本书主要介绍工程力学的基本概念、基本原理与基本方法。全书分2篇，共15章，主要内容包括物体或物体系统的受力分析和平衡问题分析，构件的受力变形基本规律及简单的强度、刚度和稳定性问题分析。各章节附有相应的思考题和习题。为便于查阅，书后还附有新国家标准的型钢表。本书是编者在多年讲授工程力学相关课程的基础上精心编写而成的，内容既包括力学课程的经典理论和方法，又包括在一定程度上体现现代工程技术发展的力学实际应用。本书可供高等院校相关专业的教师、学生及自学者使用或参考。
工程力学为工程类学科的一门主干课程，是培养学生在工程中有关力学方面计算能力的技术基础课。通过工程力学的学习，要求学生对物体的受力及其分析、构件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念，必要的基础理论知识，比较熟练的计算能力，一定的分析能力和初步的实践能力。工程力学在高级工程技术人才的培养过程中，具有建立专业技术基础，培养开发创新能力的作用。武汉科技大学材料冶金、资源工程、化学化工和城市建设等专业的学生均上此课，需求量较大，而目前市面上缺乏适应于武汉科技大学特色教学的教材，因此，编写《工程力学》教材极有必要。
工程力学是大学本科相关专业的专业基础课，是培养学生工程应用分析能力和科学研究素养的重要课程。全书分静力学篇和材料力学篇两大部分。静力学篇从力学基本概念和基本公理出发，通过应用力学模型和矢量分析方法，建立了解决基本的平衡与受力关系问题的理论体系。材料力学篇则从介绍材料力学的基本概念出发，通过杆件的几种基本变形形式，展开分析了变形体受力、变形和破坏的基本规律，进而又讨论了复杂受力变形情况下的强度问题和压杆的稳定性失效问题。本书在阐明基础理论、基本概念和方法前提下，力求突出以下两点。(1) 强调矢量概念、矢量分析和建立理论模型在工程力学方法中的基础作用，引导学生掌握从实际工程结构或构件中建立合理力学模型并进一步分析的方法，从而培养学生掌握科学的方法论。(2) 全书内容力求体现工科特色，旨在培养学生的工程意识与分析解决工程实际问题的能力，因此书中更多地强调对一些工程问题的解决步骤和方法，编选的例题和习题也多来自工程实际或具有工程背景。本书配套有实验课程教材《工程力学实验》（武汉科技大学工程力学系编）。建议将理论课程设置为64～72学时，另安排6～8学时实验课程。也可不讲授第13章至第15章内容，并相应减少实验课程学时，满足一些专业48学时力学通识教育的需求。本书是武汉科技大学工程力学系的教师在多年讲授工程力学相关课程的基础上精心编写而成的。第1章由蔡路军编写，第2章和第3章由胡百鸣、杨琳编写，第4章和第6章由陈桂娟、吉德三编写，第5章由磨季云、吉德三编写，第7章至第9章由蔡路军、韩芳编写，第10章由黄照平、陈上仿编写，第11章由胡卫华编写，第12章及附录由张国强编写，第13章由蔡路军、牛清勇编写，第14章由吴亮编写，第15章由龚相超编写。全书由蔡路军、张国强任主编，韩芳、杨琳、吉德三、磨季云任副主编。蔡路军、张国强完成了全书的统稿工作。在本书的编写、出版过程中，有许多同志为我们提供了支持和方便，在此谨致谢意。受编者水平所限，书中难免有疏漏与不足之处，敬请读者批评指正。
编者
2020年9月于武汉科技大学
1、裂隙岩石光面爆破技术研究，2015-2018，省教育厅，排序第一。2、深圳市龙岗区沙荷路西段跨东深供水沙湾隧洞安全影响评价研究，2012-2013，横向，排序第一。3、国家发明专利，一种碳质片岩隧道爆破方法与施工方法，2015，排序第一。4、国家发明专利，一种用于地下爆破工程炮孔的堵塞方法和炮泥喷射机，2016，排序第一。5、国家发明专利，一种室外裸爆实验专用噪声控制装置及其使用方法，2017，排序第一。6、国家发明专利，一种炸药竖向运载专用吊车，2017，排序第一。7、秦巴山区片岩隧道爆破关键技术研究，省交通厅，2012-2015，获湖北省科技进步三等奖，排序第八。8、空气间隔装药爆破破岩机理及效应研究，2011-2013，国家自然科学基金，排序第三。近年以第一作者或通讯发表教学和科研论文30余篇。
第1章绪论(1)
1.1力与力学概述(1)
1.2力学基本概念(1)
1.3工程力学研究方法(2)
第一篇静力学
第2章静力学基本概念与受力分析(5)
2.1静力学基本概念(5)
2.1.1力与力系(5)
2.1.2刚体(6)
2.2静力学基本公理(7)
2.3约束与约束力(9)
2.3.1约束与约束力概念(9)
2.3.2常见约束类型及约束力(9)
2.4物体受力分析(15)
思考题(23)
习题(23)
拓展阅读(26)
第3章力系的合成与平衡(28)
3.1力系概述(28)
3.2汇交力系的合成与平衡(28)
3.2.1力在坐标系中的投影(28)
3.2.2空间汇交力系的合成(31)
3.2.3空间汇交力系平衡方程(33)
3.2.4平面汇交力系的合成(35)
3.2.5平面汇交力系平衡方程(35)
3.3力矩与力偶(39)
3.3.1力对点的矩(39)
3.3.2力对轴的矩(42)
3.3.3力偶及其性质(44)
3.3.4空间力偶系的合成与平衡(46)
3.3.5平面力偶系的合成与平衡(48)
3.4任意力系的简化与平衡(49)
3.4.1力的平移定理(49)
3.4.2空间任意力系的简化(50)
3.4.3平面任意力系的简化(56)
3.4.4空间任意力系的平衡(61)
3.4.5平面任意力系的平衡(69)
3.5物体系统的平衡(74)
3.5.1静定与静不定问题(74)
3.5.2物体系统的平衡问题(75)
思考题(80)
习题(81)
拓展阅读(86)
第4章静力学其他问题(88)
4.1平面桁架的内力计算(88)
4.1.1平面桁架(88)
4.1.2节点法(89)
4.1.3截面法(90)
4.2物体重心计算(92)
思考题(98)
习题(98)
拓展阅读(100)
第二篇材 料 力 学
第5章材料力学基本概念(105)
5.1材料力学的任务(105)
5.2变形固体的概念及其基本假设(106)
5.3杆件及其变形形式(107)
5.4外力及其分类(108)
5.5内力与截面法(109)
5.6应力(110)
5.7位移和应变(111)
5.7.1位移(111)
5.7.2应变(112)
5.8材料力学的特点(112)
思考题(113)
拓展阅读(114)
第6章轴向拉伸与压缩(116)
6.1轴向拉伸与压缩概述(116)
6.2轴向拉伸与压缩时的内力(117)
6.3轴向拉伸与压缩时的应力(121)
6.3.1拉压杆横截面上的应力分布(121)
6.3.2拉压杆斜截面上的应力(124)
6.4材料在拉伸和压缩时的力学性能(125)
6.4.1概述(125)
6.4.2低碳钢拉伸时的力学性能(126)
6.4.3其他塑性材料在拉伸时的力学性能(130)
6.4.4铸铁拉伸时的力学性能(130)
6.4.5材料在压缩时的力学性能(131)
6.4.6许用应力及安全系数(132)
6.5轴向拉伸与压缩时的强度条件及其应用(134)
6.5.1轴向拉伸与压缩时的强度条件(134)
6.5.2轴向拉伸与压缩强度条件的应用(135)
6.6轴向拉伸与压缩时的变形(137)
6.6.1轴向绝对变形量与相对变形量(137)
6.6.2横向绝对变形量与相对变形量(138)
6.6.3胡克定律(139)
6.6.4轴向拉伸或压缩时杆的应变能(141)
思考题(143)
习题(143)
拓展阅读(147)
第7章剪切与挤压(149)
7.1剪切与挤压概述(149)
7.2剪切和挤压的实用计算(150)
7.2.1剪切强度计算(150)
7.2.2挤压强度计算(152)
思考题(155)
习题(157)
拓展阅读(159)
第8章平面图形的几何性质(161)
8.1静矩和形心(161)
8.2惯性矩和惯性积(164)
8.3平行移轴公式(169)
8.4转轴公式与主惯性轴(172)
思考题(176)
习题(177)
拓展阅读(178)
第9章扭转(181)
9.1概述(181)
9.2扭转时的内力(182)
9.3纯剪切(185)
9.3.1薄壁圆筒扭转时的切应力(185)
9.3.2切应力互等定律(186)
9.3.3切应变、剪切胡克定律(186)
9.4圆轴扭转时的应力(187)
9.5圆轴扭转时的变形(192)
9.6圆轴扭转时的强度和刚度计算(194)
9.6.1圆轴扭转时的强度条件(194)
9.6.2圆轴扭转时的刚度条件(195)
思考题(200)
习题(200)
拓展阅读(203)
第10章弯曲内力(206)
10.1弯曲的概念(206)
10.2静定梁的基本形式(206)
10.3剪力和弯矩(207)
10.4弯曲内力方程与内力图(209)
10.5载荷集度与剪力和弯矩三者之间的关系(215)
10.6平面曲杆的弯曲内力(218)
思考题(219)
习题(220)
拓展阅读(225)
第11章弯曲应力(227)
11.1梁弯曲时的正应力(227)
11.2梁弯曲时的正应力强度计算(231)
11.3梁弯曲时的切应力及强度计算(234)
11.4提高梁弯曲强度的措施(239)
思考题(243)
习题(243)
拓展阅读(247)
第12章弯曲变形(249)
12.1弯曲变形概述(249)
12.2挠曲线近似微分方程及其求解(250)
12.3用叠加法求梁的弯曲变形(260)
12.4梁的刚度校核(264)
12.5简单超静定梁(266)
12.6提高梁弯曲刚度的措施(269)
思考题(272)
习题(273)
拓展阅读(277)
第13章应力状态和强度理论(279)
13.1应力状态基本概念(279)
13.2平面应力状态分析——解析法(282)
13.3平面应力状态分析——图解法(287)
13.4三向应力状态(292)
13.5平面应变状态分析(294)
13.6广义胡克定律(296)
13.7复杂应力状态下的应变能密度(299)
13.8强度理论概述(301)
13.9四种常用的强度理论(301)
13.10莫尔强度理论(306)
思考题(307)
习题(307)
拓展阅读(311)
第14章组合变形(314)
14.1组合变形的概念(314)
14.2斜弯曲(315)
14.3拉伸或压缩与弯曲的组合(319)
14.4偏心压缩与截面核心(320)
14.4.1偏心压缩(320)
14.4.2截面核心(321)
14.5弯曲与扭转的组合(323)
思考题(326)
习题(327)
拓展阅读(330)
第15章压杆稳定(332)
15.1压杆稳定概述(332)
15.2两端铰支细长压杆的临界压力(334)
15.3其他约束条件下细长压杆的临界压力(337)
15.4欧拉公式的适用范围及经验公式(339)
15.5压杆的稳定校核(344)
15.6提高压杆稳定性的措施(346)
思考题(349)
习题(350)
拓展阅读(354)
附录A型钢表(356)
参考文献(370)
书单推荐
