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第一部分 刚体静力学3

项目一 刚体静力学的基础知识和受力分析3

1.1 任务引入3

1.2 解决任务的方法4

1.3 相关知识点介绍4

模块一 刚体静力学的基本概念4

（一）刚体4

（二）力和力系5

（三）平衡和平衡力系7

（四）刚体静力学的基本公理7

模块二 物体的受力分析9

（一）约束和约束反力9

（二）约束模型9

（三）构件的平面力学简图14

（四）受力分析和受力图16

（五）例题解析16

1.4 知识拓展——静力学奠基人：阿基米德20

1.5 训练题21

项目二 平面力系的合成与平衡24

2.1 任务引入24

2.2 解决任务的方法25

2.3 相关知识点介绍25

模块一 平面汇交力系的合成与平衡25

（一）平面汇交力系合成的几何法25

（二）平面汇交力系合成的解析法26

（三）平面汇交力系的平衡方程及其应用29

模块二 平面力偶系的合成与平衡31

（一）力对点之矩31

（二）力偶33

（三）平面力偶系合成与平衡的应用35

模块三 平面任意力系的合成与平衡38

（一）力的平移定理38

（二）平面任意力系的简化40

（三）平面任意力系的平衡及其应用42

模块四 平面平行力系的合成与平衡46

模块五 物体系统的平衡问题47

（一）静定问题和静不定问题47

（二）物系平衡问题的实例分析48

2.4 知识拓展——平面静定桁架的内力计算51

2.5 训练题53

项目三 摩擦问题60

3.1 任务引入60

3.2 解决任务的方法60

3.3 相关知识点介绍61

模块一 滑动摩擦61

（一）摩擦的概念及分类61

（二）滑动摩擦分析61

（三）摩擦角和自锁63

模块二 滚动摩擦简介64

模块三 考虑摩擦时物体的平衡65

3.4 知识拓展——斜面与螺纹的自锁68

3.5 训练题69

第二部分 构件的承载能力75

项目四 材料力学的基础知识75

4.1 任务引入75

4.2 解决任务的方法76

4.3 相关知识点介绍76

模块一 材料力学的任务和研究对象76

（一）材料力学的任务76

（二）材料力学的研究对象77

模块二 构件的基本形式和杆件变形的基本形式78

（一）构件的基本形式78

（二）杆件变形的基本形式79

模块三 内力、截面法和应力81

（一）内力81

（二）截面法81

（三）应力82

4.4 知识拓展——材料力学发展大事记82

4.5 训练题84

项目五 轴向拉（压）杆的强度问题85

5.1 任务引入85

5.2 解决任务的方法86

5.3 相关知识点介绍87

模块一 轴向拉（压）杆件的外力和内力87

（一）计算简图及力学模型87

（二）轴向拉（压）杆的轴力和轴力图87

模块二 拉（压）杆横截面应力和变形的计算89

（一）应力计算89

（二）轴向变形和胡克定律91

模块三 材料拉伸和压缩时的力学性能93

（一）塑性材料在拉（压）时的力学性能94

（二）脆性材料在拉（压）时的力学性能97

（三）材料的极限应力、许用应力与安全系数98

模块四 拉（压）杆的强度计算99

5.4 知识拓展102

（一）拉（压）杆横截面上的应力公式推导102

（二）纳米技术103

（三）复合材料力学104

5.5 训练题104

项目六 联接件剪切与挤压变形的强度问题109

6.1 任务引入109

6.2 解决任务的方法110

6.3 相关知识点介绍110

模块一 剪切的实用计算110

模块二 挤压的实用计算111

6.4 知识拓展114

（一）剪切胡克定律114

（二）焊接缝与胶粘接缝的实用计算115

6.5 训练题116

项目七 圆轴扭转变形的强度和刚度问题119

7.1 任务引入119

7.2 解决任务的方法119

7.3 相关知识点介绍119

模块一 圆轴扭转的外力和内力119

（一）计算简图与力学模型119

（二）圆轴扭转的扭矩和扭矩图121

模块二 圆轴扭转的应力和变形123

（一）圆轴扭转时的应力123

（二）圆轴扭转时的变形124

模块三 圆轴扭转的强度和刚度计算126

（一）强度计算126

（二）刚度计算127

（三）提高圆轴强度和刚度的措施129

7.4 知识拓展——圆轴扭转的应力公式推导130

7.5 训练题132

项目八 平面弯曲梁变形的强度和刚度问题135

8.1 任务引入135

8.2 解决任务的方法136

8.3 相关知识点介绍136

模块一 平面弯曲梁的外力和内力136

（一）计算简图和力学模型136

（二）平面弯曲梁的剪力和弯矩137

模块二 平面弯曲正应力和强度计算145

（一）平面弯曲正应力145

（二）强度计算148

模块三 梁的变形和刚度条件152

（一）梁的变形152

（二）积分法计算梁的变形153

（三）叠加法计算梁的变形156

（四）梁的刚度条件及其计算161

模块四 提高梁强度和刚度的措施163

（一）降低梁的最大弯矩163

（二）提高截面惯性矩和抗弯截面系数164

（三）采用等强度梁166

（四）增加约束和减小跨长167

模块五 简单超静定167

（一）超静定梁167

（二）简单超静定梁的解法——变形比较法168

8.4 知识拓展170

（一）梁弯曲变形的正应力公式推导170

（二）梁弯曲切应力简介172

8.5 训练题174

第三部分 课程综合设计181

项目九 弯拉（压）杆的强度设计181

9.1 任务引入181

9.2 解决任务的方法182

9.3 相关知识点介绍182

模块一 组合变形强度计算方法和步骤182

（一）计算方法——叠加法182

（二）计算步骤182

模块二 弯曲和拉（压）组合变形的强度计算182

9.4 知识拓展——叠加原理的创始人186

9.5 训练题187

项目十 轮轴类零件的强度设计189

10.1 任务引入189

10.2 解决任务的方法190

10.3 相关知识点介绍190

模块一 空间力系平衡问题的平面解法190

模块二 弯扭组合变形的强度计算191

（一）内力分析191

（二）强度分析192

10.4 知识拓展——减速器中输出轴直径的设计196

10.5 训练题198

项目十一 压杆的稳定性问题200

11.1 任务引入200

11.2 解决任务的方法201

11.3 相关知识介绍201

模块一 压杆稳定的概念201

（一）压杆失稳的概念201

（二）压杆的受力与变形状态201

模块二 压杆的临界力和临界应力202

（一）细长压杆的临界力和临界应力202

（二）中、小柔度杆临界应力的经验公式204

（三）临界应力总图205

模块三 压杆的稳定性设计206

（一）稳定性条件206

（二）压杆的合理设计206

11.4 知识拓展——压杆稳定实验209

11.5 训练题210

附录 型钢规格表212

附录A 热轧等边角钢（GB/T 9787—1988）212

附录B 热轧不等边角钢（GB/T 9788—1988）214

附录C 热轧工字钢（GB/T 706—1988）216

附录D 热轧槽钢（GB/T 707—1988）218

参考文献219