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本教材根据教育部高等学校力学基础课程教学指导分委员会制定的“工程力学课程教学基本要求”，吸收国内外优秀教材的精华，尤其是德国教材所具有的起点高、内容广、简明扼要的优点，结合作者20多年从事基础力学教学的丰富经验编写而成，是面向对力学知识有一定要求的非机械专业的少学时“工程力学”课程新型教材，以适应现代教学改革的更高要求。本教材分为两篇：第一篇为理论力学，包括力系的简化、力系的平衡、点的运动学、刚体运动学、点的复合运动、质点运动微分方程、达朗贝尔原理、动能定理和动量原理；第二篇为材料力学，包括材料力学绪论、应力状态理论、杆的拉伸与压缩、扭转、梁的弯曲应力、梁的弯曲变形、强度理论与组合变形、能量原理和压杆稳定。

目录
第一篇理论力学
第1章力系的简化2
11静力学原理2
12力系的简化3
13物体的重心7
14约束和约束力11
15物体的受力分析和受力图14
习题15
第2章力系的平衡19
21力系的平衡方程19
22桁架24
23摩擦26
习题31
第3章点的运动学39
31点的运动方程、速度与加速度39
32不同坐标系中点的运动方程、速度与加速度39
习题43
第4章刚体的运动46
41刚体的一般运动46
42刚体的基本运动48
43刚体的平面运动50
习题58
第5章点的复合运动62
51绝对运动、相对运动和牵连运动62
52点的速度合成定理63
53点的加速度合成定理63
习题68
第6章质点运动微分方程72
61动力学基本定律72
62质点运动微分方程72
习题75
第7章达朗贝尔原理78
71惯性力和质点的达朗贝尔原理78
72质点系的达朗贝尔原理78
73刚体的转动惯量与惯性积79
74刚体惯性力系的简化81
习题86
第8章动能定理89
81力的功89
82动能定理91
83刚体的动能92
84机械能守恒定律95
习题97
第9章动量原理100
91动量定理100
92动量矩定理104
习题108
第二篇材料力学
第10章绪论114
101引言114
102杆的基本变形114
103材料力学的基本问题和任务115
第11章应力状态理论116
111应力和应变116
112剪应力和剪应变117
113应力状态117
114广义胡克定律122
习题125
第12章杆的拉伸与压缩128
121杆拉压时的应力与变形128
122拉压时材料的力学性能131
123杆拉压时的强度计算133
124简单的拉（压）静不定问题137
125应力集中的概念141
习题142
第13章扭转147
131外力偶与扭矩147
132圆轴扭转时的应力与变形148
133圆轴的强度条件与刚度条件150
习题152
第14章梁的弯曲应力155
141平面弯曲的概念155
142梁的内力156
143载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系157
144平面图形的几何性质159
145梁的弯曲正应力163
146梁的弯曲剪应力165
147梁的弯曲强度计算168
148*开口薄壁截面梁的弯曲中心170
习题171
第15章梁的弯曲变形177
151梁的挠曲线微分方程、刚度条件177
152用积分法计算梁的变形178
153用叠加法计算梁的变形181
154*两次刚化法181
155简单的弯曲静不定问题185
习题188
第16章强度理论与组合变形193
161强度理论193
162组合变形195
1621拉（压）与弯曲195
1622弯曲与扭转196
习题197
第17章能量原理201
171应变能201
172杆件弹性应变能的计算201
1721轴向拉伸与压缩201
1722扭转202
1723弯曲202
1724组合变形杆的应变能203
173功的互等定理204
174卡氏定理205
175单位载荷法207
176冲击载荷209
习题211
第18章压杆稳定215
181压杆稳定的概念215
182细长压杆临界力的求法215
183欧拉公式的适用范围218
184压杆的稳定性条件及应用220
习题221附录A简单均质几何体的质心、转动惯量和惯性积225
附录B梁在简单载荷作用下的变形230
习题参考答案231
参考文献240

前言
    工程力学是高等工科院校的一门重要的技术基础课，具有理论性强、内容丰富、题量大、题型多等特点。本教材包括了理论力学和材料力学的主要内容。在编排上，采用理论力学、材料力学各自独立的体系结构，理论力学采用“静力学-运动学-动力学”的体系结构，材料力学采用“应力分析-基本变形-组合变形-能量法-压杆稳定”的体系结构，按64~80学时编写，适用于大学本科“工程力学”课程少学时非机械专业的教学之用。
    目前，少学时的工程力学教材大多是从后续的专业课程的实际需要出发，按照“够用为度”的原则，采用从多学时的理论力学和材料力学中去掉一些理论推演，删减较难内容，经重新编排内容体系而成，但理论推演实际上是工程力学的精华部分，盲目“删繁就简”和“删难就易”也会使知识面大为减少；还有少部分少学时工程力学教材，其内容是涵盖了理论力学和材料力学的主要知识，但由于知识点众多而学时数有限，教材在内容的编排上往往面面俱到而难于深入和严谨。针对以上情况，为了能够融合我国传统教材理论性强、严谨、系统全面的优点与欧美教材（尤其是德国教材）所具有的起点高、内容广、简明扼要的特点，作者在近几年做了一些有益的探索工作，主要体现在以下几个方面。    
    （1）在保持少学时的刚性条件下，加强了基础理论部分的内容。以矢量运算作为数学工具，使力学基本概念和基本原理的数学描述简洁；采用从一般到特殊的内容体系，极大地加强了基本理论的严谨性和知识体系的系统性。例如，在运动学中，从刚体一般运动的讨论开始（篇幅不多），很容易就过渡到刚体的平移、定轴转动和平面运动，同时也为点的复合运动的速度和加速度合成公式的一般性推导提供了强有力的理论支持，在这两章中都用较少的篇幅加强了加速度分析，而以前少学时的工程力学教材对加速度分析的介绍都比较少；通过达朗贝尔原理的一般理论推导，结合运动学部分已打下的坚实基础，可将达朗贝尔原理应用到一般平面运动刚体的动力学问题中以及定点运动刚体的稳定转动问题中（此时刚体变成了定轴转动），有效地克服了以前少学时的工程力学教材只将达朗贝尔原理应用于平移和定轴转动刚体动力学问题求解的情况。
    （2）结合相关理论结果，简明扼要地推广其应用，使教材所包含的内容较为广泛。例如，在梁的弯曲变形中，通过积分法计算梁的变形的基本理论的简要介绍，由几个简单例题就将之应用于具有弹性支承和初始小挠度梁的计算中去；通过能量法这一种计算结构位移的一般性方法的简要介绍，由几个简单例题将之应用于桁架、刚架、曲梁的位移计算以及冲击载荷作用下结构位移的计算中。这样，在增加很少篇幅的情况下就使材料力学的内容变得更为深广。对两次刚化法从原理上进行数学论证，本教材第一次成功将此方法应用于求简支梁指定截面的位移上，其他教材的两次刚化法只应用到求悬臂梁或外伸梁或刚架指定截面的位移情况，没有应用到简支梁的情况；教材指出了工字截面梁腹板剪应力近似公式（即腹板剪应力近似等于横截面剪力除以腹板面积，大部分材料力学教材都介绍了这个近似公式）存在严重问题，这是从铁摩辛柯著的《材料力学》中来的，问题来源于一个数学推理错误，对No63c工字钢，腹板上的最大剪应力和最小剪应力可相差60%以上。
    （3）提高了例题的典型性，加强了部分例题的难度。其目的是使读者领会正确的解题思路，掌握基本的分析方法和计算技能，提高对基本概念和基本理论的理解，能起到触类旁通、举一反三的作用。
    （4）各章习题按照先概念题、后计算题安排，强化学生对基本概念、基本理论的准确理解和基本方法的熟练掌握，部分习题有一定难度，有利于引导少数学有余力的学生深入理解课程内容。
    （5）部分内容以*号形式出现，是为部分学有余力的学生作为参考资料准备的，并不做教学要求，有利于分层次设计教学。
    本教材由李海龙老师、梅凤翔老师编著，是作者在北京理工大学多年教学所使用的讲义经修改完善而成。工程力学课程组的张强、汪小明、尚玫、赵颖涛、赵希淑、刘晓宁、田强等老师在教材的编写过程中也参与了部分工作。
    全国优秀教师、第三届北京市高等学校教学名师奖获得者水小平教授对本教材进行了认真仔细的审阅，提出了许多宝贵的修改意见，并在李海龙老师的教学探索过程中不断给予鼓励和支持。在本教材编写过程中，得到了北京理工大学宇航学院工程力学课程组的同事们的大力支持与热情帮助。电子工业出版社对本教材的出版付出了辛勤的工作和有力的支持。在此，作者一并表示衷心的感谢。
    限于作者的水平，书中难免有不少缺点和欠妥之处，恳请读者批评指正。
                                                               李海龙  梅凤翔
                                                                  2013年9月

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