力应变、判断结构安全性等一系列核心工程技能。 二、 静力学：平衡的力量，稳定的基石 静力学，作为工程力学的基础，研究的是在力的作用下，物体处于静止或匀速直线运动状态时的力学规律。它关注的是力的叠加、分解、平衡条件以及这些力如何作用在静止的结构上。在静力学部分，我们将着重探讨以下内容： 力的基本概念与性质： 首先，我们会从力的本质出发，系统介绍力的三要素（大小、方向、作用点），并深入理解力的各种分类（如重力、弹力、摩擦力、压力、拉力、支持力等）及其特点。我们将学习如何准确地描述和表示力，为后续的分析奠定基础。 力的矢量运算： 力的合成与分解是静力学分析的核心工具。本书将详细讲解如何利用矢量的方法，将多个复杂的作用力转化为等效的合力，或者将一个力分解为沿特定方向的分力。我们会通过几何法和解析法，让读者熟练掌握这些运算技巧，并理解其物理意义。 物体的受力分析： 这是解决任何力学问题的关键第一步。我们将教会读者如何识别一个物体（或其一部分）受到的所有外力，并准确地绘制出受力图。这需要细致的观察和严谨的逻辑，确保不遗漏任何一个关键的作用力，也不添加任何虚构的力。 刚体的平衡条件： 针对静止的刚体，我们将引入并深入阐述其平衡的充要条件：合外力为零且合外力矩为零。我们将详细讲解如何列写并求解二力杆、三力杆以及更复杂的受力体系的平衡方程，从而确定未知力的大小和方向。 连接件与约束： 在实际工程结构中，构件之间通过各种连接件（如铰链、固定端、滚轴等）相互作用，并受到外部环境的约束。本书将详细分析不同类型连接件和约束所能提供的反力，以及这些反力如何影响结构的平衡。 静不定问题入门： 对于一些超出基本静力学平衡方程所能求解的结构，即静不定问题，本书将进行初步的介绍。虽然深入的求解方法将在材料力学部分进一步展开，但在静力学部分，我们会让读者初步认识到静不定的存在及其与超静定结构的关系。 摩擦力的分析： 摩擦力作为一种普遍存在的阻碍相对运动的力，在许多工程设计中扮演着重要角色。我们将详细分析静摩擦和动摩擦的特点，以及如何将其应用于斜面、螺旋、绳索等情境下的平衡分析。 重心与形心： 理解物体的重心（重力作用的等效点）和形心（几何形状的中心）对于分析物体的受力平衡和旋转效应至关重要。本书将介绍计算规则形状和不规则形状物体重心的方法。 虚拟位移原理（可选）： 对于一些复杂结构的平衡分析，虚拟位移原理提供了一种更为便捷的求解方法。在本书的适当章节，我们会引入这一原理，展示其在静力学问题中的应用，但会强调其对学生理解力的作用方式的辅助作用。 三、 材料力学：变形与断裂的逻辑，结构安全的保障 材料力学，是静力学在物体变形和破坏情境下的延伸。它研究的是外力作用下材料内部产生的应力、应变以及由此引起的宏观变形和可能发生的破坏。材料力学的目标是确保结构在承受设计载荷时保持稳定，不会发生过度的变形或意外的断裂。在材料力学部分，我们将深入探讨： 应力与应变： 这是材料力学的核心概念。我们将详细阐述内力在构件横截面上的分布，即应力，以及构件在外力作用下发生的相对形变，即应变。我们会区分正应力、剪应力以及正应变、剪应变，并理解它们之间的定量关系。 材料的力学性能： 了解材料的内在属性是预测其行为的关键。我们将深入研究各种材料（如钢、铝、混凝土、塑料等）在拉伸、压缩、弯曲、剪切等试验下的应力-应变曲线。通过这些曲线，我们将理解材料的弹性模量、泊松比、屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率等重要参数，以及它们对结构性能的影响。 杆件的轴向拉伸与压缩： 这是材料力学中最基本的问题。我们将学习如何计算承受轴向载荷的杆件的应力、应变和伸长量，以及如何根据材料的许用应力来确定构件的安全尺寸。 梁的弯曲： 梁是工程中最常见的受力构件之一。我们将深入研究梁在横向载荷作用下的弯曲现象，包括弯矩、剪力图的绘制，正应力、剪应力的分布规律，以及梁的挠度计算。我们会介绍不同截面形状的梁在抗弯刚度上的差异。 扭转： 对于承受扭转载荷的轴类构件，我们将学习如何计算其内力矩、剪应力分布以及扭转角。这对于设计机械传动轴等至关重要。 组合变形： 许多实际工程构件同时承受多种载荷，例如同时受到轴向力、弯矩和剪力。我们将学习如何分析这些组合变形，如何计算各分项变形叠加后的总变形，以及如何综合考虑各种应力对结构安全性的影响。 应力状态与应变状态： 在复杂的受力情况下，构件内部某一点可能承受多向的应力。我们将引入三维应力状态的概念，并利用应力圆等工具来分析和转换应力状态，从而判断材料在复杂应力下的安全程度。 强度理论与失效分析： 根据材料的力学性能和应力状态，我们将介绍不同的强度理论（如最大拉应力理论、最大剪应力理论、形状改变比能理论等），并运用它们来预测材料是否会发生屈服或断裂。 材料的疲劳与断裂： 除了静态载荷，许多构件还需要承受周期性载荷。我们将介绍材料的疲劳现象，包括疲劳极限、S-N曲线，以及如何进行疲劳寿命的评估。同时，我们将探讨材料的断裂韧性，以及如何防止脆性断裂的发生。 稳定性的基本概念： 对于细长杆件在压力作用下可能发生的失稳（屈曲）现象，我们将进行初步的介绍。我们将理解临界力的大小与杆件的长度、截面惯性矩以及支承条件的关系，并介绍欧拉公式。 有限元分析入门（选讲）： 随着计算能力的提升，有限元分析已成为现代工程分析的重要工具。本书将在适当的章节，为读者介绍有限元分析的基本思想和流程，使其对该先进分析技术有一个初步的认识，并了解其在处理复杂几何形状和边界条件问题上的优势。 四、 实践应用与案例分析：理论联系实际，能力得到提升 本书的编排，始终贯穿着理论与实践相结合的宗旨。每一章节的理论讲解之后，都会配以精心设计的例题，这些例题来源于真实的工程场景，涵盖了从简单到复杂的各种情况。通过对这些例题的透彻分析，读者不仅能巩固所学知识，更能学习到如何将抽象的力学原理转化为解决实际问题的思路和方法。 此外，本书还包含大量的课后习题，这些习题难度各异，覆盖面广，旨在全方位地检验读者的理解程度和应用能力。我们鼓励读者积极动手，独立思考，通过反复练习，逐步形成解决工程力学问题的自信心和熟练度。 五、 总结：迈向工程领域的坚实一步 《工程力学：静力学与材料力学》不仅是一本教科书，更是一扇通往浩瀚工程世界的大门。通过对本书的学习，您将掌握分析物体受力行为、预测结构响应、评估材料性能以及设计安全可靠工程结构的核心知识和技能。这些知识和技能，将成为您在未来工程领域中不断探索、创新和取得成功的宝贵财富。 我们相信，一本严谨、系统、富有启发性的工程力学著作，将帮助您构建起坚实的科学基础，培养出敏锐的工程洞察力，最终成为一名出色的工程师，为人类社会的进步贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构设计和内容组织是我非常看重的一点。在阅读《工程力学：静力学与材料力学》的过程中，我发现其章节安排十分合理，能够有效地引导读者建立起知识体系。静力学部分，从基础的力的概念到复杂的平衡问题，循序渐进，逻辑性很强，我能够清晰地感受到知识的累积过程。作者在每个章节的开头都会概述本章的学习目标，并在结尾进行总结，这有助于我回顾和巩固所学内容。让我印象深刻的是，书中在讲解力学原理的同时，并没有忽略它们在实际工程中的应用。例如，在介绍梁的弯曲理论时，书中会穿插一些实际桥梁、建筑结构的设计案例，让我能够更直观地理解理论知识的价值。这不仅让我学到了“是什么”，更学到了“为什么”和“怎么用”。在材料力学部分，书中对于疲劳、断裂等概念的介绍，虽然我还没有完全理解其深层原理，但其理论阐述的严谨性以及对工程实践的指导意义，已经让我心生敬意。这本书的翻译质量也很高，语言流畅，术语准确，阅读起来非常顺畅。它为我提供了一个系统学习力学知识的良好平台。

评分☆☆☆☆☆

这本《工程力学：静力学与材料力学》给我留下了非常深刻的印象，尽管我对某些具体内容的掌握程度还有待提高。首先，我必须赞扬其内容的全面性和逻辑性。书中对静力学基本原理的阐述严谨而清晰，从力的概念、力的合成与分解，到力系的平衡，每一个环节都循序渐进，让我能够逐步理解复杂的概念。特别是关于受力分析的部分，作者通过大量详实的图示和实例，将抽象的力学模型具象化，这对于初学者来说是至关重要的。我曾经在理解一些复杂结构的受力情况时感到困惑，但通过本书的讲解，我仿佛打开了新世界的大门。书中对于构件受力分析的系统性介绍，以及对刚架、桁架等典型结构的处理方法，都给了我极大的启发。尽管我目前还没有机会深入实践书中的所有案例，但仅仅阅读这些讲解，就足以让我对工程实际中的受力情况有了一个初步的认识。当然，在材料力学的部分，我还在努力消化其中的应力、应变、弹性模量等概念，特别是弯曲和扭转的理论，这部分内容对我来说确实是挑战。不过，书中对这些概念的定义和推导都相对完整，尽管需要反复阅读和思考，但其严谨性是毋庸置疑的。总体而言，这本书为我打下了坚实的力学基础，让我对工程领域有了更深入的理解。

评分☆☆☆☆☆

作为一名初学者，我对于《工程力学：静力学与材料力学》这本书的评价，更多地集中在其入门的友好性和概念的清晰度上。我最欣赏的一点是，作者并没有一开始就抛出大量复杂的公式和理论，而是从最基本的概念入手，一步步引导读者进入力学的世界。例如，在讲解力的概念时，书中用了大量的比喻和生活中的例子，让我能够直观地理解力的方向、大小和作用点的重要性。对于静力学的各种基本定理，如力的独立性原理、力的平行四边形法则等，书中都给出了非常形象的解释和图示，让我能够轻松地掌握。在材料力学部分，虽然我还在学习阶段，但书中对于应力、应变、弹性等基本概念的定义和解释，都非常到位。作者很注意区分不同类型的应力（如拉应力、压应力、剪应力）和应变，并解释了它们之间的关系，这对我理解材料在受力时的行为至关重要。我尤其喜欢书中关于各种材料力学实验的介绍，尽管我没有亲身操作，但通过书中的描述，我能了解到这些实验是如何验证理论公式的，这极大地增强了我对理论知识的信心。这本书为我打开了工程力学的大门，让我不再畏惧这个看似庞大的学科。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我一直在寻找一本能够真正帮我“理解”力学，而不是仅仅“记住”公式的书，而《工程力学：静力学与材料力学》在很大程度上满足了我的需求。让我印象最深刻的是，作者在讲解每一个力学概念时，都力图探究其物理本质，而不是停留在数学推导的层面。例如，在讲解静力学中的自由体图时，书中强调了如何准确地识别和隔离构件，并正确地标示出所有作用在它上面的力，这一步骤的细致讲解，对于我避免错误至关重要。我曾多次因为受力分析的疏忽而导致计算失误，但通过本书的指点，我学会了更系统、更严谨地进行受力分析。材料力学部分，特别是关于蠕变和应力集中的讲解，虽然我还在消化理解中，但书中对其发生机理的阐述，以及影响因素的分析，都让我对材料的力学行为有了更深入的认识。我非常欣赏书中提供的各种插图和示意图，它们能够将抽象的力学概念直观地呈现出来，帮助我建立起清晰的思维模型。尽管有些章节的内容需要我反复推敲，但其深入的剖析和对原理的强调，让我觉得每一次投入的时间都是值得的。这本书教会了我用更深层次的眼光去看待力学问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的是一本值得反复研读的力学宝典。我尤其钟爱它在处理疑难问题时的独到视角。在静力学部分，作者对于那些看似棘手的平衡问题，总能巧妙地运用虚拟位移法、能量法等高级技巧，给出简洁明了的解法。我曾一度在某些复杂机构的平衡分析上栽跟头，但通过本书的指引，我不仅解决了眼前的问题，更学会了举一反三的思维方式。这些方法不仅适用于书中的例子，更能灵活地应用于我遇到的各种实际工程问题。例如，书中关于变截面梁的弯曲应力计算，其推导过程严谨但不失趣味性，让我对弯曲现象的内在机制有了更透彻的理解。我非常欣赏作者在解释复杂公式时的耐心和细致，他会追溯公式的来源，剖析每一个参数的物理意义，这使得原本枯燥的公式变得生动起来。而且，书中提供的算例覆盖面很广，从简单的杆件结构到复杂的曲面应力分析，都涉及到了，这让我能够接触到不同类型的力学问题，从而拓宽我的视野。尽管有些章节的内容深度超出了我目前的知识储备，但我相信随着我学习的深入，这本书必将成为我解决工程难题的得力助手。