本教材是根據(jù)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(nèi)容,第11~20章為材料力學的內(nèi)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(nèi)容,提高解題能力,本教材的每章都配備了主要內(nèi)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制造及自動化(專科)、機電一體化技術(?疲┑淖詫W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。
為了使學生在自學后能進行及時的自我檢查,數(shù)字資源還提供了所有習題的答案,在獨立分析和解題的過程中,不僅能加深對基礎知識的理解,而且對提高學生自身分析問題和實際應用的能力有很大幫助
21世紀是一個變幻難測的世紀,是一個催人奮進的時代。科學技術飛速發(fā)展,知識更替日新月異。希望、困惑、機遇、挑戰(zhàn),隨時隨地都有可能出現(xiàn)在每一個社會成員的生活之中。抓住機遇,尋求發(fā)展,迎接挑戰(zhàn),適應變化的制勝法寶就是學習依靠自己學習、終生學習。
作為我國高等教育組成部分的自學考試,其職責就是在高等教育這個水平上倡導自學、鼓勵自學、幫助自學、推動自學,為每一個自學者鋪就成才之路。組織編寫供讀者學習的教材就是履行這個職責的重要環(huán)節(jié)。毫無疑問,這種教材應當適合自學,應當有利于學習者掌握和了解新知識、新信息,有利于學習者增強創(chuàng)新意識,培養(yǎng)實踐能力,形成自學能力,也有利于學習者學以致用,解決實際工作中所遇到的問題。具有如此特點的書,我們雖然沿用了教材這個概念,但它與那種僅供教師講、學生聽,教師不講、學生不懂,以教為中心的教科書相比,已經(jīng)在內(nèi)容安排、編寫體例、行文風格等方面都大不相同了。希望讀者對此有所了解,以便從一開始就樹立起依靠自己學習的堅定信念,不斷探索適合自己的學習方法,充分利用自己已有的知識基礎和實際工作經(jīng)驗,最大限度地發(fā)揮自己的潛能,達到學習的目標。
歡迎讀者提出意見和建議。
祝每一位讀者自學成功。
全國高等教育自學考試指導委員會
全國高等教育自學考試指導委員會,全國高等教育自學考試工作的領導機構,是按照《高等教育自學考試暫行條例》的有關規(guī)定設立的專家組織,承擔著高等教育自學考試專業(yè)建設、課程大綱和教材建設以及命題質(zhì)量評估等重要工作,發(fā)揮著學術委員會、教學委員會、教材委員會和評估委員會四位一體的作用?荚囍行氖侨珖叩冉逃詫W考試指導委員會辦公室、高等教育自學考試辦公室考試中心?荚囍行臑橹付ǔ袚逃荚噷m椔氊熑蝿詹①x有部分行政管理職能的直屬事業(yè)單位。教育考試院是直屬事業(yè)單位,主要承擔教育考試專項職責任務。教育考試院的前身是成立于1987年的國家考試管理中心,后于1990年更名國家考試中心。1998年,國家改稱,國家考試中心相應改稱考試中心。2022年,更名為教育考試院。
目 錄
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(zhì)與課程目標
Ⅱ.考核目標
Ⅲ.每章要點
Ⅳ.關于大綱的說明與考核實施要求
Ⅴ.參考樣卷
大綱后記工程力學(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直角坐標系下力、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(zhì)
1.3.1力的等效性質(zhì)
1.3.2力偶的等效性質(zhì)
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平面桁架桿件內(nèi)力計算
3.4.1節(jié)點法
3.4.2截面法
3.4.3零力桿
3.5考慮摩擦時的平衡問題
3.5.1滑動摩擦力及其性質(zhì)
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(zhì)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重心的坐標公式
4.4物體的質(zhì)心
4.5物體的形心
4.6均質(zhì)物體的重心的求法
4.6.1根據(jù)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坐標法
5.3描述點的運動的弧坐標法
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(zhuǎn)動
6.2.1轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)動方程
6.2.2剛體轉(zhuǎn)動的角速度和角加速度
6.2.3定軸轉(zhuǎn)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系
習題
第8章點的復合運動
8.1點的復合運動的概念
8.2變矢量的絕對導數(shù)和相對導數(shù)的關系
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(zhì)點運動微分方程和動量定理
9.1.1質(zhì)點運動微分方程
9.1.2質(zhì)點的動量定理
9.2質(zhì)點系的動量定理及質(zhì)心運動定理
9.2.1質(zhì)點系的動量
9.2.2質(zhì)點系的動量定理
9.2.3動量守恒和質(zhì)心運動守恒
9.3剛體的轉(zhuǎn)動慣量和慣性積
9.4對定點的動量矩定理·定軸轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhì)點、質(zhì)點系及剛體的動能
10.2.1質(zhì)點和質(zhì)點系的動能
10.2.2剛體的動能
10.3質(zhì)點和質(zhì)點系動能定理
10.3.1質(zhì)點動能定理
10.3.2質(zhì)點系動能定理
10.4機械能守恒定律
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桿件變形的基本形式
11.4內(nèi)力的概念、截面法
11.5應力的概念
習題
第12章桿的軸向拉伸與壓縮
12.1軸向拉伸與壓縮時桿件的受力與變形
特征
12.2軸向拉伸與壓縮時桿件橫截面上的
內(nèi)力
12.2.1截面法計算內(nèi)力
12.2.2軸向拉伸與壓縮時桿件的軸力
及軸力圖
12.3軸向拉伸與壓縮時桿件橫截面與斜
截面上的應力
12.3.1軸向拉伸與壓縮時桿件橫截面
上的應力
12.3.2軸向拉伸與壓縮時桿件斜截面
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軸向拉伸與壓縮時桿件的強度
12.5.1安全因數(shù)、許用應力
12.5.2強度條件
12.6軸向拉伸與壓縮時桿件的變形
12.6.1軸向拉伸與壓縮時桿件的軸向
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(zhuǎn)
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桿件扭轉(zhuǎn)時的內(nèi)力扭矩
和扭矩圖
13.2薄壁圓筒的扭轉(zhuǎn)、切應力互等定理
與剪切胡克定律
13.2.1薄壁圓筒在扭轉(zhuǎn)時的變形特點
13.2.2薄壁圓筒在扭轉(zhuǎn)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(zhuǎn)時橫截面上的應力與強度
條件
13.3.1圓軸扭轉(zhuǎn)時橫截面上的應力
13.3.2極慣性矩和扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)的
計算
13.3.3圓軸扭轉(zhuǎn)的強度條件
13.4圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形與剛度條件
13.4.1圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形
13.4.2圓軸扭轉(zhuǎn)的剛度條件
13.5圓軸扭轉(zhuǎn)時的靜不定問題
習題
第14章梁的彎曲內(nèi)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(nèi)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
分關系及其應用
14.4.1載荷集度、剪力和彎矩之間的
微分關系
14.4.2基于微分關系的彎曲內(nèi)力圖特征
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(huán)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(zhuǎn)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(tài)理論與強度理論
17.1應力狀態(tài)及其分類
17.2二向應力狀態(tài)的應力分析
17.2.1二向應力狀態(tài)應力分析的
解析法
17.2.2二向應力狀態(tài)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(tài)的基本概念
17.3.1三向應力狀態(tài)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章組合變形桿件的強度問題
18.1組合變形的概念
18.2桿件的軸向拉伸(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(zhuǎn)
的組合變形
18.4圓軸彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合變形
18.5圓軸的軸向拉伸(或壓縮)、彎曲
與扭轉(zhuǎn)的組合變形
習題
第19章壓桿穩(wěn)定
19.1壓桿穩(wěn)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不同桿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歐拉公式的適用范圍
19.3.2經(jīng)驗公式
19.3.3臨界應力總圖
19.4壓桿的穩(wěn)定性計算
19.5提高壓桿穩(wěn)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章沖擊載荷
20.1鉛垂沖擊
20.2水平?jīng)_擊
20.3提高構件抗沖擊的措施
習題
附錄
附錄A簡單圖形的均質(zhì)物體的質(zhì)心位置和
對質(zhì)心主軸的轉(zhuǎn)動慣量
附錄B型鋼規(guī)格表
參考文獻
后記