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內容簡介

本書屬於閤肥學院模塊化教學改革的一項內容，主要包含靜力學分析、平麵圖形的幾何性質、拉壓、剪切、扭轉及彎麯變形的內力、強度、剛度分析，以及應力狀態和強度理論、組閤變形等內容。本書通過引入大量的工程構件，將四大基本變形相近的內容進行知識重構，同時按照工程模型—力學模型—數學模型—計算模型的思路組織教學，並且通過編程解決計算問題。

本書可作為普通高等工科院校本科機械、近機類及成人教育等院校的工程力學教材，同時也可作為相關工程技術人員的參考用書。

目錄

緒論
0.1 生活中的力學
0.2 工程中的力學
0.2.1 工程背景
0.2.2 工程力學的內容
0.2.3 研究方法
0.3 工程力學能力的養成
0.3.1 樹立工程團隊意識
0.3.2 用數學建立力學模型
0.3.3 勇於嘗試、積極應用
閱讀材料——工程力學的昨天、今天和明天

第1章 靜力學基礎
1.1 靜力學的基本概念
1.1.1 力
1.1.2 剛體
1.2 靜力學公理和定理
1.2.1 二力平衡公理
1.2.2 加減平衡力係公理
1.2.3 力的平行四邊形公理
1.2.4 作用和反作用公理
1.3 約束和約束力
1.3.1 柔性約束
1.3.2 光滑接觸麵約束
1.3.3 光滑圓柱鉸鏈約束
1.3.4 輥軸支座
1.3.5 球鉸鏈
1.3.6 固定端約束
1.3.7 軸承約束
1.4 力矩
1.4.1 力對點之平麵矩
1.4.2 力對點之空間矩
1.4.3 力對軸之矩
1.4.4 閤力矩定理
1.5 力偶與力偶矩矢
1.5.1 力偶
1.5.2 力偶矩矢
1.5.3 力偶等效定理
1.5.4 力偶矩矢的閤成
1.6 物體受力及變形分析
1.6.1 三種常見載荷形式
1.6.2 物體的受力分析
1.6.3 變形固體的基本假設
1.6.4 四種基本變形
1.7 典型工程案例的編程解決
1.8 小組閤作解決問題
習題

第2章 力係及其平衡
2.1 主矢·主矩
2.2 力係的簡化
2.2.1 力綫平移定理
2.2.2 平麵力係的簡化
2.2.3 空間力係的簡化
2.3 力係的平衡
2.3.1 平麵力係的平衡
2.3.2 空間力係的平衡
2.3.3 乾摩擦的平衡
2.4 計算機編程求解平衡問題
2.5 小組閤作解決工程問題
2.6 典型工程案例的編程解決
習題

第3章 平麵圖形的幾何性質
3.1 靜矩
3.2 形心
3.2.1 積分法
3.2.2 組閤法
3.3 慣性矩·慣性積·慣性半徑
3.3.1 慣性矩
3.3.2 慣性積
3.3.3 主慣性軸和主慣性矩，形心主慣性軸和形心主慣性矩
3.3.4 平行移軸公式
3.4 轉軸公式
習題

第4章 工程常用構件的變形及其內力分析 83��
4.1 工程常用構件 85��
4.1.1 拉壓杆 86��
4.1.2 剪切杆 86��
4.1.3 扭轉軸 87��
4.1.4 彎麯梁 87��
4.1.5 拉彎組閤杆 89��
4.1.6 偏心壓彎杆 89��
4.1.7 彎扭組閤杆 90��
4.1.8 連接件 91��
4.1.9 組閤杆/多軸杆——麯杆·剛架·桁架��
4.2 內力的求解方法
4.3 拉壓內力——軸力
4.3.1 軸力
4.3.2 軸力圖
4.4 扭轉內力——扭矩
4.4.1 外力偶矩
4.4.2 扭矩
4.4.3 扭矩圖
4.5 彎麯內力
4.5.1 剪力·彎矩
4.5.2 剪力圖·彎矩圖
4.5.3 剪力、彎矩和載荷集度、集中載荷的微積分關係及應用
4.6 組閤內力——靜定麯杆·剛架·桁架內力
4.6.1 麯杆內力
4.6.2 靜定平麵剛架內力
4.6.3 靜定桁架內力
4.7 典型工程案例的編程解決
4.7.1 基本原理
4.7.2 Matlab編程計算彎麯內力的原理
4.8 小組閤作解決工程問題
習題

第5章 工程常用杆件的強度分析
5.1 拉壓應力及強度設計
5.1.1 材料在拉伸時的力學性能
5.1.2 材料在壓縮時的力學性能
5.1.3 許用應力及安全係數
5.1.4 橫截麵應力
5.1.5 斜截麵應力
5.1.6 聖維南原理·應力集中
5.1.7 強度條件及其應用
5.2 剪切、擠壓及其實用計算
5.2.1 剪切及其實用計算
5.2.2 擠壓及其實用計算
5.3 扭轉切應力及強度設計
5.3.1 純剪切·切應力互等
5.3.2 剪切鬍剋定律
5.3.3 扭轉的切應力公式
5.3.4 應力集中
5.4 彎麯正應力及強度設計
5.4.1 純彎麯正應力
5.4.2 細長梁彎麯正應力
5.4.3 純彎麯正應力強度設計
5.5 彎麯切應力及強度設計
5.5.1 矩形截麵梁彎麯切應力
5.5.2 工字截麵梁彎麯切應力
5.5.3 圓形截麵梁彎麯切應力
5.5.4 橫力彎麯時梁的強度條件及應用
5.6 提高梁強度的措施
5.7 典型工程案例的編程解決
5.8 小組閤作解決工程問題
習題

第6章 軸和梁的剛度設計/分析
6.1 軸嚮拉壓杆的剛度設計
6.1.1 軸嚮變形與鬍剋定律
6.1.2 橫嚮變形與泊鬆比
6.1.3 位移
6.2 扭轉剛度設計
6.3 彎麯變形
6.3.1 彎麯變形的基本參數
6.3.2 用積分法求彎麯變形
6.3.3 求彎麯變形的疊加法
6.3.4 彎麯剛度
6.3.5 剛度的閤理設計
6.3.6 提高彎麯剛度的措施
6.4 典型工程案例的編程解決
6.5 小組閤作解決工程問題
習題

第7章 應力狀態和強度理論
7.1 基本概念
7.1.1 一點處的應力狀態
7.1.2 一點處應力狀態的錶示方法
7.1.3 一般應力狀態下強度條件的建立方法
7.2 平麵應力狀態下的應力分析
7.2.1 解析法
7.2.2 幾何法——應力圓法
7.3 空間應力狀態下的應力分析
7.3.1 任意截麵上的應力
7.3.2 最大切應力及其方位
7.4 廣義鬍剋定律
7.4.1 廣義鬍剋定律概述
7.4.2 總應變能密度
7.5 強度理論
7.5.1 第一強度理論——最大拉應力準則
7.5.2 第二強度理論——最大拉應變準則
7.5.3 第三強度理論——最大切應力準則
7.5.4 第四強度理論——畸變能密度準則
7.5.5 四種強度理論的適用範圍
7.6 典型工程案例的編程解決
7.7 小組閤作解決工程問題
習題

第8章 組閤變形
8.1 組閤變形概述
8.2 斜彎麯
8.3 拉伸（壓縮）和彎麯的組閤變形
8.3.1 軸嚮荷載與橫嚮荷載同時作用
8.3.2 偏心加載
8.4 彎麯和扭轉的組閤變形
8.5 典型工程案例的編程解決
8.6 小組閤作解決工程問題
習題

第9章 壓杆穩定 284��
9.1 壓杆穩定的概念 284��
9.2 壓杆的臨界荷載歐拉公式 286��
9.2.1 兩端鉸支細長壓杆的臨界載荷 286��
9.2.2 其他約束下細長壓杆的臨界載荷��
9.3 歐拉公式的適用範圍、經驗公式與臨界應力總圖
9.4 壓杆的穩定性校核
9.5 提高壓杆承載能力的措施
習題

第10章 能量法
10.1 概述
10.2 杆件的應變能計算
10.3 互等定理
10.4 莫爾積分及圖乘法
習題

第11章 超靜定結構
11.1 超靜定係統概述
11.2 用力法解超靜定結構
11.3 對稱及反對稱性質的利用
11.4 連續梁及三彎矩方程
習題

第12章 交變應力與疲勞強度
12.1 交變應力與疲勞失效
12.1.1 交變應力
12.1.2 疲勞
12.2 疲勞極限及其影響因素
12.2.1 疲勞極限
12.2.2 影響疲勞極限的因素
12.3.3 提高構件疲勞強度的措施
12.3 構件的疲勞強度計算
習題
附錄 常用型鋼規格錶

前言/序言

國傢中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)在高等教育方麵做齣重要規劃，其中一項內容為“教師要把教學作為首要任務，不斷提高教育教學水平；加強實驗室、校內外實習基地、課程教材等教學基本建設，深化教學改革”。可見，加強課程教材的建設是提高高等教育質量的一個重要方麵。

目前，工科工程力學類的教材幾乎都是沿用前蘇聯的力學體係，雖然該體係完整、經典，但教材的形式、內容、方法在幾十年內幾乎沒有什麼變化，已經難以適應現代工程力學的需要，尤其對於應用型本科高校，更需要側重於學生解決實際問題能力的培養，特彆在計算能力及分析能力方麵。

2014年閤肥學院模塊化教學改革獲得瞭國傢級教學成果一等奬，也是安徽省高等教育的重大突破。工程力學這個模塊，作為機械設計製造及其自動化和材料成型及控製工程專業的模塊化培養方案的一個專業基礎模塊，其教學效果直接關係到後續模塊的教學，有著重要的作用。因此，從工程需要的能力齣發，對工程力學進行瞭模塊化教學改革，其思路如下圖：

為此，通過模塊化改革，變知識輸齣為能力輸齣，針對原來的靜力學和材料力學課程，本書通過知識重構進行瞭以下改革：

(1) 針對研究對象，引入工程常用構件，包含綜閤使用的構件，如組閤變形杆、連接件、麯杆、剛架及桁架，使學生知道學之所用及如何應用，為學生建立工程模型的概念，以培養學生力學方麵的興趣，增強學習的目的性和目標性。

(2) 在內容方麵，從橫嚮比較到縱嚮深入，將拉壓、剪切、扭轉及彎麯四大基本變形相近的內容如內力、應力、變形進行重組， 先橫嚮比較，再縱嚮深入，形成單獨的三章，即“工程常用構件的變形及其內力分析”、“工程常用杆件的強度分析”、“軸和梁的剛度設計分析”，便於學生通過橫嚮比較，增強學習能力，同時加上實際工程案例進行力學模型、數學模型、算法模型的分析、解決，有助於加深學生從力學現象到力學本質的認識，並體會到相應知識的應用。

(3) 在教法、學法方麵，以學生為本，以解決工程問題為目的，將問題式、討論式、自主式等教學模式融入教材，突破“老師先講、學生後學練”的傳統式做法。通過工程或生活問題引導， 激發學生的興趣，形成“學生團隊先學—教師精講—學生再學—教師輔導”的循環遞進模式， 以培養學生的自主學習能力，鍛煉閤作交流能力。

(4) 在工程圖形的處理方麵，改變當前的平麵式、簡化式做法，實行三維式、實景式處理；摒棄簡化的平麵圖模型，以實際三維模型為基礎，強化真實感。

(5) 在計算方麵，改變傳統的手算，通過Matlab編程，實現求解過程程式化，將學生從大量繁瑣的計算中解放齣來，既培養瞭學生的學習能力，又提高瞭學生的邏輯思維能力，並且提高瞭計算準確度和速度，為進行復雜的工程計算打下瞭基礎。

總之，本書以學生為本，從研究對象、內容、教學模式、工程問題的處理以及計算手段方麵，進行瞭一些新的嘗試，強化培養學生自主學習的能力及解決工程問題的能力。

參加本書編寫的人員有：上海電力學院的紀鼕梅（第1章、第2章、第3章），閤肥學院的徐啓聖（第4章、第5章、第6章），三聯學院的王艷梅（第7章、第8章），上海電力學院的袁斌霞（第9章、第10章），上海電力學院的李敏（第11章、第12章）。同時，許澤銀教授、趙茂俞教授、張遠斌教授、譚敏教授對本書的編寫提齣瞭許多寶貴建議，管正華、張哲等同學參與瞭部分例題、習題的繪圖及相關資料的收集，在此均錶示感謝。

由於時間、能力所限，書中難免存在不足之處，請讀者不吝指正。

編 者

2017年7月於閤肥

工程力學（徐啓聖） 下載 mobi epub pdf txt 電子書

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