扫一扫
关注中图网
官方微博
本类五星书更多>
-
>
中医基础理论
-
>
高校军事课教程
-
>
思想道德与法治(2021年版)
-
>
毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论(2021年版)
-
>
中医内科学·全国中医药行业高等教育“十四五”规划教材
-
>
中医诊断学--新世纪第五版
-
>
中药学·全国中医药行业高等教育“十四五”规划教材
工程力学(第三版) 版权信息
- ISBN：9787030544179
- 条形码：9787030544179 ; 978-7-03-054417-9
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>>
工程力学(第三版) 内容简介
《工程力学（第三版）》是根据教育部高等学校力学教学指导委员会力学基础课程教学指导分委员会颁布的理工科非力学专业力学基础课程基本要求(2008年版)中理论力学课程基本要求(B类)中静力学的要求和材料力学课程基本要求(B类)编写而成，《工程力学（第三版）》分两篇共15章。分别阐述静力学和材料力学的基础理论和方法，并以材料力学内容为主。 《工程力学（第三版）》注重与工程实际相结合，深入溃出，通过大量例题阐述分析问题、解决问题的思路及方法.每章附有多种形式的思考题和习题，习题附有参考答案。 《工程力学（第三版）》利用现代教育技术和互联网信息技术，将部分学生难以理解的知识点，通过二维码技术实现教学互动，以达到帮助学生理解知识点的目的。
工程力学(第三版) 目录
目录
绪论 1
**篇 静力学
第1章 静力学基础 3
1.1 静力学基本概念及静力学公理 3
1.1.1 力和刚体的概念 3
1.1.2 静力学公理 4
1.2 力在坐标轴上的投影 7
1.2.1 力在轴上的投影 7
1.2.2 力在直角坐标轴上的投影 7
1.3 力矩 9
1.3.1 力对点之矩 10
1.3.2 合力矩定理 11
1.3.3 力对轴之矩 12
1.3.4 力对点之矩与力对通过该点的轴之矩的关系 13
1.4力偶和力偶矩 13
1.4.1力偶的表示 13
1.4.2力偶的等效定理及力偶的性质 14
1.5 物体的受力分析及受力图 15
1.5.1 自由体与非自由体、约束与约束反力 15
1.5.2 工程中常见约束的分类及其约束反力 16
1.5.3 物体的受力分析方法及步骤 19
思考题 22
习题 24
第2章 力系的简化 27
2.1 汇交力系的合成 27
2.1.1 汇交力系合成的几何法 27
2.1.2 汇交力系合成的解析法 28
2.2 力偶系的合成 29
2.3 任意力系向任意一点简化主矢和主矩 30
2.3.1 力的平移定理 30
2.3.2 力系向任意一点简化主矢和主矩 31
2.4 力系简化结果讨论 32
2.5 平行力系的中心和重心 37
2.5.1 平行力系的中心 38
2.5.2 物体的重心及其确定方法 38
思考题 41
习题 42
第3章 力系的平衡方程及其应用 44
3.1 空间任意力系的平衡条件和平衡方程 44
3.1.1 空间任意力系的平衡条件与方程 44
3.1.2 平衡方程的几种特殊形式 45
3.2 平面力系平衡方程的应用 48
3.2.1 单个物体的平衡问题 48
3.2.2 物体系统的平衡问题 52
3.3 空间力系平衡方程的应用 59
3.4 考虑摩擦时的平衡问题 62
3.4.1 静滑动摩擦力和静滑动摩擦定律 62
3.4.2 考虑摩擦时的平衡问题举例 63
3.4.3 滚动摩阻概念 66
3.5 工程应用举例 68
思考题 71
习题 72
第二篇 材料力学
第4章 材料力学的基本假设和基本概念 80
4.1 材料力学概述 80
4.2 材料力学的基本假设 81
4.3 外力、内力与截面法 82
4.3.1 外力及其分类 82
4.3.2 内力与截面法 82
4.4 应力 84
4.5 应变 85
4.5.1 正应变 85
4.5.2 切应变 86
4.6 杆件变形的基本形式 86
思考题 88
习题 88
第5章 轴向拉压杆的应力与变形 90
5.1 轴向拉压概述 90
5.2 轴力与轴力图 91
5.3 轴向拉压杆的应力 93
5.3.1 横截面上的应力 93
5.3.2 斜截面上的应力 96
5.4 拉压强度条件及应用 97
5.5 轴向拉压杆的变形 100
5.5.1 轴向拉压杆的变形 100
5.5.2 拉压胡克定律 101
5.5.3 轴向变形算例 102
5.6 简单拉压超静定问题 103
思考题 106
习题 107
第6章 材料拉伸和压缩时的力学性能 111
6.1 材料拉伸时的力学性能 111
6.1.1低碳钢拉伸时的力学性能 112
6.1.2 其他材料在拉伸时的力学性能 114
6.2 材料压缩时的力学性能 115
6.3 应力集中 116
6.4 失效与许用应力 117
思考题 118
习题 119
第7章 剪切 121
7.1 连接件受力概述 121
7.2 连接件的实用计算 122
7.2.1 剪切的实用计算 122
7.2.2 挤压的实用计算 123
思考题 126
习题 126
第8章 杆件的扭转 128
8.1 扭转概述 128
8.2 轴的外力偶矩、扭矩及扭矩图 129
8.2.1 外力偶矩的计算 129
8.2.2 轴的扭矩 129
8.2.3 扭矩图 130
8.3 切应力互等定理 剪切虎克定律 132
8.3.1 薄壁圆管的扭转 132
8.3.2 切应力互等定理 133
8.3.3 剪切虎克定律 133
8.4 圆轴扭转时的应力与变形 133
8.4.1 实心圆轴横截面上的应力 133
8.4.2 任意两横截面之间的相对扭转角 136
8.5 圆轴扭转的强度条件和刚度条件 139
8.5.1强度条件 139
8.5.2 刚度条件 140
8.6 矩形截面杆的自由扭转 142
思考题 144
习题 145
第9章 弯曲应力及弯曲强度 149
9.1 弯曲受力概述 149
9.2 剪力、弯矩与剪力图、弯矩图 151
9.2.1 剪力和弯矩 151
9.2.2 剪力图和弯矩图 154
9.3 剪力、弯矩与分布载荷集度之间的微分关系 157
9.3.1 剪力、弯矩与分布载荷集度之间的关系 157
9.3.2 微分关系的运用 158
9.4 弯曲正应力 163
9.4.1 纯弯曲时梁横截面卜的正应力 163
9.4.2 纯弯曲理论在一般横力弯曲中的应用 166
9.5 惯性矩 169
9.5.1 惯性矩的一般定义 169
9.5.2 惯性矩的平行轴公式 170
9.5.3 组合截面惯性矩的计算 171
9.6 梁的弯曲切应力 172
9.6.1 矩形截面梁的切应力 172
9.6.2 工字形截面粱腹板上的切应力 173
9.6.3 圆形及网环形截面梁的*大切应力 173
9.7 梁的弯曲强度计算 173
9.7.1 梁的弯曲正应力强度条件和强度计算 173
9.7.2 梁的切应力强度计算 177
9.8 梁的合理强度设计 178
9.8.1 载荷及支座的合理配置 178
9.8.2 梁的合理截面设计 179
9.8.3 合理设计梁的外形 181
9.9 工程设计举例 182
思考题 185
习题 187
第10章 弯曲变形 195
10.1 弯曲变形概述 195
10.2 梁变形的基本方程 196
10.2.1 梁的挠曲线微分方程 196
10.2.2 积分法计算梁的变形 197
10.3 计算梁变形的叠加法 201
10.3.1 载荷叠加法 202
10.3.2 逐段分析求和法 205
10.4 简单超静定梁 207
10.5 梁的刚度条件与合理刚度设计 209
10.5.1 梁的刚度条件 209
10.5.2 梁的合理刚度设计 211
思考题 212
习题 213
第11章 能量法 216
11.1 杆件弹性变形能 216
11.1.1 线弹性体上的外力做功 216
11.1.2 杆件拉压、扭转和弯曲时的变形能 217
11.1.3 杆件变形能一般公式 219
11.2 莫尔定理 220
11.2.1 莫尔定理 220
11.2.2 莫尔积分求杆件变形 222
思考题 225
习题 225
第12章 应力状态分析 228
12.1 应力状态概述 228
12.2 平面应力状态应力分析 230
12.3 应力圆 232
12.3.1 应力圆 232
12.3.2 应力圆的绘制和应用 232
12.4 平面应力状态的极值应力与主应力 234
12.5 三向应力状态的*大主应力 238
12.5.1 三向应力状态的应力圆 238
12.5.2 *大主应力和*大切应力 239
12.6 广义胡克定律 240
12.7 三向应力状态下的应变能 242
思考题 243
习题 244
第13章 强度理论与组合变形 247
13.1 强度理论概述 247
13.2 关于断裂的强度理论 248
13.2.1 *大拉应力理论（**强度理论） 248
13.2.2 *大拉应变理论（第二强度理论） 249
13.3 关于屈服的强度理论 249
13.3.1 *大切应力理论（第三强度理论） 249
13.3.2 畸变能密度理论（第四强度理论） 250
13.4 拉伸（压缩）与弯曲组合变形强度计算 252
13.5 扭转与弯曲组合变形强度计算 254
13.6 工程应用举例 257
13.6.1 力学模型的建立 258
13 .6.2 外力计算 259
13 .6.3 内力计算 260
13 .6.4 应力计算 261
思考题 265
习题 267
第14章 压杆稳定问题 270
14.1 稳定性概述 270
14.2 细长杆的临界压力 272
14.2.1 两端铰支细长杆的临界压力 272
14.2.2 两端非铰支细长杆的临界压力 273
14.3 欧拉公式的适用范围及中、小柔度杆的临界应力 275
14.3.1 临界应力与柔度 275
14.3.2 欧拉公式的适用范围 276
14.3.3 临界应力的经验公式 276
14.4 压杆的稳定实用计算及合理设计 279
14.4.1 安全因数法 279
14.4.2 折减系数法 280
14.4.3 压杆的合理设计 280
思考题 282
习题 283
第15章 动载荷 286
15.1 惯性力问题 286
15.1.1 惯性力的概念与动静法 286
15.1.2 等加速度直线运动构件的应力计算 287
15.1.3 等速旋转构件的应力计算 288
15.2 杆件受冲击时的应力计算 289
15.2.1 冲击时的应力计算及冲击动荷因数 289
15.2.2 提高构件抗冲击能力的措施 293
15.3 交变应力与循环特性 293
15.4 材料的持久极限 295
15.4.1 疲劳实验与S-N曲线 295
15.4.2 持久极限 296
15.5 影响构件持久极限的主要因素 296
15.5.1 构件外形的影响 296
15.5.2 构件截面尺寸的影响 297
15.5.3 表面加工质量的影响 298
思考题 299
习题 300
附录I 金属材料的力学性能试验 303
I.1 金属材料的拉伸实验 303
I.2 金属材料的压缩实验 306
I.3 金属材料的扭转实验 308
I.4 梁的纯弯曲正应力实验 310
I.5 电子万能试验机 312
I.6 液压式万能材料试验机 313
I.7 电阻应变测量简介 315
附录II 热轧型钢规格表(GB/T 7062008) 320
部分习题参考答案 333
参考文献 344
绪论 1
**篇 静力学
第1章 静力学基础 3
1.1 静力学基本概念及静力学公理 3
1.1.1 力和刚体的概念 3
1.1.2 静力学公理 4
1.2 力在坐标轴上的投影 7
1.2.1 力在轴上的投影 7
1.2.2 力在直角坐标轴上的投影 7
1.3 力矩 9
1.3.1 力对点之矩 10
1.3.2 合力矩定理 11
1.3.3 力对轴之矩 12
1.3.4 力对点之矩与力对通过该点的轴之矩的关系 13
1.4力偶和力偶矩 13
1.4.1力偶的表示 13
1.4.2力偶的等效定理及力偶的性质 14
1.5 物体的受力分析及受力图 15
1.5.1 自由体与非自由体、约束与约束反力 15
1.5.2 工程中常见约束的分类及其约束反力 16
1.5.3 物体的受力分析方法及步骤 19
思考题 22
习题 24
第2章 力系的简化 27
2.1 汇交力系的合成 27
2.1.1 汇交力系合成的几何法 27
2.1.2 汇交力系合成的解析法 28
2.2 力偶系的合成 29
2.3 任意力系向任意一点简化主矢和主矩 30
2.3.1 力的平移定理 30
2.3.2 力系向任意一点简化主矢和主矩 31
2.4 力系简化结果讨论 32
2.5 平行力系的中心和重心 37
2.5.1 平行力系的中心 38
2.5.2 物体的重心及其确定方法 38
思考题 41
习题 42
第3章 力系的平衡方程及其应用 44
3.1 空间任意力系的平衡条件和平衡方程 44
3.1.1 空间任意力系的平衡条件与方程 44
3.1.2 平衡方程的几种特殊形式 45
3.2 平面力系平衡方程的应用 48
3.2.1 单个物体的平衡问题 48
3.2.2 物体系统的平衡问题 52
3.3 空间力系平衡方程的应用 59
3.4 考虑摩擦时的平衡问题 62
3.4.1 静滑动摩擦力和静滑动摩擦定律 62
3.4.2 考虑摩擦时的平衡问题举例 63
3.4.3 滚动摩阻概念 66
3.5 工程应用举例 68
思考题 71
习题 72
第二篇 材料力学
第4章 材料力学的基本假设和基本概念 80
4.1 材料力学概述 80
4.2 材料力学的基本假设 81
4.3 外力、内力与截面法 82
4.3.1 外力及其分类 82
4.3.2 内力与截面法 82
4.4 应力 84
4.5 应变 85
4.5.1 正应变 85
4.5.2 切应变 86
4.6 杆件变形的基本形式 86
思考题 88
习题 88
第5章 轴向拉压杆的应力与变形 90
5.1 轴向拉压概述 90
5.2 轴力与轴力图 91
5.3 轴向拉压杆的应力 93
5.3.1 横截面上的应力 93
5.3.2 斜截面上的应力 96
5.4 拉压强度条件及应用 97
5.5 轴向拉压杆的变形 100
5.5.1 轴向拉压杆的变形 100
5.5.2 拉压胡克定律 101
5.5.3 轴向变形算例 102
5.6 简单拉压超静定问题 103
思考题 106
习题 107
第6章 材料拉伸和压缩时的力学性能 111
6.1 材料拉伸时的力学性能 111
6.1.1低碳钢拉伸时的力学性能 112
6.1.2 其他材料在拉伸时的力学性能 114
6.2 材料压缩时的力学性能 115
6.3 应力集中 116
6.4 失效与许用应力 117
思考题 118
习题 119
第7章 剪切 121
7.1 连接件受力概述 121
7.2 连接件的实用计算 122
7.2.1 剪切的实用计算 122
7.2.2 挤压的实用计算 123
思考题 126
习题 126
第8章 杆件的扭转 128
8.1 扭转概述 128
8.2 轴的外力偶矩、扭矩及扭矩图 129
8.2.1 外力偶矩的计算 129
8.2.2 轴的扭矩 129
8.2.3 扭矩图 130
8.3 切应力互等定理 剪切虎克定律 132
8.3.1 薄壁圆管的扭转 132
8.3.2 切应力互等定理 133
8.3.3 剪切虎克定律 133
8.4 圆轴扭转时的应力与变形 133
8.4.1 实心圆轴横截面上的应力 133
8.4.2 任意两横截面之间的相对扭转角 136
8.5 圆轴扭转的强度条件和刚度条件 139
8.5.1强度条件 139
8.5.2 刚度条件 140
8.6 矩形截面杆的自由扭转 142
思考题 144
习题 145
第9章 弯曲应力及弯曲强度 149
9.1 弯曲受力概述 149
9.2 剪力、弯矩与剪力图、弯矩图 151
9.2.1 剪力和弯矩 151
9.2.2 剪力图和弯矩图 154
9.3 剪力、弯矩与分布载荷集度之间的微分关系 157
9.3.1 剪力、弯矩与分布载荷集度之间的关系 157
9.3.2 微分关系的运用 158
9.4 弯曲正应力 163
9.4.1 纯弯曲时梁横截面卜的正应力 163
9.4.2 纯弯曲理论在一般横力弯曲中的应用 166
9.5 惯性矩 169
9.5.1 惯性矩的一般定义 169
9.5.2 惯性矩的平行轴公式 170
9.5.3 组合截面惯性矩的计算 171
9.6 梁的弯曲切应力 172
9.6.1 矩形截面梁的切应力 172
9.6.2 工字形截面粱腹板上的切应力 173
9.6.3 圆形及网环形截面梁的*大切应力 173
9.7 梁的弯曲强度计算 173
9.7.1 梁的弯曲正应力强度条件和强度计算 173
9.7.2 梁的切应力强度计算 177
9.8 梁的合理强度设计 178
9.8.1 载荷及支座的合理配置 178
9.8.2 梁的合理截面设计 179
9.8.3 合理设计梁的外形 181
9.9 工程设计举例 182
思考题 185
习题 187
第10章 弯曲变形 195
10.1 弯曲变形概述 195
10.2 梁变形的基本方程 196
10.2.1 梁的挠曲线微分方程 196
10.2.2 积分法计算梁的变形 197
10.3 计算梁变形的叠加法 201
10.3.1 载荷叠加法 202
10.3.2 逐段分析求和法 205
10.4 简单超静定梁 207
10.5 梁的刚度条件与合理刚度设计 209
10.5.1 梁的刚度条件 209
10.5.2 梁的合理刚度设计 211
思考题 212
习题 213
第11章 能量法 216
11.1 杆件弹性变形能 216
11.1.1 线弹性体上的外力做功 216
11.1.2 杆件拉压、扭转和弯曲时的变形能 217
11.1.3 杆件变形能一般公式 219
11.2 莫尔定理 220
11.2.1 莫尔定理 220
11.2.2 莫尔积分求杆件变形 222
思考题 225
习题 225
第12章 应力状态分析 228
12.1 应力状态概述 228
12.2 平面应力状态应力分析 230
12.3 应力圆 232
12.3.1 应力圆 232
12.3.2 应力圆的绘制和应用 232
12.4 平面应力状态的极值应力与主应力 234
12.5 三向应力状态的*大主应力 238
12.5.1 三向应力状态的应力圆 238
12.5.2 *大主应力和*大切应力 239
12.6 广义胡克定律 240
12.7 三向应力状态下的应变能 242
思考题 243
习题 244
第13章 强度理论与组合变形 247
13.1 强度理论概述 247
13.2 关于断裂的强度理论 248
13.2.1 *大拉应力理论（**强度理论） 248
13.2.2 *大拉应变理论（第二强度理论） 249
13.3 关于屈服的强度理论 249
13.3.1 *大切应力理论（第三强度理论） 249
13.3.2 畸变能密度理论（第四强度理论） 250
13.4 拉伸（压缩）与弯曲组合变形强度计算 252
13.5 扭转与弯曲组合变形强度计算 254
13.6 工程应用举例 257
13.6.1 力学模型的建立 258
13 .6.2 外力计算 259
13 .6.3 内力计算 260
13 .6.4 应力计算 261
思考题 265
习题 267
第14章 压杆稳定问题 270
14.1 稳定性概述 270
14.2 细长杆的临界压力 272
14.2.1 两端铰支细长杆的临界压力 272
14.2.2 两端非铰支细长杆的临界压力 273
14.3 欧拉公式的适用范围及中、小柔度杆的临界应力 275
14.3.1 临界应力与柔度 275
14.3.2 欧拉公式的适用范围 276
14.3.3 临界应力的经验公式 276
14.4 压杆的稳定实用计算及合理设计 279
14.4.1 安全因数法 279
14.4.2 折减系数法 280
14.4.3 压杆的合理设计 280
思考题 282
习题 283
第15章 动载荷 286
15.1 惯性力问题 286
15.1.1 惯性力的概念与动静法 286
15.1.2 等加速度直线运动构件的应力计算 287
15.1.3 等速旋转构件的应力计算 288
15.2 杆件受冲击时的应力计算 289
15.2.1 冲击时的应力计算及冲击动荷因数 289
15.2.2 提高构件抗冲击能力的措施 293
15.3 交变应力与循环特性 293
15.4 材料的持久极限 295
15.4.1 疲劳实验与S-N曲线 295
15.4.2 持久极限 296
15.5 影响构件持久极限的主要因素 296
15.5.1 构件外形的影响 296
15.5.2 构件截面尺寸的影响 297
15.5.3 表面加工质量的影响 298
思考题 299
习题 300
附录I 金属材料的力学性能试验 303
I.1 金属材料的拉伸实验 303
I.2 金属材料的压缩实验 306
I.3 金属材料的扭转实验 308
I.4 梁的纯弯曲正应力实验 310
I.5 电子万能试验机 312
I.6 液压式万能材料试验机 313
I.7 电阻应变测量简介 315
附录II 热轧型钢规格表(GB/T 7062008) 320
部分习题参考答案 333
参考文献 344
展开全部
工程力学(第三版) 节选
绪论 工程力学由静力学和材料力学两部分内容组成，主要研究物体的受力分析、平衡条件及构件的强度、刚度和稳定性。随着现代科学技术的发展，力学的应用已渗入到许多学科领域。作为一般工程专业的一门技术基础课，工程力学课程所介绍的力学基本概念、基本理论和基本方法，既可以直接用于解决工程实际问题，又是学习一系列后续技术基础课和专业课程的重要基础。 静力学研究力的基本性质、力系的简化方法及力系平衡的理论，并用于对物体进行受力分析和计算，是工程力学的基础部分。力系指作用在物体上的一群力；平衡是机械运动的特殊情况，指物体相对地球保持静止或匀速直线运动。而机械运动是物体在空间的位置随时间改变的现象。静力学侧重研究物体的外力以及这些外力之间的平衡关系，因此忽略物体的变形，将物体简化为刚体来研究。 材料力学研究构件在外力作用下的变形、受力与破坏的规律。为合理设计构件截面形状和尺寸，选择适当的材料提供有关强度、刚度与稳定性分析的基本理论和方法。与静力学不同，材料力学研究物体内部的受力与变形，并将构件视为弹性变形体。 所谓构件，指机械或工程结构的每一组成部分；构件要实现预定的功能，必须具备一定的承载能力。而构件的承载能为包括强度、刚度和稳定性三个方面的能力。其中，强度指构件在外力作用下抵抗破坏的能力；刚度指构件在外力作用下抵抗变形的能力；稳定性指构件在外力作用下保持原有平衡形态的能力。研究构件这三个方面的能力是材料力学的主要内容。 工程实际中，为保证构件能正常工作，需要对其进行承载能力方面的计算。例如图0.1所示的厂房结构，由立柱、屋顶、行车梁等构件组成，承受各个构件的自重、载荷重力、风雪的压力、地基的支承力等。在计算结构的承载能力时，工程力学中通常归结为三类问题：一类问题是设计问题。无论是厂房的总体结构还是其构件，在建造或制造前都要根据结构承载要求和经济条件进行设计。比如立柱，要保证满足强度条件、稳定性和经济性，必须合理选择材料；合理确定截面形状和尺寸等，这些都是设计时要解决的问题。第二类问题是校核问题。即在给定的载荷作用下，考察承受载荷的构件能否安全正常工作。比如起吊重物，钢丝绳会不会被拉断？行车大梁是否会发生过大弹性变形？等等。在设计过程或某些特定载荷作用下常需要根据强度、刚度和稳定性条件进行校核。第三类问题是确定许可载荷。即确定结构或构件在满足安全性的前提下所能承受的*大载荷。 解决这三类问题，首先都要对结构或构件进行受力分析和计算，以确定构件所受的外力。这就需要应用静力学理论和方法，对各个构件的受力进行分析，并应用平衡方程计算各个构件（如组成屋架的各杆件、吊车梁、立柱、基础等）上所受外力的大小。其次对结构或构件进行强度、刚度和稳定性方面的计算，解决受力构件的三类问题。这就要用到材料力学的理论和方法。由此可见，材料力学以静力学为基础，二者相互联系和衔接，形成了工程力学。因此在学习过程中，既要注意每部分在研究对象、内容和方法上的区别，又要注意后面部分对前面部分的理论和方法的应用，这样才能学好这门课。 **篇静力学 第1章 静力学基础 静力学理论是从静力学公理出发，以静力学基本概念和力的作用效应为基础，经逻辑推理和数学演绎而得到的。因此本章介绍静力学基本概念、静力学公理、力矩、力偶、物体受力分析方法和受力图，侧重研究力的基本性质。 1.1 静力学基本概念及静力学公理 1.1.1 力和刚体的概念 力的概念和刚体的概念是静力学中的两个基本概念。 1．力的概念 力的概念是人们从生产实践中总结出来的。定义为：力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的运动状态和形状发生改变。如放在直线轨道上的小车，开始是静止的，在一水平力作用下，由静止变为运动，其运动状态发生了改变，如图1.1(a)所示。 又如跳水运动员用的跳板，当运动员站上去时，在重力作用下跳板产生了变形，如图1.1(b)所示，其轴线由直线变为虚线所示的曲线。由此，将力使物体运动状态的改变称为力的外效应，而将力使物体形状的改变称为力的内效应。一般情况下，力使物体同时发生运动状态和形状的改变，两种状态共存。而在实际工程中，研究力对物体的作用，应根据研究重点而有所侧重。如上述的小车，运动状态的改变是主要的，可略去受力后小车的变形，侧重研究力的外效应；而对于跳板，变形是主要的，略去引起运动改变的外效应，而侧重研究力的内效应。 实践证明，力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用点三个要素。这三要素可用矢量概括，如图1.2所示，矢量的长度表示力的大小，箭头表示方向，矢尾端么表示作用点（也可用矢端表示力的作用点）。 力的国际单位为牛顿(N)或千牛(kN)。 2．刚体的概念 刚体是在任何情况下，大小和形状都不改变的物体。刚体是对实际受力物体的力学抽象。自然界中任何物体受力后都要发生变形。如果物体变形较小，在研究平衡或运动时不起主要作用，变形可以略去不计。如图1.3所示的横梁，在力F的作用下其挠度J仅为梁长度，的千分乏几。在考察横梁平衡时可以略去因挠度引起的梁水平长度的微小变化，仍用梁的原长进行计算，不致引起显著的误差。显然，刚体模型的引入，既反映了问题的主要方面又能保证精度，简化计算过程。应当注意，刚体模型仅适应于小变形问题，不适用于大挠度、大应变和与变形有关的问题。 静力学以刚体为研究对象。 图1.2 图1.3 1.1.2 静力学公理 静力学公理是人们经过长期生产实践中总结并经实践反复检验的关于力的性质的客观真理。无需证明而为人们所公认。静力学公理是静力学的基础，主要有以下几个公理。 1．二力平衡公理 作用在刚体上两个力平衡的必要与充分条件是：两个力的大小相等、方向相反并作用于同一直线上。如图1.4所示，即有 (1.1) 满足此公理并且作用于同一物体上的两力，是*简单的平衡力系。二力平衡条件对于刚体是必要与充分条件，而对于变形体仅为必要条件而不是充分条件。如柔软的绳索，受大小相等方向相反的两个力拉伸时，可以保持平衡，但压缩时则不能保持平衡。 在工程中常有作用两个力而平衡的构件，称之为二力构件，如图1.5所示的无重弯杆BC及图1.6所示的无重刚杆AB均为二力构件，后者也称为“二力杆”。 图1.5 图1.6 2．力的平行四边形法则 作用于物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，合力的作用点仍在该点，合力的大小和方向由这两个力矢为边构成的平行四边形的对角线确定。 平行四边形法则是力的合成方法，称为矢量加法。合力称为两分力的矢量和或几何和(图1.7(a))，表示为 (1.2) 此关系也可用平行四边形的一半表示，称为力三角形，如图1.7(b)所示。对于复杂的共点力系，可以运用这一规则将各力两两合成得到合力。应用此法则也可将一个力分解为两个力。另外，此公理无论对刚体还是变形体都是适用的。 3.加减平衡力系公理 在作用于刚体的已知力系上加上或减去任意平衡力系，不改变原力系对刚体的作用效应。 此公理表明，加、减平衡力系后的新力系与原力系等效。此公理只适用于刚体不适用于变形体。如图1.8所示的变形体在已知的力系F，F，上加上一对平衡力系Fi。很显然，加平衡力系前后变形量是不相同的，因而不能等效。 图1.7图1.8 由此公理可以得到两个有用的推理。 推理1（力的可传性原理）作用在刚体上某点的力，可沿其作用线移到刚体的任意点而不改变该力对刚体的作用。 设有一力F作用于刚体上么点，在力F作用线上某点B处加上一对平衡力Fi和F2，如图1.9所示，并使。据加减平衡力系公理，不改变力F对刚体的作用。此时又可将F和看作是一对平衡力，又据此公理，可以减去，因此图1.9(a)与1.9(c)所示的情形等效。由此可知，力F被由点A沿其作用线移到了点B，由于B点是任取的，于是推理成立。 力的可传性原理使力对刚体作用效应的三要素成为力的大小、方向和作用线。因此对于刚体，力是滑动矢量。 图1.9 对于变形体，力的可传性原理不能成立。如图1.10所示的变形体在图1.10 (a)中轴向力的作用下，产生拉伸变形，如虚线所示。若将彳端的力沿其作用线移到B端而将B端的力沿其作用线移到A端，如图1.10 (b)所示，此时变形体产生压缩变形，如虚线所示，显然与两力移动前不等效。 推理2（三力平衡汇交定理）作用于刚体上的三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则此三力必在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点。 如图1.11所示在刚体上A、B、C三点处作用有三个相互平衡的力Fi、屁和F3。将力Fi和既沿其作用线移至汇交点0并按平行四边形法则求得合力F12。合力F12位于Fi和F2构成的平面，此时刚体受两力F12和凡的作用而平衡。由二力平衡公理，两力必共线，故岛必通过Fi与R的汇交点，F12与F3也必在同一平面内，亦即三力Fi、F2、鼠共面。推理得证。 图1.11 4．作用与反作用定律 两物体间作用力与反作用力总是同时存在，两力的大小相等方向相反，沿着同一直线，分别作用在两个相互作用的物体上。例如图1.12所示的物体与绳间的受力，力F和F7是作用力与反作月力。 应当注意，作用力反作用力分别作用在两个物体上，与二力平衡公理不同，它们不是平衡力系。 5．刚化原理 变形体在某一力系作用下处于平衡若将此变形体刚化（硬化）为刚体，则其平衡状态保持不变。 此公理建立了刚体的平衡条件与变形体平衡条件之间的关系。说明变形体平衡时与将变形体视为（硬化为）刚体后的平衡条件相同。由此，
书友推荐
- >
伯纳黛特,你要去哪(2021新版)
伯纳黛特,你要去哪(2021新版)
¥15.9¥49.8 - >
推拿
推拿
¥12.2¥32.0 - >
我与地坛
我与地坛
¥15.4¥28.0 - >
【精装绘本】画给孩子的中国神话
【精装绘本】画给孩子的中国神话
¥17.6¥55.0 - >
有舍有得是人生
有舍有得是人生
¥20.1¥45.0 - >
姑妈的宝刀
姑妈的宝刀
¥9.0¥30.0 - >
朝闻道
朝闻道
¥15.0¥23.8 - >
名家带你读鲁迅:故事新编
名家带你读鲁迅:故事新编
¥13.0¥26.0
本类畅销
-
食品添加剂
¥33.5¥45 -
VB语言程序设计
¥29.9¥39.8 -
C语言程序设计习题与实验指导
¥9.1¥18 -
地下建筑结构-(第三版)-(赠课件)
¥49.4¥55 -
模具制图
¥37.8¥49 -
工程机械结构认知
¥10.5¥22
