工程力學（靜力學和材料力學）（第3版）

成書過程

修訂情況

《工程力學（靜力學和材料力學）（第3版）》是在第2版的基礎上，根據中國高等教育和教學改革的發展趨勢，以及素質教育與創新精神培養的要求，在原有的基礎上修訂而成。

根據教育部高等學校力學教學指導委員會力學基礎課程教學指導分委員會2012年制訂的《高等學校理工科非力學專業力學基礎課程教學基本要求》之“理論力學課程教學基本要求”、“材料力學課程教學基本要求”，以及廣大讀者的意見，第3版在內容與體系方面作了如下調整：

1.將第7章——彎曲強度改為三章，分別是：第7章梁的彎曲（1）——彎曲內力、第8章梁的彎曲（2）——與應力分析相關的截面幾何性質、第9章梁的彎曲（3）——彎曲應力與彎曲強度計算。

2.將各章的“結論與討論”一節都改為“小結與討論”。

3.在第3章空間力系的簡化問題中補充了力螺旋的簡單概念，對剛體系統靜定與靜不定做了定義。

4.在“圓軸扭轉”一章的“小結與討論”中增加了一小節——圓軸扭轉靜不定問題概述。

5.更換了一批圖形和圖片，同時新增了一些反映工程實際的圖片和照片。

6.為與國際上同類圖書的圖形表達方式接軌，新版更新了全部支座的表達形式。

7.對原有習題的類型加以改革，新增了一批填空題和選擇題。

該教材自第3版起，以後各版的署名順序由原來的“范欽珊、唐靜靜編著”變更為“唐靜靜、范欽珊編著”。署名變更後，相關教材的出版事宜均由唐靜靜負責全權處理，相關成果歸屬於唐靜靜所在的南京航空航天大學。

出版工作

2017年6月22日，《工程力學（靜力學和材料力學）（第3版）》由高等教育出版社出版。

出版社工作人員

策劃編輯	責任編輯	封面設計	版式設計	插圖繪製	責任校對	責任印製
黃強	黃強	張楠	馬敬茹	杜曉丹	殷然	劉思涵

內容簡介

該書分靜力學和材料力學兩篇。靜力學篇包括靜力學基礎、力系的簡化、靜力學平衡問題；材料力學篇包括材料力學的基本概念、軸向拉伸與壓縮、圓軸扭轉、梁的彎曲（1）——彎曲內力、梁的彎曲（2）——與應力分析相關的截面幾何性質、梁的彎曲（3）——彎曲應力與彎曲強度設計、彎曲剛度、應力狀態與強度理論、組合受力與變形桿件的強度計算、壓桿的穩定性問題、動載荷與疲勞強度簡述。

教材目錄

前輔文

工程力學課程概論

§1 工程力學與工程密切相關

§2 工程力學的主要內容與分析模型

2-1 工程力學的主要內容

2-2 工程力學的兩種分析模型

§3 工程力學的分析方法

3-1 工程力學的理論分析方法

3-2 工程力學的實驗分析方法

3-3 工程力學的計算機分析方法

第一篇靜力學

第1章靜力學基礎

§1-1 力和力矩

1-1-1 力的概念

1-1-2 作用在剛體上的力的運動效應與力的可傳性

1-1-3 力對點之矩

1-1-4 力系的概念

1-1-5 合力矩定理

§1-2 力偶及其性質

1-2-1 力偶

1-2-2 力偶的性質

1-2-3 力偶系及其合成

§1-3 約束與約束力

1-3-1 約束與約束力的概念

1-3-2 柔性約束

1-3-3 光滑面約束

1-3-4 光滑鉸鏈約束

1-3-5 滾珠軸承與止推軸承

§1-4 平衡的概念

1-4-1 二力平衡與二力構件

1-4-2 不平行的三力平衡條件

1-4-3 加減平衡力系原理

§1-5 受力分析方法與過程

1-5-1 受力分析概述

1-5-2 受力圖繪製方法套用舉例

§1-6 小結與討論

1-6-1 關於約束與約束力

1-6-2 關於受力分析

1-6-3 關於二力構件

1-6-4 關於靜力學中某些原理的適用性

習題

第2章力系的簡化

§2-1 力系等效與簡化的概念

2-1-1 力系的主矢與主矩

2-1-2 等效的概念

2-1-3 簡化的概念

§2-2 力系簡化的基礎——力向一點平移定理

§2-3 平面力系的簡化

2-3-1 平面匯交力系與平面力偶系的合成結果

2-3-2 平面一般力系向一點簡化

2-3-3 平面力系的簡化結果

§2-4 固定端約束的約束力

§2-5 小結與討論

2-5-1 關於力的矢量性質的討論

2-5-2 關於平面力系簡化結果的討論

2-5-3 關於實際約束的討論

習題

第3章靜力學平衡問題

§3-1 平面力系的平衡條件與平衡方程

3-1-1 平面一般力系的平衡條件與平衡方程

3-1-2 平面一般力系平衡方程的其他形式

3-1-3 平面匯交力系與平面力偶系的平衡方程

§3-2 簡單的空間力系平衡問題

3-2-1 力對軸之矩

3-2-2 空間力系的簡化

3-2-3 空間力系的平衡條件

§3-3 簡單的剛體系統平衡問題

3-3-1 剛體系統靜定與靜不定的概念

3-3-2 剛體系統的平衡問題的特點與解法

§3-4 考慮摩擦時的平衡問題

3-4-1 滑動摩擦定律

3-4-2 考慮摩擦時的平衡問題

§3-5 小結與討論

3-5-1 關於坐標系和力矩中心的選擇

3-5-2 關於受力分析的重要性

3-5-3 關於求解剛體系統平衡問題時應注意的幾個方面

3-5-4 摩擦角與自鎖的概念

習題

第二篇材料力學

第4章材料力學的基本概念

§4-1 關於材料的基本假定

4-1-1 均勻連續性假定

4-1-2 各向同性假定

4-1-3 小變形假定

§4-2 彈性桿件的外力與內力

4-2-1 外力

4-2-2 內力與內力分量

4-2-3 截面法

§4-3 彈性體受力與變形特點

§4-4 桿件橫截面上的應力

4-4-1 正應力與剪應力定義

4-4-2 應力與內力分量之間的關係

§4-5 正應變與剪應變

§4-6 線彈性材料的應力-應變關係

§4-7 桿件受力與變形的基本形式

4-7-1 拉伸或壓縮

4-7-2 剪下

4-7-3 扭轉

4-7-4 平面彎曲

4-7-5 組合受力與變形

§4-8 小結與討論

4-8-1 關於靜力學模型與材料力學模型

4-8-2 關於靜力學概念與原理在材料力學中的可用性與限制性

習題

第5章軸向拉伸與壓縮

§5-1 工程中承受拉伸與壓縮的桿件

§5-2 軸力與軸力圖

§5-3 拉壓桿件的應力與變形

5-3-1 應力計算

5-3-2 變形計算

§5-4 拉壓桿件的強度計算

5-4-1 強度條件、安全因數與許用應力

5-4-2 三類強度計算問題

5-4-3 強度計算舉例

§5-5 拉伸與壓縮時材料的力學性能

5-5-1 材料拉伸時的應力-應變曲線

5-5-2 韌性材料拉伸時的力學性能

5-5-3 脆性材料拉伸時的力學性能

5-5-4 強度失效概念與極限應力

5-5-5 壓縮時材料的力學性能

§5-6 小結與討論

5-6-1 本章的主要結論

5-6-2 關於應力和變形公式的套用條件

*5-6-3 加力點附近區域的應力分布

*5-6-4 應力集中的概念

*5-6-5 拉伸和壓縮靜不定問題概述

習題

第6章圓軸扭轉

§6-1 工程上傳遞功率的圓軸及其扭轉變形

§6-2 扭矩與扭矩圖

6-2-1 外加扭轉力偶矩與功率、轉速之間的關係

6-2-2 截面法確定圓軸橫截面上的扭矩

6-2-3 扭矩的正負號規則

6-2-4 扭矩圖

§6-3 剪應力互等定理

§6-4 圓軸扭轉時的剪應力分析

6-4-1 平面假定

6-4-2 變形協調方程

6-4-3 彈性範圍內的剪應力-剪應變關係

6-4-4 靜力學方程

6-4-5 圓軸扭轉時橫截面上的剪應力表達式

§6-5 圓軸扭轉時的強度與剛度計算

6-5-1 圓軸扭轉實驗與破壞現象

6-5-2 圓軸扭轉強度計算

6-5-3 圓軸扭轉剛度計算

§6-6 小結與討論

6-6-1 圓軸扭轉強度與剛度計算及其他

6-6-2 矩形截面桿扭轉時的剪應力

6-6-3 扭轉靜不定問題概述

習題

第7章梁的彎曲（1）——彎曲內力

§7-1 工程中的彎曲構件

§7-2 剪力方程與彎矩方程

7-2-1 彎曲時梁橫截面上的剪力與彎矩

7-2-2 剪力與彎矩的正負號規則

7-2-3 截面法確定指定截面上剪力和彎矩

7-2-4 剪力方程和彎矩方程

§7-3 剪力圖和彎矩圖

§7-4 小結與討論

7-4-1 彎矩、剪力與載荷集度之間的微分關係

7-4-2 繪製彎矩圖和剪力圖時要注意的幾個問題

習題

第8章梁的彎曲（2）——與應力分析相關的截面幾何性質

§8-1 為什麼要研究截面圖形的幾何性質

§8-2 靜矩、形心及其相互關係

§8-3 慣性矩、極慣性矩、慣性積、慣性半徑

§8-4 慣性矩與慣性積的移軸定理

§8-5 慣性矩與慣性積的轉軸定理

§8-6 主軸與形心主軸、主慣性矩與形心主慣性矩

§8-7 小結與討論

習題

第9章梁的彎曲（3）——彎曲應力與彎曲強度計算

§9-1 平面彎曲與純彎曲的概念

§9-2 純彎曲時梁橫截面上的正應力分析

§9-3 梁的彎曲正應力公式的套用與推廣

9-3-1 計算梁的彎曲正應力需要注意的幾個問題

9-3-2 純彎曲正應力可以推廣到橫向彎曲

§9-4 平面彎曲正應力公式套用舉例

§9-5 基於彎曲正應力的梁的強度計算

9-5-1 梁的失效判據

9-5-2 梁的彎曲強度條件

9-5-3 梁的彎曲強度計算步驟

§9-6 小結與討論

9-6-1 彎曲正應力公式的套用條件

9-6-2 彎曲剪應力的概念

9-6-3 剪下與擠壓假定計算

9-6-4 提高梁強度的措施

習題

第10章彎曲剛度

§10-1 彎曲變形與位移的基本概念

10-1-1 梁彎曲後的撓度曲線

10-1-2 梁的撓度與轉角

10-1-3 梁的位移與約束密切相關

10-1-4 梁的位移分析的工程意義

§10-2 小撓度微分方程及其積分

10-2-1 小撓度曲線微分方程

10-2-2 積分常數的確定、約束條件與連續條件

§10-3 工程中的疊加法

10-3-1 疊加法套用於多個載荷作用的情形

10-3-2 疊加法套用於間斷性分布載荷作用的情形

§10-4 簡單的靜不定梁

§10-5 彎曲剛度計算

10-5-1 彎曲剛度條件

10-5-2 剛度計算舉例

§10-6 小結與討論

10-6-1 關於變形和位移的相依關係

10-6-2 關於梁的連續光滑曲線

10-6-3 關於求解靜不定問題的討論

10-6-4 關於靜不定結構特性的討論

10-6-5 提高彎曲剛度的途徑

習題

第11章應力狀態與強度理論

§11-1 基本概念

11-1-1 什麼是應力狀態，為什麼要研究應力狀態

11-1-2 怎樣表示一點處的應力狀態

11-1-3 怎樣建立一般應力狀態下的強度條件

§11-2 平面應力狀態中任意方向面上的應力分析

11-2-1 方向角與應力分量的正負號規則

11-2-2 微元的局部平衡

11-2-3 平面應力狀態中任意方向面上的正應力與剪應力

§11-3 應力狀態中的主應力與最大剪應力

11-3-1 主平面、主應力與主方向

11-3-2 平面應力狀態的三個主應力

11-3-3 面內最大剪應力與一點處的最大剪應力

*§11-4 分析應力狀態的應力圓方法

11-4-1 應力圓方程

11-4-2 應力圓的畫法

11-4-3 應力圓的套用

§11-5 一般應力狀態下的應力-應變關係應變能密度

11-5-1 廣義胡克定律

11-5-2 各向同性材料各彈性常數之間的關係

11-5-3 總應變能密度

11-5-4 體積改變能密度與畸變能密度

§11-6 一般應力狀態下的強度條件

11-6-1 第一強度理論

*11-6-2 第二強度理論

11-6-3 第三強度理論

11-6-4 第四強度理論

§11-7 小結與討論

11-7-1 關於應力狀態的幾點重要結論

11-7-2 平衡方法是分析應力狀態最重要、最基本的方法

*11-7-3 關於應力狀態的不同的表示方法

11-7-4 正確套用廣義胡克定律

11-7-5 套用強度理論需要注意的幾個問題

習題

第12章組合受力與變形桿件的強度計算

§12-1 斜彎曲

12-1-1 產生斜彎曲的載入條件

12-1-2 疊加法確定橫截面上的正應力

12-1-3 最大正應力與強度條件

§12-2 拉伸(壓縮)與彎曲的組合

§12-3 彎曲與扭轉的組合

12-3-1 計算簡圖

12-3-2 危險點及其應力狀態

12-3-3 強度條件與設計公式

§12-4 薄壁容器強度設計簡述

§12-5 小結與討論

12-5-1 關於中性軸的討論

12-5-2 關於強度計算的全過程

習題

第13章壓桿的穩定性問題

§13-1 壓桿穩定性的基本概念

13-1-1 平衡狀態的穩定性和不穩定性

13-1-2 臨界狀態與臨界載荷

13-1-3 三種類型壓桿的不同臨界狀態

§13-2 細長壓桿的臨界載荷——歐拉臨界力

13-2-1 兩端鉸支的細長壓桿

13-2-2 其他剛性支承細長壓桿臨界載荷的通用公式

§13-3 長細比的概念三類不同壓桿的判斷

13-3-1 長細比的定義與概念

13-3-2 三類不同壓桿的區分

13-3-3 三類壓桿的臨界應力公式

13-3-4 臨界應力總圖與λp、λs的確定

§13-4 壓桿穩定性計算

13-4-1 壓桿穩定性計算內容

13-4-2 安全因素法與穩定性安全條件

13-4-3 壓桿穩定性計算過程

§13-5 壓桿穩定性計算示例

§13-6 小結與討論

13-6-1 穩定性計算的重要性

13-6-2 影響壓桿承載能力的因素

13-6-3 提高壓桿承載能力的主要途徑

13-6-4 穩定性計算中需要注意的幾個重要問題

習題

第14章動載荷與疲勞強度簡述

§14-1 等加速直線運動時構件上的慣性力與動應力

§14-2 旋轉構件的受力分析與動應力計算

§14-3 衝擊載荷與衝擊應力計算

14-3-1 衝擊載荷概述

14-3-2 衝擊的兩種主要模式

14-3-3 計算衝擊載荷的基本假定

14-3-4 機械能守恆定律的套用

14-3-5 衝擊動荷因數

§14-4 疲勞強度簡述

14-4-1 承受交變應力的火車車軸

14-4-2 交變應力的名詞和術語

14-4-3 疲勞破壞特徵

§14-5 疲勞極限與應力-壽命曲線

§14-6 影響疲勞極限的因素

14-6-1 應力集中的影響——有效應力集中因數

14-6-2 零件尺寸的影響——尺寸因數

14-6-3 表面加工質量的影響——表面質量因數

§14-7 基於無限壽命設計方法的疲勞強度設計

14-7-1 構件壽命的概念

14-7-2 無限壽命設計方法——安全因數法

14-7-3 等幅對稱應力循環下的工作安全因數

14-7-4 等幅交變應力作用下的疲勞壽命估算

§14-8 小結與討論

14-8-1 不同情形下動荷係數具有不同的形式

14-8-2 運動物體突然制動或剎車時的動載荷與動應力

14-8-3 減小衝擊力的有效措施

14-8-4 提高構件疲勞強度的途徑

習題

附錄A 型鋼規格表

附錄B 習題答案

索引

參考文獻

Synopsis

Contents

主編簡介

工程力學（靜力學和材料力學）（第3版）

基本介紹

成書過程

修訂情況

出版工作

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