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| 內容簡介： |
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本书是在全面调研的基础上，根据对应学科新的人才培养方案和教育部高等学校工科基础课程教学指导委员会于2019年发布的《理论力学课程教学基本要求（B类）》和《材料力学课程教学基本要求（B类）》，从一般院校的实际情况出发，适应工程人才培养的理念和模式，突出能力培养，调整内容体系，适当压缩教材篇幅，以满足64～80学时工程力学课程的教学要求。从金课建设两性一度的要求出发，本书与时俱进，将南京航空航天大学“理论力学”和“材料力学”教学团队近十年来开展研究型教学的实践成果引入教材，内容有新意，体系有创新，题目有难度，以期提高学生的工程素质和认知水平，培养学生科学的思维方式和综合分析问题的能力。本书除课程导论外，共18章，第1～3章为静力学部分，第4～9章为运动学与动力学部分，第10～18章为材料力学部分。本书配有多媒体课件、解题指南、教学要求与学习目标、理论要点、学习建议、例题示范等，教师可在机械工业出版社教育服务网（www.cmpedu.com)上注册后免费下载。本书可作为高等学校工科各专业的基础力学课程教材，也可供有关工程技术人员参考。
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课 程 导 论0.1力学与工程0.2工程力学的研究内容与分析模型0.2.1工程力学的研究内容0.2.2工程力学的分析模型0.3工程力学的研究方法0.3.1两种不同的理论分析方法0.3.2工程力学的实验分析方法0.3.3工程力学的计算机分析方法0.4工程力学的学习目标第1篇静力学第1章静力学基础1.1力与力的效应1.1.1力的概念1.1.2力的效应1.1.3力系的概念1.2静力学基本原理1.3工程常见约束与约束力1.3.1柔性约束1.3.2刚性约束1.4受力分析初步1.4.1受力分析概述1.4.2受力图绘制方法应用举例1.5小结与讨论1.5.1小结1.5.2关于约束与约束力1.5.3关于受力分析1.5.4关于二力构件1.5.5关于静力学中某些原理的适用性习题第2章力系的等效与简化2.1力的投影与汇交力系的简化2.1.1力在直角坐标系中的投影2.1.2力的正交分解与解析表达2.1.3汇交力系的简化2.2力矩概念的扩展和延伸2.2.1力对点之矩2.2.2力对轴之矩2.2.3力矩关系定理2.2.4合力矩定理2.3力偶及其力偶矩2.3.1力偶2.3.2力偶的性质及力偶矩2.3.3力偶系的合成与平衡2.4力系等效的概念2.4.1力系的主矢与主矩——力学的基本特征量2.4.2力系等效原理2.5力系简化的概念2.6一般力系的简化2.6.1一般力系向一点简化2.6.2固定端约束的约束力2.7小结与讨论2.7.1小结2.7.2关于力的矢量性质的讨论2.7.3关于力系简化的终结果2.7.4关于力偶性质推论的适用性2.7.5重力系的简化与物体的重心习题第3章力系的平衡3.1力系的平衡条件与平衡方程3.1.1力系的平衡条件3.1.2一般力系的平衡方程3.1.3单个构件的平衡问题3.2简单物体系统的平衡问题3.2.1静定和超静定的概念3.2.2物系平衡问题的解法3.3考虑摩擦时物体系统的平衡问题3.3.1库仑摩擦定律3.3.2摩擦角与自锁现象3.3.3摩擦平衡条件与平衡方程3.4小结与讨论3.4.1小结3.4.2受力分析的重要性3.4.3关于简单物体系统平衡问题的讨论3.4.4正确的直观判断3.4.5关于桁架分析的讨论习题第2篇运动学与动力学第4章点的一般运动与刚体的基本运动4.1点的一般运动4.1.1描述点运动的矢量法4.1.2描述点运动的直角坐标法4.1.3描述点运动的弧坐标法4.2刚体的基本运动4.2.1刚体的平移4.2.2刚体的定轴转动4.3小结与讨论4.3.1小结4.3.2建立点的运动方程与研究点的运动几何性质4.3.3点的运动学的两类应用问题4.3.4描述点的运动的极坐标形式习题第5章点的复合运动5.1点的复合运动的概念5.1.1两种参考系5.1.2三种运动5.1.3三种速度和三种加速度5.2速度合成定理5.3牵连运动为平移时点的加速度合成定理5.4牵连运动为转动时点的加速度合成定理5.4.1牵连运动为转动时点的加速度合成定理5.4.2科氏加速度5.5小结与讨论5.5.1小结5.5.2正确选择动点和动系，是应用点的复合运动理论的重要基础5.5.3牵连运动与牵连速度的概念5.5.4科氏加速度的概念与加速度合成定理投影式的正确应用习题第6章刚体平面运动6.1刚体平面运动方程6.1.1刚体平面运动力学模型的简化6.1.2刚体平面运动的运动方程6.2平面运动分解为平移和转动6.3平面图形上各点的速度分析6.3.1基点法6.3.2速度投影法6.3.3瞬时速度中心法6.4平面图形上各点的加速度分析6.5小结与讨论6.5.1小结6.5.2刚体复合运动6.5.3平面图形上点的加速度分布也能看成绕速度瞬心C*的旋转吗6.5.4平面图形的角速度ω与相对角速度ωr习题第7章动量定理与动量矩定理7.1质点系动力学普遍定理概述7.1.1动力学普遍定理概述7.1.2质点系的质心7.1.3质点系的外力和内力7.2动量定理7.2.1质点系整体运动的基本特征量之一：动量的主矢7.2.2动量定理7.2.3质心运动定理7.2.4动量定理与质心运动定理的投影式与守恒式7.2.5动量定理应用于简单刚体系统7.3动量矩定理7.3.1质点系对定点的动量矩定理7.3.2刚体定轴转动微分方程7.3.3质点系相对质心的动量矩定理7.4小结与讨论7.4.1小结7.4.2几个有意义的实例7.4.3质点系矢量动力学的两个矢量系（外力系与动量系）及其关系7.4.4突然解除约束问题习题第8章动能定理8.1力的功8.1.1力的功的定义8.1.2作用在刚体上力偶的功8.1.3质点系内力的功8.1.4理想约束力的功8.2质点系与刚体的动能8.2.1质点系的动能8.2.2刚体的动能8.3动能定理8.3.1质点和质点系的动能定理8.3.2动能定理的应用举例8.4势能的概念与机械能守恒定律8.4.1有势力和势能8.4.2机械能守恒定律8.5动力学普遍定理的综合应用8.6小结与讨论8.6.1小结8.6.2功率方程的概念8.6.3应用动力学普遍定理时的运动分析习题第9章达朗贝尔原理9.1惯性力与达朗贝尔原理9.1.1质点的达朗贝尔原理9.1.2质点系的达朗贝尔原理9.2刚体惯性力系的简化9.2.1惯性力系的主矢与主矩9.2.2刚体平移时惯性力系的简化9.2.3刚体做定轴转动时惯性力系的简化9.2.4刚体做平面运动时惯性力系的简化9.3达朗贝尔原理的应用示例9.4小结与讨论9.4.1小结9.4.2正确施加与简化惯性力系是应用达朗贝尔原理的关键9.4.3惯性力系的主矢与主矩的物理意义9.4.4动能定理与达朗贝尔原理综合应用习题第3篇材 料 力 学第10章材料力学基础10.1材料力学的基本假设10.1.1均匀连续性假设10.1.2各向同性假设10.1.3小变形假设10.2外力、内力和应力10.2.1外力10.2.2内力与内力分量10.2.3应力10.3变形、位移和应变10.3.1变形与位移10.3.2应变10.4杆件变形的基本形式10.5小结与讨论10.5.1小结10.5.2弹性体受力与变形特征10.5.3材料力学的分析方法习题第11章内力分析与内力图11.1基本概念与基本方法11.1.1弹性体的平衡原理11.1.2控制面11.1.3杆件内力分量的正负号规则11.2确定内力分量的力系简化方法11.3轴力图与扭矩图11.3.1轴力图11.3.2扭矩图11.4剪力图与弯矩图11.4.1工程中的承弯构件及其力学模型11.4.2剪力方程和弯矩方程11.4.3分布载荷集度与剪力、弯矩间的微分关系11.4.4剪力图与弯矩图11.5小结与讨论11.5.1小结11.5.2两个值得思考的问题习题第12章轴向拉伸与压缩12.1拉压杆的应力分析与计算12.2轴向载荷作用下材料的力学性能12.2.1材料拉伸时的应力-应变曲线12.2.2塑性材料拉伸时的力学性能12.2.3脆性材料拉伸时的力学性能12.2.4压缩时材料的力学性能12.2.5强度失效概念与失效应力12.3拉压杆的强度设计12.3.1强度设计准则、安全因数与许用应力12.3.2三类强度计算问题12.3.3强度设计准则应用举例12.4拉压杆的变形、位移分析与计算*12.5拉伸和压缩超静定问题简述12.6小结与讨论12.6.1小结12.6.2关于应力和变形公式的应用条件*12.6.3关于加力点附近区域的应力分布*12.6.4关于应力集中的概念12.6.5拉伸与压缩杆件斜截面上的应力习题第13章圆轴扭转13.1切应力互等定理13.2圆轴扭转时的切应力分析13.2.1几何关系13.2.2物理关系13.2.3静力学关系13.2.4圆轴扭转时横截面上的切应力表达式13.3承受扭转时圆轴的强度设计与刚度设计13.3.1扭转试验与扭转破坏现象13.3.2扭转强度设计13.3.3扭转刚度设计13.4小结与讨论13.4.1小结13.4.2关于圆轴强度与刚度设计*13.4.3矩形截面杆扭转时的切应力习题第14章弯曲强度14.1截面图形的几何性质14.1.1静矩、形心及其相互关系14.1.2惯性矩、极惯性矩、惯性积、惯性半径14.1.3惯性矩与惯性积的移轴定理14.1.4惯性矩与惯性积的转轴定理14.1.5主轴与形心主轴、主惯性矩与形心主惯性矩14.2平面弯曲时梁横截面上的正应力14.2.1平面弯曲与纯弯曲的概念14.2.2纯弯曲时梁横截面上的正应力分析14.2.3梁的弯曲正应力公式的应用与推广14.3平面弯曲正应力公式应用举例14.4梁的强度计算14.4.1梁的失效判据14.4.2梁的弯曲强度设计准则14.4.3梁的弯曲强度计算步骤14.5小结与讨论14.5.1小结14.5.2关于弯曲正应力公式的应用条件14.5.3弯曲切应力的概念14.5.4关于截面的惯性矩14.5.5提高梁强度的措施习题第15章弯曲刚度15.1基本概念15.1.1梁弯曲后的挠度曲线15.1.2梁的挠度与转角15.1.3梁的位移与约束密切相关15.1.4梁的位移分析的工程意义15.2小挠度微分方程及其积分15.2.1小挠度微分方程15.2.2积分常数的确定约束条件与连续条件15.3工程中的叠加法15.3.1叠加法应用于多个载荷作用的情形15.3.2叠加法应用于间断性分布载荷作用的情形15.4简单的超静定梁15.4.1求解超静定梁的基本方法15.4.2简单的超静定问题示例15.5梁的刚度设计15.5.1梁的刚度设计准则15.5.2刚度设计举例15.6小结与讨论15.6.1小结15.6.2关于变形和位移的相依关系15.6.3关于梁的连续光滑曲线15.6.4关于求解超静定问题的讨论15.6.5关于求解超静定结构特性的讨论15.6.6提高梁的弯曲刚度的途径习题第16章应力状态分析与强度理论16.1基本概念16.1.1应力状态分析的意义16.1.2应力状态分析的基本方法16.2平面应力状态分析——任意方向面上应力的确定16.2.1方向角与应力分量的正负号约定16.2.2微元的局部平衡16.2.3平面应力状态中任意方向面上的正应力与切应力16.3应力状态中的主应力与切应力16.3.1主平面、主应力与主方向16.3.2平面应力状态的三个主应力16.3.3面内切应力与一点的切应力*16.4分析应力状态的应力圆方法16.4.1应力圆方程16.4.2应力圆的画法16.4.3应力圆的应用16.5复杂应力状态下的应力-应变关系应变能密度16.5.1广义胡克定律16.5.2各向同性材料各弹性常数之间的关系16.5.3总应变能密度16.5.4体积改变能密度与畸变能密度16.6复杂应力状态下的强度设计准则16.6.1拉应力准则——强度理论*16.6.2拉应变准则——第二强度理论16.6.3切应力准则——第三强度理论16.6.4畸变能密度准则——第四强度理论16.7薄壁容器强度设计简述16.7.1环向应力与纵向应力16.7.2强度设计简述16.8斜弯曲16.8.1产生斜弯曲的加载条件16.8.2叠加法确定横截面上的正应力16.8.3正应力与强度设计准则16.9拉伸（压缩）与弯曲组合的强度计算16.10弯曲与扭转组合的强度计算16.10.1计算简图16.10.2危险点及其应力状态16.10.3强度设计准则与设计公式16.11小结与讨论16.11.1小结16.11.2关于应力状态的几点重要结论16.11.3平衡方法是分析应力状态重要、基本的方法*16.11.4关于应力状态的不同的表示方法16.11.5正确应用广义胡克定律16.11.6应用强度设计准则需要注意的几个问题习题第17章压杆的稳定性17.1弹性平衡稳定性的基本概念17.1.1平衡构形的稳定性和不稳定性17.1.2临界状态与临界载荷17.2细长压杆的临界载荷17.2.1两端铰支的细长压杆17.2.2其他刚性支承细长压杆临界载荷的通用公式17.3长细比的概念三类不同压杆的判断17.3.1长细比的定义与概念17.3.2三类不同压杆的区分17.3.3三类压杆的临界应力公式17.3.4临界应力总图与λp、λs值的确定17.4压杆的稳定性设计17.4.1压杆稳定性设计内容17.4.2安全因数法与稳定性设计准则17.4.3压杆稳定性设计过程17.5压杆稳定性分析与稳定性设计示例17.6小结与讨论17.6.1小结17.6.2稳定性计算的重要性17.6.3影响压杆承载能力的因素17.6.4提高压杆承载能力的主要途径17.6.5稳定性计算中需要注意的几个重要问题习题第18章动载荷与疲劳强度简述18.1匀加速直线运动时构件上的惯性力与动应力18.2旋转构件的受力分析与动应力计算18.3冲击载荷与冲击应力18.3.1计算冲击载荷的基本假定18.3.2机械能守恒定律的应用18.3.3冲击时的动荷因数18.4疲劳失效特征及原因分析18.4.1交变应力的名词和术语18.4.2疲劳失效特征18.4.3疲劳极限与应力-寿命曲线18.5影响疲劳寿命的因素18.5.1应力集中的影响——有效应力集中因数18.5.2零件尺寸的影响——尺寸因数18.5.3表面加工质量的影响——表面质量因数18.6基于无限寿命的疲劳强度设计18.6.1基本概念18.6.2无限寿命设计方法简述18.6.3等幅对称应力循环下的工作安全因数18.6.4等幅交变应力作用下的疲劳寿命估算18.7小结与讨论18.7.1小结18.7.2不同情形下动荷因数具有不同的形式18.7.3运动物体突然制动时的动载荷与动应力18.7.4提高构件疲劳强度的途径习题附录附录A型钢表附录B习题答案参考文献
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自第1版出版以来，南京航空航天大学工程力学课程（74学时）教学一直将该书作为教材使用，期间得到了任课教师与同学们的真诚关心与大力支持，与此同时，大家也提出了一些宝贵的修改意见。在此基础上，初步形成了修订第1版的基本思路。在修订期间，适逢中国高等教育发生深刻变革，教育部提出：高等教育要坚持以本为本，推进四个回归；各高校要全面梳理各门课程的教学内容，打造“金课”，切实提高课程教学质量。随后，教育部高等学校工科基础课程教学指导委员会于2019年发布了新的《理论力学课程教学基本要求（B类）》与《材料力学课程教学基本要求（B类）》。遵循教育部宏观课程建设标准以及对理论力学与材料力学课程的具体要求，终形成了编写本书的指导方针。根据上述修订思路与指导方针，本书在保持第1版特色的基础上，着重使论述更加严谨规范、文字更加精炼流畅、体系更加系统高阶，具体修订工作如下：1.在每章习题中增加概念题，以强化学生对理论力学和材料力学基本概念的理解和掌握。2.每章后一节改为“小结与讨论”。3.删除了原第16章质点动力学。4.增加了第18章动载荷与疲劳强度概述。5.补充和更新了部分例题、习题，调整了部分章节顺序。本书在对章节内容进行了局部调整之后，除课程导论外全书共分18章，第1～3章为静力学部分，第4～9章为运动学与动力学部分，第10～18章为材料力学部分。考虑到教材建设的可持续发展，本人将不再担任作者，另请南京航空航天大学孙伟副教授担任作者，本人仍会参与以后的修订工作。这一版的署名者为孙伟、陈建平、范钦珊。本书在修订过程中参考了国内外优秀教材，并得到了南京航空航天大学航空学院和许多同仁的大力支持和帮助，在此表示衷心感谢！书中不足和错漏之处，恳请读者批评指正。范钦珊2021年2月编者近几年在全国各地讲学的同时，对我国高等学校“工程力学”的教学状况和对“工程力学”教材的需求进行了大量调研，与全国500多名基础力学老师以及近2000名同学交换关于“工程力学”课程教学和教材使用和修改的意见。为满足重点院校的非机械、非土木水利类专业和一般院校工科专业工程力学教学需要，新编了这本《工程力学》教材。本书包括三部分：部分为静力学，共三章（静力学基础、力系的简化、工程构件的静力学平衡问题）；第二部分为材料力学，共九章（材料力学的基本概念、杆件的内力图、拉压杆件的应力变形分析与强度设计、梁的强度问题、梁的位移分析与刚度设计、圆轴扭转时的应力变形分析与强度刚度设计、复杂受力时构件的强度设计、压杆的稳定性分析与设计、交变应力作用下构件的疲劳强度简述）；第三部分为运动学与动力学，共七章（点的运动学与刚体的基本运动、点的复合运动、刚体的平面运动、质点动力学、动量定理和动量矩定理、动能定理、达朗贝尔原理及其应用）。其中带星号的内容供各院校选用。根据不同院校的实际情况，采用本书需要60～90学时。根据我国高等教育和教学改革的发展趋势，以及素质教育与创新精神培养的要求，全国普通高等学校新一轮培养计划中课程的教学总学时数大幅度减少。工程力学课程的教学时数也要相应压缩。怎样在有限的教学时数内，使学生既能掌握工程力学的基本知识，又能了解一些工程力学的进展；既能培养学生的工程力学素质，又能加强工程概念，是很多力学教育工作者关心的事情。1996年以来，基础力学课程在教学内容、课程体系、教学方法以及教学手段等方面进行了一系列改革，取得了一些很有意义的成果，并在教学实践中取得了明显的效果，受到高等教育界和力学界诸多学者的支持和肯定。本书作为面向21世纪力学系列课程教学内容与体系改革的一部分，对原有工程力学课程的教学内容、课程体系加以进一步分析和研究，在确保基本要求的前提下，删去了一些偏难、偏深的内容，目的是为了满足那些对工程力学的深度和难度要求不高，但对工程力学的基础知识有一定了解的专业的要求，作为这些专业的素质教育的一部分。希望这本工程力学教材具有较大的适用面，能够被更多的院校、更多的专业所采用。从力学素质教育的要求出发，本书更注重基本概念，而不追求烦琐的理论推导与烦琐的数字运算。工程力学与很多领域的工程密切相关。工程力学教育不仅可以培养学生的力学素质，而且可以加强学生的工程概念。这对于他们向其他学科或其他工程领域扩展是很有利的。基于此，本书与以往的同类教材相比，难度有所下降，工程概念有所加强，引入了大量涉及广泛领域的工程实例及相关的例题和习题。为了让学生更快地掌握基本的知识，在概念、原理的叙述方面做了一些改进。一方面从提出问题、分析问题和解决问题等方面做了比较详尽的论述与讨论；另一方面通过较多的例题分析，加深学生对于基本内容的了解和掌握。本书每章的结论与讨论内容，既帮助学生复习并加深理解本章知识，又为学生进一步巩固和扩展所学知识提供指导。本书由清华大学范钦珊教授主编，南京航空航天大学陈建平教授、河海大学蔡新教授、清华大学范钦珊教授共同编著。为了帮助读者复习和自学，特别研制、开发了“工程力学学习指导与解题指南”教学软件光盘
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