本书根据“高等学校工科本科工程力学基本要求”编写。全书共分14章，涵盖静力学、材料力学最基本的内容。其中，静力学包括静力学基本概念和物体受力分析、力系的简化、力系的平衡方程及其应用、静力学专题等4章；材料力学包括绪论、轴向拉伸和压缩、扭转、弯曲内力、弯曲应力、弯曲变形、应力状态与强度理论、组合变形的强度问题、压杆稳定、冲击与疲劳等10章。
全书以工程实际为背景，注重力学概念和工程实用性，力求理论与应用并重、知识传授与能力培养并重，由浅入深，精选各种例题、思考题和习题，例题的分析重视启发式教学，重视学生综合素质培养。

前 言
　　
　　少学时“工程力学”是高等工科院校中许多专业普遍开设的一门重要的技术基础课程，全部内容在工程中均有很广泛的应用。工程力学知识的学习也是贯彻全面素质教育内涵的重要组成部分。
　　为了更好地适应当前我国高等教育跨越式发展需要，满足我国高校从精英教育向大众化教育的重大转移阶段中社会对应用型人才培养的要求，在清华大学出版社的积极支持下，根据编者多年讲授 “工程力学”课程的教学和改革实践及体会，编写了本书。
　　本书使用对象定位于一般高等工科院校(非重点大学)本科、民办本科和要求较高的高专(职)开设工程力学课程的各专业学生，综合考虑一般高校学生的数理基础、工程力学课程课内学时普遍减少和应用型人才的培养目标等诸多因素，本书内容满足要求较低的本科专业和要求较高的专科专业。符号全部采用GB 3100～3102—93《量和单位》中规定的有关通用符号(其中“不变量”用正体，“可变量”用斜体，静力学矢量用粗斜体；专有量用大写，一般“整体量”用大写，“局部量”、“普通量”用小写)，内容难度尽量浅一些，讲得通俗一些，容易理解一些。考虑到工程力学“理论‘好懂’，习题难做”，要求学员除了认真听课外，还要认真对待书中的思考题和习题，以克服眼高手低的困境。只有这样，才能较快的理解掌握工程力学的基本概念、基本理论、基本方法及要点和难点。
　　本书编写分工为：景荣春编写第1，2，3，4，5，8章；郑建国编写第6，7章和附录A；宋向荣编写第9，10章，刘建华编写第11，12章；黄海燕编写第13，14章。由景荣春教授任主编并统稿。
　　本书在编写过程中参考了近年来国内外一些优秀教材，吸取了它们的许多长处，并选用了其中的部分例题、思考题和习题。在此向这些教材的编著者致以衷心感谢。
　　限于编者水平，缺点和错误在所难免，衷心希望用户和读者批评指正，以便重印或再版时不断提高和完善。
　　
　　
　　 编 者
　　 2007年3月

目 录

工程力学引言1
第1章 静力学基本概念与
物体受力分析2
1.1 静力学基本概念2
1.2 静力学公理5
1.3 基本约束及其约束力6
1.4 物体的受力分析与受力图10
小结 13
思考题14
习题 14
第2章 力系的简化17
2.1 汇交力系17
2.2 力偶系18
2.3 力的平移定理与任意力系简化20
小结 24
思考题25
习题 26
第3章 力系的平衡方程及其应用29
3.1 平面力系平衡方程及其应用29
3.2 平面物体系平衡问题33
3.3 静定与超静定概念37
3.4 空间力系平衡方程及其应用38
小结 41
思考题41
习题 43
第4章 静力学应用专题47
4.1 平面简单桁架47
4.1.1 平面简单桁架的构成47
4.1.2 平面简单桁架的内力分析48
4.2 滑动摩擦50
4.2.1 滑动摩擦51
4.2.2 摩擦角与自锁52
4.2.3 考虑摩擦的平衡问题53
4.3 滚动阻碍的概念56
小结 56
思考题57
习题 59
第5章 材料力学绪论62
5.1 材料力学的任务62
5.2 变形固体及其理想化63
5.3 内力、截面法和应力的概念64
5.4 位移、变形与应变66
5.5 杆件变形的基本形式67
小结 68
思考题69
第6章 轴向拉伸和压缩70
6.1 拉压杆截面上的内力和应力70
6.1.1 拉压杆横截面上的内力70
6.1.2 拉压杆截面上的应力71
6.2 材料在拉伸或压缩时的力学性能75
6.2.1 低碳钢拉伸时的力学性能76
6.2.2 铸铁拉伸时的力学性能79
6.2.3 材料在压缩时的力学性能80
6.3 圣维南原理 应力集中81
6.4 失效、许用应力与强度条件82
6.5 胡克定律与拉压杆的变形84
6.5.1 拉压杆的轴向变形与
胡克定律84
6.5.2 拉压杆的横向变形与泊松比85
6.5.3 变截面杆的轴向变形85
6.6 简单拉压超静定问题87
小结 90
思考题90
习题 91
第7章 扭转95
7.1 扭转的概念和实例95
7.2 外力偶矩的计算 扭矩和扭矩图95
7.3 纯剪切99
7.3.1 薄壁圆筒扭转时的切应力99
7.3.2 切应力互等定理100
7.3.3 剪切胡克定律100
7.4 圆轴扭转时横截面上的应力100
7.4.1 圆轴扭转切应力的
计算公式100
7.4.2 最大扭转切应力
强度条件103
7.5 圆轴扭转时的变形与刚度条件104
7.5.1 圆轴扭转变形的计算公式104
7.5.2 圆轴扭转的刚度条件105
7.6 非圆截面杆扭转的概念108
7.6.1 自由扭转与约束扭转108
7.6.2 矩形截面杆的扭转109
小结 110
思考题111
习题 111
第8章 弯曲内力114
8.1 弯曲的概念与实例114
8.2 剪力和弯矩115
8.2.1 剪力和弯矩115
8.2.2 剪力和弯矩的正负约定115
8.3 剪力方程和弯矩方程 剪力图和
弯矩图117
8.4 载荷、剪力和弯矩之间的关系120
8.4.1 分布载荷、剪力、弯矩的
微积分关系120
8.4.2 集中力、集中力偶作用处内力
变化情况121
小结 125
思考题125
习题 125
第9章 弯曲应力128
9.1 纯弯曲的概念128
9.2 弯曲正应力128
9.2.1 纯弯梁横截面上的正应力128
9.2.2 横力弯曲时的正应力与
强度条件132
9.2.3 提高弯曲强度的措施135
9.3 弯曲切应力137
9.3.1 矩形截面梁137
9.3.2 工字型截面梁139
9.3.3 梁的切应力强度条件139
小结 141
思考题141
习题 142
第10章 弯曲变形146
10.1 弯曲变形的实例146
10.2 梁的挠曲线微分方程146
10.3 积分法求梁的位移148
10.4 叠加法求梁的位移150
10.5 简单超静定梁155
10.6 提高弯曲刚度的措施156
小结 158
思考题158
习题 159
第11章 应力状态分析 强度理论162
11.1 一点的应力状态的概念162
11.2 平面应力状态分析 主应力163
11.2.1 关于应力的正负约定163
11.2.2 任意斜截面上的应力163
11.2.3 主平面的方位与
??极值正应力164
11.2.4 极值切应力165
11.2.5 应力圆165
11.3 特殊三向应力状态下的极值应力170
11.3.1 3组特殊截面的应力状态170
11.3.2 三向应力状态的应力圆和
极值应力171
11.4 广义胡克定律与应变能密度172
11.4.1 广义胡克定律172
11.4.2 主应力状态下的线应变173
11.4.3 应变能密度173
11.4.4 体积改变能密度与畸变能
??密度175
11.5 强度理论177
11.5.1 断裂强度理论177
11.5.2 屈服强度理论178
小结 181
思考题181
习题 182
第12章 组合变形的强度问题186
12.1 组合变形与叠加原理的概念186
12.2 斜弯曲186
12.2.1 斜弯曲时的变形187
12.2.2 斜弯曲时的应力188
12.3 弯扭组合的强度问题190
小结 193
思考题193
习题 194
第13章 压杆稳定197
13.1 压杆稳定的概念197
13.2 两端铰支细长压杆的临界载荷198
13.3 其他支座细长压杆的临界载荷200
13.4 欧拉公式的适用范围 经验公式201
13.4.1 欧拉公式的适用范围201
13.4.2 经验公式202
13.4.3 临界应力总图204
13.5 压杆稳定条件与合理设计204
13.5.1 压杆稳定条件204
13.5.2 压杆的合理设计209
小结 210
思考题211
习题 212
第14章 冲击与疲劳215
14.1 冲击215
14.1.1 冲击应力与动荷因数215
14.1.2 提高构件抗冲击能力的
??措施218
14.2 疲劳219
14.2.1 疲劳的概念219
14.2.2 交变应力219
14.2.3 疲劳失效221
14.2.4 疲劳极限222
14.2.5 影响构件疲劳极限的
?? 主要因素223
14.2.6 提高构件疲劳强度的措施224
小结 225
思考题225
习题 225
附录A 平面图形的几何性质228
附录B 常用金属材料的
主要力学性能240
附录C 梁的挠度与转角241
附录D 型钢表243
习题答案256
索引263
参考文献268


　　
IV
工程力学简明教程
　　
6
目录