本教材包括静力学、材料力学和运动学三部分内容,着力体现当前高职高专教学改革的特点,突出针对性、适用性和实用性。编者精选传统内容,力求讲清概念和公式,简化或略去理论推导,重视宏观分析,注重工程应用,叙述深入浅出,文字简练,通俗易懂,图文配合紧密。通过大量工程和生活实例引出力学理论,便于学生理解,激发学生的学习兴趣。例题、习题新颖多样,难易兼顾,注重培养学生的工程意识,同时为学生的专业学习打好基础。本教材力求做到体系完整有条理、内容翔实有新意、通俗易懂有层次。
本教材适合作为高职高专院校、应用型本科院校土建、交通运输、机械类相关专业的教材。
随着高等职业教育改革的不断深化,高等职业教育应秉承以就业为导向,以全面素质为基础,以能力为本位的理念,教材的编写应按照以应用为目的,以必需够用为度的原则,满足培养应用型人才的需要,使专业人才的培养与行业的需求对接。本教材是根据职业院校相关专业的培养目标和教学大纲,以及作者多年从事职业院校教学工作的经验并吸收了现有教材中的优点而编写的。本教材适合作为高职高专院校、应用型本科院校土建、交通运输、机械类相关专业的教材。本教材为黑龙江交通职业技术学院双高建设成果。
本教材由黑龙江交通职业技术学院陈学玲、通用技术齐齐哈尔二机床有限责任公司郭生、石家庄铁道大学四方学院孙会敬担任主编。南京铁道职业技术学院冯淑珍、黑龙江交通职业技术学院陈佰忠担任副主编。黑龙江交通职业技术学院钞俊荣、黑龙江交通职业技术学院赵东红、南京铁道职业技术学院蒋伟参与编写。本教材具体编写分工如下:绪论、项目一至项目三、项目十一至项目十三由陈学玲编写;项目四由郭生编写;项目五由蒋伟编写;项目六由冯淑珍编写;项目七由陈佰忠编写;项目八由孙会敬编写;项目九由钞俊荣编写;项目十由赵东红编写。全书由陈学玲统稿。由于编者水平有限,书中难免存在疏漏和不足之处,恳请各位同行和广大读者批评指正。
编 者
2024年1月
绪论1
第一篇静力学
项目一静力学的基本概念、公理和受力分析5
任务一静力学基本概念6
任务二静力学公理7
任务三约束与约束力10
任务四受力分析与受力图14
思政课堂17
项目习题18
项目二平面力系20
任务一平面汇交力系20
任务二平面力对点之矩的概念与计算23
任务三平面力偶系24
任务四平面任意力系26
任务五物体系的平衡静定与超静定问题33
任务六考虑摩擦时物体的平衡问题37
思政课堂42
项目习题43
项目三空间力系47
任务一力的投影与分解47
任务二力对轴之矩49
任务三空间力系的平衡50
任务四物体的重心53
思政课堂57
项目习题57
第二篇材料力学
项目四材料力学概述63
任务一材料力学的任务63
任务二横截面上的内力和应力67
思政课堂69
项目习题70
项目五轴向拉伸、压缩与剪切71
任务一轴向拉伸、压缩时的内力和应力71
任务二杆件轴向拉伸或压缩时的变形75
任务三材料拉伸与压缩时的力学性能77
任务四失效、安全因数和强度计算80
任务五拉伸、压缩的超静定问题83
任务六应力集中的概念84
任务七剪切与挤压的概念及实用计算85
思政课堂89
项目习题89
项目六圆轴扭转94
任务一外力偶矩的计算94
任务二扭矩和扭矩图95
任务三圆轴扭转时的应力97
任务四圆轴扭转时的强度计算100
任务五圆轴扭转时的变形和刚度计算101
思政课堂103
项目习题104
项目七平面弯曲107
任务一平面弯曲的概念107
任务二剪力与弯矩108
任务三纯弯曲时梁横截面上的正应力115
任务四弯曲正应力强度计算118
任务五弯曲切应力简介122
任务六梁的弯曲变形概述125
任务七提高梁承载能力的措施129
思政课堂130
项目习题130
项目八组合变形136
任务一应力状态与强度理论136
任务二拉(压)与弯曲组合变形141
任务三弯曲与扭转组合变形144
思政课堂146
项目习题146
项目九压杆稳定148
任务一压杆稳定的概念148
任务二细长压杆的临界力150
任务三临界应力与欧拉公式的适用范围152
任务四压杆的稳定计算154
任务五提高压杆稳定性的措施164
思政课堂165
项目习题165
第三篇运动学
项目十运动学绪论及点的运动学171
任务一点运动的实例172
任务二点的运动方程及速度、加速度的矢量表示173
任务三点的运动在直角坐标系中的表示方法174
任务四点的运动在自然坐标系中的表示方法179
思政课堂181
项目习题182
项目十一刚体的基本运动与动力学基础184
任务一刚体的平动184
任务二刚体的定轴转动186
任务三刚体动力学方程190
思政课堂196
项目习题196
项目十二点的合成运动199
任务一点的合成运动的基本概念和实例199
任务二点的速度合成定理201
任务三牵连运动为平移时的加速度合成定理205
任务四牵连运动为转动时的加速度合成定理208
思政课堂211
项目习题211
项目十三刚体平面运动215
任务一刚体平面运动的简化与分解215
任务二平面图形上点速度分析的基点法218
任务三平面图形上点速度分析的瞬心法220
任务四平面图形上各点的加速度225
思政课堂227
项目习题227
参考文献230