工程力學(上)（簡體書）

《工程力學（上冊）》系應用型本科院校土木工程專業規劃教材之一，分為上、下兩冊。上冊涉及靜力學問題，包括傳統的理論力學靜力學內容和材料力學的大部分內容，並將內力及內力圖集中為一章，作為靜力學和材料力學聯接點。下冊則涉及動力學問題，包括傳統理論力學中的運動學部分以及材料力學中的動力問題（包括疲勞）。本書具有體系新穎、內容緊湊、概念清晰、習題量適中等特點，適合工程力學的教學和學習。．

楊松，1986年7月畢業於北京師範大學馬列主義研究所，獲法學碩士學位。曾任教於北京師範大學、商業部管理幹部學院。現任北京市社會科學院市情調查研究中心副主任、副研究員。主要研究方向為：公共管理、市政公用事業管理、城市治理、市場監管等。近年來主持完成二十多項重點課題，主要有：“WTO與我國分銷體制改革研究”、“北京商品交易市場政府管制研究”、“和諧海澱建設評價指標體系研究”、“首都城市公用事業市場化研究”、“北京市政管理城鄉一體化研究”等。2007年和2010年分別獲得北京市社會科學院第十三屆和第十四屆優秀科研成果評選二等獎。．

《應用型本科院校土木工程專業規劃教材:工程力學(上冊)》可作為高等院校土木工程專業及相關專業的教學用書，也可供相關專業工程技術人員參考。

總序前言第一章 緒論第一節 工程力學的任務第二節 工程力學的主要內容第二章 靜力學基礎及物體的受力分析第一節 靜力學公理第二節 約束與約束反力第三節 物體的受力分析和受力圖習題第三章 平面力系的合成與平衡第一節 平面匯交力系第二節 平面力偶系第三節 平面任意力系習題第四章 空間力系第一節 空間匯交力系第二節 空間力偶系第三節 空間任意力系第四節 重心與形心習題第五章 杆的內力及內力圖第一節 杆的內力分析方法第二節 拉（壓）杆橫截面上的軸力和軸力圖第三節 扭轉杆橫截面上的扭矩和扭矩圖第四節 彎曲構件橫截面上的剪力和彎矩、剪力圖和彎矩圖習題第六章 軸向拉伸與壓縮第一節 拉（壓）杆橫截面及斜截面上的應力第二節 拉（壓）杆的變形、胡克定律第三節 材料在拉伸與壓縮時的力學性能第四節 極限應力、許用應力和強度條件第五節 拉（壓）杆連接部分的強度計算第六節 拉壓超靜定問題習題第七章 扭轉第一節 薄壁圓筒扭轉時的應力第二節 圓軸扭轉時的應力與強度計算第三節 圓杆扭轉時的變形與剛度計算第四節 矩形截面等直杆在自由扭轉時的應力與變形習題第八章 平面彎曲第一節 梁內正應力及正應力強度計算第二節 梁內剪應力及剪應力強度條件第三節 梁的合理截面及變截面梁第四節 梁撓曲線的近似微分方程第五節 用積分法求梁的變形第六節 用疊加法求梁的變形第七節 梁的剛度計算和提高梁的剛度的措施第八節 簡單超靜定梁習題第九章 應力狀態和強度理論第一節 一點處應力狀態的描述第二節 平面應力狀態分析第三節 最大應力和主應力第四節 三向應力狀態的最大應力第五節 廣義胡克定律第六節 強度理論習題第十章 組合變形第一節 斜彎曲第二節 拉（壓）彎組合第三節 偏心拉伸（壓縮）第四節 彎扭組合習題第十一章 壓杆穩定第一節 軸向受壓杆的臨界荷載第二節 臨界應力總圖第三節 壓杆穩定計算第四節 提高壓杆承載能力的措施習題附錄I 平面圖形的幾何性質第一節 靜矩與形心第二節 慣性矩、慣性積和慣性半徑第三節 平行移軸公式習題附錄Ⅱ 型鋼規格表習題答案主要參考文獻．

第一節桿的內力分析方法
材料力學的研究對象是桿件，對于所研究的構件來說，其他物體作用于該構件上的力均為外力。
構件在外力作用下將發生變形，當構件受外力作用而變形時，其內部各質點間的相對位置將發生改變；與此同時，各質點的相互作用力也將發生變化。這種因外力作用而引起的物體內部相互作用力的改變量，稱為附加內力，簡稱內力。在工程力學里，研究桿件時所說的內力都是這種附加內力。內力是由外力引起的，內力將隨外力的變化而變化。當內力超過一定限度時，桿件就會發生破壞。所以，內力的計算及其在桿件內的變化情況，是分析和解決桿件強度、剛度等問題的基礎。
一、截面法
內力是指在外力作用下物體內部各部分之間相互作用力的變化量。為了顯示內力，可以假想用截面將物體截開，分成兩部分，這樣內力將顯示出來，然后用靜力平衡條件求出內力的大小和方向。這種方法稱為截面法。物體受多個外力作用，處于平衡狀態。若要求任一截面m—m上的內力，可以假想地用m—m平面將物體截為A、B兩部分，此時A部分的m—m截面上將受到B部分對它的作用力，由變形固體的基本假設可知物體是連續、均勻、各向同性的變形體，則物體上的作用力是以分布力的形式布滿該截面，利用A部分的平衡可以求出這種分布力的合力。同樣，如果以B部分為研究對象，也可以求出A部分對其作用的分布力的合力。根據作用力與反作用力定律，這兩組合力的大小相等、方向相反。我們把截面上分布力的合力稱為內力。
截面法是力學中研究構件內力的一個基本方法。其求解步驟可以概括為四個字：截、取、代、平。
（1）截：在要求內力的截面處，假想地沿該截面將桿件截為兩部分。
（2）取：選取其中任一部分為研究對象，拋棄另一部分。
（3）代：用內力代替拋棄部分對選取部分的作用。
（4）平：根據選取部分的平衡條件，確定該截面內力的大小和方向。
二、內力
用假想的橫截面將桿件截開，截面兩側桿件的相互作用力稱為該截面的內力。內力是沿截面分析的向截面形心簡化可得一個力F和一個矩矢為M的力偶。
由截面形心取局部坐標系，力F在局部坐標系下的三個分量稱為該截面軸力和剪力；力偶矩矢M的三個分量稱為該截面的扭矩和彎矩。軸力、剪力、扭矩、彎矩皆為代數量，其正負號是按工程習慣規定的，與坐標系并不相符。工程習慣上將軸力、剪力、扭矩、彎矩稱為內力，但與理論上力的概念并不相同。
以桿件的軸線為x軸，取坐標系Oxyz，設內力F在x、y、z坐標軸上的分力分別為Fx、Fy、Fz。沿桿軸方向的分力Fx稱為軸力，用N表示；在截面內沿y、z方向上的兩個分力Fy、Fz稱為剪力，用Qy、Qz表示。內力矩M在x、y、z坐標軸上的分量分別為Mx、My、Mz，作用面垂直于桿軸的Mx稱為扭矩；作用面垂直于桿件橫截面的My、Mz稱為彎矩。