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第一章刚体静力学基础
本章主要在讲解力、刚体、约束等的基本概念和静力学公理及推论基础上,重点讲解工程中常见约束和约束反力的简化以及物体受力分析和受力图绘制的方法。
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●1.1绪论
本节主要讲解工程力学的发展史、工程实际与力学的关系、以及课程的研究内容和研究方法。
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●1.2静力学基本概念
本节主要讲解力、力系、刚体、平衡等概念以及力的表示方法、力系的分类等内容。
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●1.3静力学公理
本节主要讲解二力平衡公理、加减平衡公理、力的平行四边形法则、作用与反作用定律、钢化原理及其推论。
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●1.4约束和约束反力
本节在讲解约束、约束力的概念的基础上,重点介绍工程中常见的柔体约束、光滑接触面约束、光滑圆柱铰链、可动铰链约束、二力杆等得约束特征和约束力简化结果。
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●1.5受力分析
本节在上节约束和约束力特征的基础,主要讲解受力分析的步骤及注意事项和受力图的绘制方法。
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●1.6刚体静力学基础小结
本节主要对第一章刚体静力学基础进行小结。
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第二章平面汇交力系
本章主要讲解平面汇交力系合成与平衡计算的几何法和解析法。
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●2.1平面汇交力系—几何法
本节主要讲解平面汇交力系合成的力多边形法则及平衡的几何条件。
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●2.2平面汇交力系—解析法
本节在介绍力的投影和合力投影定理的基础上,重点讲解平面汇交力系合成的解析法、平面汇交力系的平衡方程及应用。
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●2.3平面汇交力系小结
本节主要对第二章平面汇交力系进行小结。
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第三章平面力偶系
本章在讲解力对点之矩、力偶、力偶矩等基本概念和性质的基础上,重点讲解力偶系的合成与平衡以及力偶系平衡方程的应用。
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●3.1力对点之矩
本节主要讲解力对点之矩的概念、性质、计算方法及合力矩定理。
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●3.2力偶与力偶矩
本节主要讲解力偶、力偶矩的定义和性质;其次讲解平面力偶的等效定理及推论和平面力偶的常用表示方法。
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●3.3平面力偶系合成与平衡
本节主要讲解平面力偶系的合成方法和平衡方程以及应用。
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●3.4平面力偶系小结
本节主要对第三章平面力偶系进行小结。
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第四章平面任意力系
本章在讲解力的平移定理、平面任意力系向一点简化、主矢和主矩的概念、平面任意力系和平面平行力系的平衡方程等基础上,重点讲解物体系统平衡问题的求解方法。
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●4.1力线平移定理
本节主要讲解力线平移定理及应用。
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●4.2平面任意力系的简化及简化结果讨论
本节主要讲解平面任意力系向一点简化的简化结果、主矢和主矩的概念、及对简化结果的讨论分析。
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●4.3平面任意力系的平衡条件及平衡方程
本节主要讲解平面任意力系简化结果的两个应用:固定端约束的特征和约束力简化形式以及分布载荷合力大小和作用点位置的计算方法。
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●4.4静定和超静定的概念
本节主要介绍平面任意力系的平衡条件和平衡方程的形式及应用。
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●4.5平面简单桁架内力计算
本节主要讲解平面任意力系基本形式、二力矩式、三力矩式三种方式的平衡方程及限制条件。
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●4.6物体系统平衡
本节主要介绍平面平行力系的特点及两种形式的平衡方程。
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●4.7平面任意力系小结
本节主要对第四章平面任意力系进行小结。
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第五章摩擦
本章主要讲解摩擦的工程意义、静(动)滑动摩擦、摩擦角和自锁的概念;在此基础上重点讲解摩擦平衡问题的求解方法。
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●5.1工程中的摩擦问题
本节主要介绍工程中的摩擦问题、摩擦的概念和分类。
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●5.2滑动摩擦
本节主要介绍滑动摩擦的概念和分类、静滑动摩擦力和动滑动摩擦力的计算方法。
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●5.3摩擦角与自锁现象
本节介绍摩擦中的两个重要概念摩擦角和自锁现象。
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●5.4考虑摩擦时物体的平衡问题
本节主要讲解利用平面力系的平衡方程求解考虑摩擦时物体的平衡问题和利用摩擦角的概念求解考虑摩擦时物体的平衡问题。
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●5.5滚动摩阻
本节主要讲摩擦滚阻的概念,会处理带有滚动摩阻的简单问题。
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●5.6摩擦小结
本节主要对第五章摩擦进行小结。
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第六章空间力系
本章主要讲解力在空间坐标轴上的投影、空间力对点之矩、力对轴之矩及空间力偶的概念及性质,在此基础上重点讲解空间汇交力系、空间力偶系、空间任意力系、空间平行力系平衡方程及应用。
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●6.1空间力的投影与分解
本节主要介绍空间力沿坐标轴的投影和分解的方法。
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●6.2力对点的矩和力对轴的矩
本节主要讲解空间力对点的矩概念、矢量表达式和解析表达式及讲解空间力对轴的矩概念、性质、解析表达式以及力对点的矩与力对轴的矩的关系。
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●6.3空间任意力系的简化·主矢和主距
本节主要讲解力偶矩矢的概念、性质及空间力偶的等效条件;介绍依据力线平移将空间任意力系向空间内任一点简化的简化结果及讨论分析;讲解空间约束的特征、空间任意力系的平衡方程及其应用。
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●6.4重心
介绍平行力系中心的概念及计算公式;介绍物体重心的概念及坐标位置计算公式;介绍利用积分法求解均质物体的重心位置;介绍利用简单图形重心位置求解组合图形的重心位置;介绍利用悬挂法和称重法确定非均质或不规则物体的重心位置。
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●6.5空间力系小结
本节主要对第六章空间力系进行小结。
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第七章材料力学绪论
本章主要讲解材料力学的任务、变形固体的连续性、均匀性和各向同性等基本假设;在此基础上讲解外力、内力、应力、变形、应变等概念以及内力求解的截面法和杆件变形的基本形式。
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●7.1材料力学的任务、变形固体的基本假设、杆件变形的基本形式
本节主要讲材料力学的任务、研究对象、变形固体的基本假设、杆件变形的基本形式。
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●7.2 内力、截面法、应力
本节主要讲:外力、内力、截面法、应力、应变的概念。
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●7.3材料力学绪论小结
本节主要对第七章材料力学概念进行小结。
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第八章轴向拉伸和压缩
本章主要讲解轴向拉伸与压缩的内力、应力和变形的计算;低碳钢和铸铁拉伸、压缩过程中的变形曲线和破坏特征;轴向拉伸与压缩的强度和刚度计算。
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●8.1轴向拉伸和压缩的概念
本节主要介绍轴向拉伸和轴向压缩的概念、轴力的概念、轴力图的画法。
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●8.2轴向拉伸和轴向压缩时横截面上的应力
本节在讲解截面法计算轴向拉伸和轴向压缩时轴力的基础上,重点讲解轴向拉伸和轴向压缩时横截面上的正应力和斜截面上的应力计算方法。
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●8.3轴向拉伸和轴向压缩时变形
本节主要讲解轴向拉伸和轴向压缩时的轴向变形、横向变形及位移的计算方法、节点位移的计算方法。
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●8.4材料的力学性能
本节主要讲解以低碳钢为代表的塑性材料和以铸铁为代表的脆性材料在分别承受轴向拉伸和轴向压缩变形时的力学特征。
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●8.5轴向拉伸和轴向压缩时的强度计算
本节主要讲解极限应力、许用应力和安全系数的概念及轴向拉伸和轴向压缩杆件的强度条件及应用。
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●8.6超静定问题和应力集中
本节主要介绍温度应力、装配应力、应力集中等概念,在此基础中重点讲解轴向拉伸和轴向压缩超静定问题的求解。
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●8.7低碳钢和铸铁的拉伸实验
讲解低碳钢和铸铁拉伸实验的原理、方法、步骤、注意事项。
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●8.8低碳钢和铸铁的压缩实验
讲解低碳钢和铸铁压缩实验的原理、方法、步骤、注意事项。
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●8.9轴向拉伸和压缩小结
本节主要对第八章轴向拉伸和压缩进行小结。
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第九章 剪切和挤压
本章在讲解剪切和挤压的概念;重点讲解剪切和挤压内力和应力的计算。
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●9.1剪切和挤压的实用计算
本节主要介绍剪切的概念、分类及切应变的概念和表示方法;介绍工程中常用的连接键中的剪切问题的实用计算方法和强度条件;介绍工程中常见的挤压问题的概念;介绍工程中常用的挤压问题的实用计算方法和强度条件。
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●9.2剪切和挤压小结
本节主要对第九章剪切和挤压进行小结。
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第十章平面图形的几何性质
本章主要讲解平面图形中静矩、矩心、惯性矩、惯性半径、惯性积、主惯性轴的概念及计算方法。
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●10.1平面图形的几何性质1
本节主要讲解平面图形的静矩和形心的概念、性质和计算方法;平面图形的惯性矩和惯性半径的概念、性质和计算方法;平面图形的惯性积的概念、性质和计算方法。
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●10.2平面图形的几何性质2
本节主要讲解平面图形相对于两平行轴之间的惯性矩和惯性积的平行移轴公式和介绍主惯性轴、主惯性矩、形心主惯性轴、形心主惯性矩的基础上,重点讲解计算形心主惯性矩的转轴公式。
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●10.3平面图形的几何性质小结
本节主要对第十章平面图形的几何性质进行小结。
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第十一章扭转
本章主要在讲解扭转的概念、外力偶矩的计算、扭矩计算和扭矩图绘制等基础上;重点讲解薄壁圆筒和圆周扭转时的应力和变形计算及扭转杆件的强度和刚度计算。
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●11.1圆轴扭转的概念 扭矩图
本节在介绍扭转的概念、外力偶矩的计算方法的基础上,重点讲解扭转时的内力——扭矩的计算方法、符号规定及扭矩图的绘制。
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●11.2纯剪切和切应力互等定理
本节主要讲解薄壁圆筒扭转时的切应力计算方法、纯剪切的概念、剪切胡克定律和切应力互等定理。
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●11.3圆轴扭转时横截面上的应力
本节主要讲解圆轴扭转时横截面上切应力计算公式的推导过程及切应力强度条件。
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●11.4圆轴扭转时的变形
本节主要讲解圆轴扭转时两横截面间的相对扭转角的计算方法及刚度条件。
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●11.5扭转小结
本节主要对第十一章扭转进行小结。
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第十二章弯曲内力
本章在讲解弯曲变形的概念、弯曲梁的简化模型、剪力和弯矩的定义的基础上,重点讲解根据剪力方程和弯矩方程、载荷集度与弯矩剪力微分关系、叠加原理三种方法绘制梁的剪力图和弯矩图。
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●12.1平面弯曲的概念和梁的计算简图
本节在介绍平面弯曲和梁的简化、载荷的简化及梁的分类。
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●12.2弯曲时横截面上的内力——剪力和弯矩
本节主要介绍弯曲梁横截面上的两种内力——剪力与弯矩的概念、符号规定和计算方法。
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●12.3剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图
本节重点讲解利用截面方法计算梁任意截面的剪力和弯矩,以及利用剪力方程和弯矩方程绘制梁的剪力图和弯矩图。
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●12.4载荷集度、剪力和弯矩间的关系
本节在讲解弯曲梁载荷集度、剪力和弯矩之间的微分关系的基础上,重点讲解利用该微分关系及相应的性质绘制梁的剪力图和弯矩图。
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●12.5弯曲内力小结
本章主要对第十二章弯曲内力进行小结。
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第十三章弯曲应力及弯曲强度计算
本章在讲解纯弯曲、中性层、中性轴、对称面、横截面对称轴的概念基础上,重点讲解纯弯曲梁的弯曲正应力的公式推导方法及弯曲正应力强度计算、弯曲切应力的推导和计算方法、掌握提高弯曲强度的措施。
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●13.1纯弯曲梁横截面上的正应力
本节在介绍纯弯曲、横力弯曲、平面假设、单向受力假设等概念的基础上,重点讲解纯弯曲梁横截面上正应力公式的推导过程和适用条件。
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●13.2横力弯曲梁横截面上的正应力
本节主要讲解将纯弯曲正应力公式推广至横力弯曲,并进行应用举例。
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●13.3弯曲切应力
本节重点讲解横力弯曲时矩形截面梁横截面上切应力的计算公式,并推广至工字型、圆形等截面。
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●13.4弯曲梁的强度计算
本节重点讲解梁的强度条件及应用该条件解决的弯曲梁的三类问题。
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●13.5提高梁弯曲强度的措施
本节主要从梁的受力、截面形状等方面介绍提高梁的强度条件的措施。
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●13.6矩形截面梁的纯弯曲实验
讲解矩形截面梁纯弯曲正应力测定实验的原理、方法、步骤、注意事项。
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●13.7弯曲应力及弯曲强度计算小结
本节主要对第十三章弯曲应力及弯曲强度计算进行小结。
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第十四章梁的弯曲变形及其刚度计算
本章在讲解挠度、转角、挠曲线的概念和挠曲线微分方程的基础上,重点讲解利用积分法和叠加法求解梁的弯曲变形、梁的刚度计算和提高刚度的措施。
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●14.1工程中的弯曲变形问题
本节在介绍工程中的弯曲变形实例的基础上,重点讲解描述弯曲变形的两个力学量——挠度和转角的概念、符号规定和表示方法。
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●14.2挠曲线的近似微分方程
本节着重讲解挠曲线微分方程的推导过程及边界条件。
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●14.3 用积分法求梁的挠度和转角
本节主要讲解利用对挠曲线微分方程的积分计算梁的挠度和转角。
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●14.4用叠加法求挠度和转角
本节主要介绍依据简单梁在简单载荷作用下的变形结果,采用叠加原理计算梁的挠度和转角。
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●14.5简单超静梁
本节在介绍多余约束、多余约束力、相当系统等概念的基础上,重点讲解简单的超静定梁的求解方法。
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●14.6梁的弯曲刚度和提高弯曲刚度的措施
本节在讲解梁的刚度条件和应用的基础上,介绍了提高梁刚度相应措施。
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●14.7梁的弯曲变形及其刚度计算小结
本节主要对第十四章梁的弯曲变形及其刚度计算进行小结。
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第十五章应力状态分析及强度理论
本章主要在讲解应力单元体、主应力单元体、主应力、主平面、单向(二向、三向)应力状态等概念的基础上,重点讲解二向应力状态分析的解析法和图解法、应力应变间的广义胡克定律以及复杂应力状态的强度理论。
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●15.1应力状态概述
本节主要介绍了一点应力状态的概念和研究应力状态的意义。
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●15.2应力状态的研究方法及分类
本节主要讲解应力状态的研究方法、主应力和主平面的概念、及应力状态的分类。
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●15.3平面应力状态分析——解析法
本节主要讲解用解析的方法求解平面应力状态下斜截面的应力、主应力、主平面、最大切应力等。
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●15.4平面应力状态分析——图解法
本节主要讲解用莫尔圆法求解平面应力状态下斜截面的应力、主应力、主平面、最大切应力等。
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●15.5三向应力状态分析
本节主要讲解用莫尔圆法求解三向应力状态下主应力、主平面、最大切应力等。
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●15.6广义胡克定律
本节主要讲解二向和三向应力状态下应力与应变间的物理关系。
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●15.7强度理论
本节在介绍应变能密度的基础上,重点讲解复杂应力状态下的四个强度理论。
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●15.8应力状态分析及强度理论小结
本节主要对第十五章应力状态分析及强度理论进行小结。
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第十六章组合变形
本章主要讲解拉(压)弯、弯扭及拉(压)弯扭等不同形式的组合变形的强度条件和应用。
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●16.1组合变形与力的独立作用原理
本节主要介绍组合变形的概念、分类及叠加原理。
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●16.2拉伸(压缩)与弯曲组合变形的强度计算
本节主要讲解拉伸(压缩)与弯曲组合变形的应力计算及强度条件。
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●16.3弯曲与扭转组合变形的强度计算
本节主要讲解转与弯曲组合变形的应力计算及强度条件。
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●16.4薄壁圆筒的弯扭组合实验
讲解薄壁圆筒弯扭组合实验的原理、方法、步骤、注意事项。
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●16.5组合变形小结
本节主要对第十六章组合变形进行小结。
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第十七章压杆稳定
本章在讲解稳定性、压杆稳定的概念的基础上,重点讲解两端铰支细长压杆的临界压力的推导、不同约束条件下的临界压力及适用条件、压杆的稳定条件和应用计算。
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●17.1压杆稳定的概念
本节主要介绍稳定性、压杆稳定的概念及压杆失稳的工程实例。
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●17.2细长压杆的临界力
本节主要讲解计算两端铰支细长压杆临界压力的欧拉公式的推导过程及不同杆端支承条件的细长压杆临界压力的普遍公式。
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●17.3临界应力及临界应力总图
本节在引入临界压力、柔度等概念的基础上,重点讲解不同柔度压杆临界压力的计算公式及临界应力分布规律。
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●17.4压杆的稳定计算
本节在重点讲解压杆的稳定性条件及工程应用的基础及介绍提高压杆稳定性的方法。
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●17.5压杆稳定小结
本节主要对第十七章压杆稳定进行小结。
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第十八章交变应力
本章在主要介绍交变应力、循环特征,应力幅、持久极限,持久极限、疲劳寿命等基本概念,的基础上,主要讲解构件在交变应力作用下的破坏特征及提高疲劳强度的措施。
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●18.1交变应力与疲劳失效
本节主要讲交变应力的概念和疲劳失效的特征。
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●18.2交变应力的特征描述与持久极限
本节主要讲解交变应力的特征描述、分类及持久极限的概念。
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●18.3持久极限的影响因素对称循环的疲劳强度计算
本节主要讲解影响持久极限的因素、对称循环的疲劳强度计算、提高疲劳极限的措施和应用举例。
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●18.4交变应力小结
本节主要对第十八章交变应力进行小结。
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第十九章动荷应力
本章在介绍动载荷的概念和分类的基础上,重点讲解作匀加速直线运动或匀速转动及受冲击时杆件的应力和位移计算。
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●19.1动荷应力
本节在介绍动载荷的概念和分类的基础上。重点讲解构件作匀加速直线运动和匀速转动时横截面上的动应力的计算方法。
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●19.2构件受冲击时的应力和变形
本节在介绍受冲击杆件计算的基本假设的基础上,重点讲解自由落体冲击和水平冲击问题的强度和刚度条件及应用。
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●19.3动荷应力小结
本节主要对第十九章动荷应力进行小结。