工程力學

本教材是根據全國高等教育自學考試指導委員會最新制定的《工程力學（機械）自學考試大綱》的要求編寫的，分上、下兩卷（上卷為理論力學，下卷為材料力學）共20章及附錄。其中第1～10章為理論力學的內容，第11～20章為材料力學的內容。本教材中配有較豐富的例題和習題。為了幫助讀者更好地掌握課程內容，提高解題能力，本教材的每章都配備了主要內容的PPT和所有習題的詳細解答，讀者可以通過配套電子資源進行學習。

本教材可作為高等教育自學考試機械製造及自動化(專科)、機電一體化技術（專科）的自學考試用書，也可作為各類成人高等教育“工程力學”課程的參考書，還可供“工程力學”課程的輔導教師和有關工程技術人員參考。 ^[1] 

組編前言

工程力學（機械）自學考試大綱

大綱前言

Ⅰ.課程性質與課程目標

Ⅱ.考核目標

Ⅲ.每章要點

Ⅳ.關於大綱的説明與考核實施要求

Ⅴ.參考樣卷

大綱後記工程力學（機械）

編者的話

緒論

上卷理論力學

第一篇靜力學

第1章靜力學的基本概念

1.1力和力偶

1.1.1力和力矢量

1.1.2力對點（軸）的矩

1.1.3力偶和力偶矩

1.1.4直角座標系下力、力矩與力偶矩的

表達和計算

1.1.5力矩的平面表示方法

1.2力系平衡的基本公理

1.3力系等效的基本性質

1.3.1力的等效性質

1.3.2力偶的等效性質

1.3.3力的平移定理

1.4約束和約束力

1.4.1約束和約束力的概念

1.4.2常見的約束及其約束力

1.5剛體的受力分析和受力圖

習題

第2章平面力系的簡化

2.1平面基本力系的簡化

2.1.1平面匯交力系的簡化

2.1.2平面力偶系的簡化

2.2平面任意力系的簡化

2.2.1平面任意力系向一點的簡化

2.2.2固定端約束力系的等效力系

2.2.3平面任意力系簡化的最簡形式及

合力矩定理

2.3平面力系簡化的分析計算

習題

第3章平面力系的平衡

3.1平面任意力系的平衡條件·平衡方程

3.1.1平面任意力系平衡的充要條件

3.1.2平面任意力系平衡方程的形式

3.1.3平面特殊力系的平衡方程

3.2平面力系平衡方程的應用

3.3靜定和靜不定的概念·剛體系的平衡

問題

3.3.1靜定和靜不定的概念

3.3.2剛體系的平衡問題

3.4平面桁架杆件內力計算

3.4.1節點法

3.4.2截面法

3.4.3零力杆

3.5考慮摩擦時的平衡問題

3.5.1滑動摩擦力及其性質

3.5.2有摩擦力時物體的平衡條件

習題

第4章空間力系的平衡及物體的重心、

質心和形心

4.1空間力系的平衡方程

4.2空間力系平衡方程的應用

4.3物體的重心

4.3.1重心的概念

4.3.2重心的座標公式

4.4物體的質心

4.5物體的形心

4.6均質物體的重心的求法

4.6.1根據對稱性確定重心的位置

4.6.2積分法確定重心的位置

4.6.3分割法確定重心的位置

4.6.4實驗法確定物體的重心的位置

習題

第二篇運動學

第5章點的運動學

5.1點的運動描述方法·點的運動方程、

位移、速度和加速度

5.2描述點的運動的直角座標法

5.3描述點的運動的弧座標法

習題

第6章剛體的基本運動

6.1剛體的平移

6.2剛體的定軸轉動

6.2.1轉角和轉動方程

6.2.2剛體轉動的角速度和角加速度

6.2.3定軸轉動剛體上點的運動方程、

速度和加速度

6.3剛體基本運動的知識應用

習題

第7章剛體的平面運動

7.1剛體平面運動研究的簡化和運動

方程

7.1.1剛體平面運動的定義及特性

7.1.2剛體平面運動的簡化

7.1.3剛體平面運動的運動方程

7.2平面運動剛體的角速度和角加速度

7.3平面圖形運動的位移定理

7.4速度瞬心的概念及其應用

7.5平面圖形上兩點的速度關係

習題

第8章點的複合運動

8.1點的複合運動的概念

8.2變矢量的絕對導數和相對導數的關係

8.3點的速度合成定理

習題

第三篇動力學

第9章動量原理

9.1質點運動微分方程和動量定理

9.1.1質點運動微分方程

9.1.2質點的動量定理

9.2質點系的動量定理及質心運動定理

9.2.1質點系的動量

9.2.2質點系的動量定理

9.2.3動量守恆和質心運動守恆

9.3剛體的轉動慣量和慣性積

9.4對定點的動量矩定理·定軸轉動

剛體的運動微分方程

9.4.1對定點的動量矩

9.4.2對定點的動量矩定理

9.4.3定軸轉動剛體的運動微分方程

習題

第10章動能定理

10.1力的功

10.1.1力的元功

10.1.2力在有限路程上的功

10.1.3幾種常見力的功

10.2質點、質點系及剛體的動能

10.2.1質點和質點系的動能

10.2.2剛體的動能

10.3質點和質點系動能定理

10.3.1質點動能定理

10.3.2質點系動能定理

10.4機械能守恆定律

習題

下卷材料力學

第11章材料力學的基本概念

11.1材料力學的研究任務

11.2材料力學的基本假設

11.3杆件變形的基本形式

11.4內力的概念、截面法

11.5應力的概念

習題

第12章杆的軸向拉伸與壓縮

12.1軸向拉伸與壓縮時杆件的受力與變形

特徵

12.2軸向拉伸與壓縮時杆件橫截面上的

內力

12.2.1截面法計算內力

12.2.2軸向拉伸與壓縮時杆件的軸力

及軸力圖

12.3軸向拉伸與壓縮時杆件橫截面與斜

截面上的應力

12.3.1軸向拉伸與壓縮時杆件橫截面

上的應力

12.3.2軸向拉伸與壓縮時杆件斜截面

上的應力

12.4材料在軸向拉伸與壓縮時的力學

性能

12.4.1低碳鋼在拉伸時的力學性能

12.4.2其他塑性材料在拉伸時的特點

12.4.3鑄鐵在拉伸時的力學性能

12.4.4低碳鋼和鑄鐵在壓縮時的力學

性能

12.4.5工程中常用材料的力學性能

指標

12.5軸向拉伸與壓縮時杆件的強度

12.5.1安全因數、許用應力

12.5.2強度條件

12.6軸向拉伸與壓縮時杆件的變形

12.6.1軸向拉伸與壓縮時杆件的軸向

和橫向變形

12.6.2軸向拉伸與壓縮的靜不定問題

12.7應力集中的概念

12.8剪切與擠壓

習題

第13章圓軸的扭轉

13.1傳動軸的外力偶矩、扭矩和扭

矩圖

13.1.1傳動軸上外力偶矩的計算

13.1.2杆件扭轉時的內力——扭矩

和扭矩圖

13.2薄壁圓筒的扭轉、切應力互等定理

與剪切胡克定律

13.2.1薄壁圓筒在扭轉時的變形特點

13.2.2薄壁圓筒在扭轉時的切應力

特點

13.2.3純剪切、切應力互等定理

13.2.4切應變、剪切胡克定律

13.3圓軸扭轉時橫截面上的應力與強度

條件

13.3.1圓軸扭轉時橫截面上的應力

13.3.2極慣性矩和扭轉截面係數的

計算

13.3.3圓軸扭轉的強度條件

13.4圓軸扭轉時的變形與剛度條件

13.4.1圓軸扭轉時的變形

13.4.2圓軸扭轉的剛度條件

13.5圓軸扭轉時的靜不定問題

習題

第14章梁的彎曲內力

14.1對稱彎曲的概念及梁的計算簡圖

14.1.1對稱彎曲

14.1.2梁的計算簡圖

14.2梁的內力——剪力與彎矩

14.3剪力方程與彎矩方程、剪力圖和

彎矩圖

14.4載荷集度、剪力和彎矩之間的微

分關係及其應用

14.4.1載荷集度、剪力和彎矩之間的

微分關係

14.4.2基於微分關係的彎曲內力圖特徵

分析及應用

習題

第15章梁的彎曲應力

15.1梁橫截面上的正應力

15.1.1純彎曲變形的基本假設

15.1.2彎曲正應力的計算公式

15.2梁橫截面上的切應力

15.2.1矩形截面上的切應力

15.2.2工字形截面上的切應力

15.2.3圓截面和薄壁圓環截面上的

切應力

15.3梁的彎曲強度計算

15.3.1彎曲正應力強度條件

15.3.2彎曲切應力強度條件

15.4梁的合理截面形狀

習題

第16章梁的彎曲變形

16.1梁的撓度和橫截面的轉角

16.2梁的撓曲線近似微分方程

16.3用積分法求彎曲變形

16.4用疊加法求彎曲變形

16.5梁的剛度條件

16.6簡單的靜不定梁問題

16.7提高梁剛度的措施

習題

第17章應力狀態理論與強度理論

17.1應力狀態及其分類

17.2二嚮應力狀態的應力分析

17.2.1二嚮應力狀態應力分析的

解析法

17.2.2二嚮應力狀態應力分析的

圖解法

17.2.3主應力與最大切應力

17.3三向應力狀態的基本概念

17.3.1三向應力狀態單元體的最大

應力

17.3.2廣義胡克定律

17.4強度理論

17.4.1強度理論的概念

17.4.2常用的四種強度理論及其強度

條件表達式

習題

第18章組合變形杆件的強度問題

18.1組合變形的概念

18.2杆件的軸向拉伸（或壓縮）與對稱

彎曲的組合變形

18.3圓軸的軸向拉伸（或壓縮）與扭轉

的組合變形

18.4圓軸彎曲與扭轉的組合變形

18.5圓軸的軸向拉伸（或壓縮）、彎曲

與扭轉的組合變形

習題

第19章壓桿穩定

19.1壓桿穩定的概念

19.2細長壓桿臨界載荷的求法

19.2.1兩端鉸支壓桿臨界載荷的歐拉

公式

19.2.2不同杆端約束情況下壓桿臨界

載荷的歐拉公式

19.3臨界應力總圖

19.3.1歐拉公式的適用範圍

19.3.2經驗公式

19.3.3臨界應力總圖

19.4壓桿的穩定性計算

19.5提高壓桿穩定性的措施

19.5.1合理選擇材料

19.5.2減小柔度

習題

第20章衝擊載荷

20.1鉛垂衝擊

20.2水平衝擊

20.3提高構件抗衝擊的措施

習題

附錄

附錄A簡單圖形的均質物體的質心位置和

對質心主軸的轉動慣量

附錄B型鋼規格表

參考文獻

後記 ^[1]