'5 Техническая механика: Теоретическая механика. Сопротивление материалов: Учеб. для машиностр. спец. техникумов/А. А. Эрдеди, Ю. А. Медведев, Н. А. Эрдеди.— 3-е изд., перераб. и доп.— М.: Высш. шк., 1991.— 304с.: ил. ISBN 5-06-000700-6
В учебнике изложены с применением высшей математики основы теоретической механики и сопротивления материалов, а также даны элементарные сведения из теории механизмов и машин. Приведены подробно решенные примеры.
Предисловие к третьему изданию
В учебнике изложены основы теоретической механики, сопротивления материалов, элементарные сведения из теории механизмов и машин (части I, II). Изложение ведется с применением высшей математики. Применяется только правая система координат и соответствующее ей правило знаков для моментов сил и пар.
Построение учебника исходит из подтвержденного многолетним опытом убеждения авторов, что в учебном курсе для техникумов следует идти от частного к общему. Такой путь дает возможность любому учащемуся глубоко усвоить мате-Л риал и делает процесс обучения более наглядным и доказа-^ тельным.
\ Третье издание книги приведено в соответствие с су-
|К шествующими стандартами, а буквенные обозначения фи-^ зических величин соответствуют Международному стандарту и рекомендации ИСО.
В целях усиления практической направленности изложения предметов третье издание учебника дополнено двумя параграфами: «Некоторые сведения о механизмах» и «Понятие о промышленных роботах».
Для интенсификации и активизации учебного процесса в книге помещены два приложения: «Домашние расчетно-графи-ческие задания по технической механике. Содержание, оформление и методика проведения» и «Программированные тренировочные карточки для подготовки к контрольным работам по технической механике».
Главы 1 —17 и теоретическая часть глав 19—24 написаны А. А. Эрдеди; главы 25, 26, примеры глав 19—24 — Ю. А. Медведевым; глава 18 и Приложение 1 —А. А. Эрдеди и Ю. А. Медведевым совместно; § 17.6, 17.7, Приложение 2 — Н. А-. Эрдеди.
Критические замечания и пожелания по содержанию книги авторы просят направлять в издательство «Высшая школа» по адресу: 101430, Москва, Неглинная ул., 29/14.
Авторы
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к третьему изданию ............................................................... 3
Часть I ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
Введение .............................................................................................................. 4
Раздел первый. Статика
Глава 1. Основные понятия и аксиомы статики............................................. 6
§ 1.1. Основные понятия статики............................................................ 6
§ 1.2. Основные аксиомы статики........................................................... 8
§ 1.3. Теорема о равновесии плоской системы трех непараллельных
сил ............................................................................................................... 12
§ 1.4. Разложение силы на две составляющие.................................... 12
§ 1.5. Связи и реакции связей. Принцип освобождаемости............. 14
§ 1.6. Распределенные нагрузки .............................................................. 17
§ 1.7. Принцип отвердевания .................................................................. 18
Глава!. Плоская система сходящихся сил .............................................. 18
§ 2.1. Геометрический способ определения равнодействующей плоской системы сходящихся сил................................................................ 18
§ 2.2. Геометрическое условие равновесия плоской системы сходящихся сил ................................................................................................... 20
§ 2.3. Проекции силы на оси координат ............................................ 21
§ 2.4. Аналитический способ определения равнодействующей плоской
системы сходящихся сил ......................................................................... 23
§ 2.5. Аналитические условия равновесия плоской системы сходящихся сил ................................................................................................... 24
Глава 3. Плоская система параллельных сил и момент силы.............. 25
§ 3.1. Сложение двух параллельных сил, направленных в одну
сторону ............................................................................................................... 25
§ 3.2. Сложение двух неравных антипараллельных сил ................... 26
§ 3.3. Момент силы относительно точки.............................................. 27
Глава 4. Плоская система пар сил.............................................................. 28
§4.1. Пара сил и момент пары............................................................ 28
§4.2. Основные свойства пары............................................................... 29
§ 4.3. Эквивалентные пары ..................................................................... 30
§4.4. Теорема о сложении пар.............................................................. 31
§4.5. Условие равновесия плоской системы пар................................ 32
§4.6. Опоры и опорные реакции балок............................................... 33
Г лав а 5. Плоская система произвольно расположенных сил................... 34
§ 5.1. Лемма о параллельном переносе силы...................................... 34
§ 5.2. Приведение плоской системы произвольно расположенных
сил к данному центру.............................................................................. 35
§ 5.3. Свойства главного вектора и главного момента.................... 37
§ 5.4. Различные случаи приведения плоской системы произвольно
расположенных сил .................................................................................. 39
§ 5.5. Аналитические условия равновесия плоской системы произвольно расположенных сил...................................................................... 39
Глава 6. Трение................................................................................................ 43
§ 6.1. Понятие о трении ......................................................................... 43
§ 6.2. Трение скольжения ........................................................................ 43
§ 6.3. Равновесие тела на наклонной плоскости................................. 47
§ 6.4. Трение качения ............................................................................... 50
§ 6.5. Устойчивость против опрокидывания ........................................ 52
Глава?. Пространственная система сил...................................................... 53
§ 7.1. Пространственная система сходящихся сил ............................. 53
§ 7.2. Проекция силы на ось в пространстве..................................... 54
§ 7.3. Разложение силы по трем осям координат.............................. 54
§ 7.4. Аналитический способ определения равнодействующей пространственной системы сходящихся сил................................................... 55
§ 7.5. Аналитические условия равновесия пространственной системы
сходящихся сил ......................................................................................... 56
§ 7.6. Момент силы относительно оси.................................................. 57
§ 7.7. Аналитические условия равновесия пространственной системы
произвольно расположенных сил............................................................ 58
§ 7.8. Теорема о моменте равнодействующей относительно оси
(теорема Вариньона) ................................................................................ 61
Глава 8. Центр тяжести ............................................................................... 62
§ 8.1. Центр параллельных сил............................................................... 62
§ 8.2. Определение положения центра тяжести.................................... 63
§ 8.3. Методы нахождения центра тяжести.......................................... 65
§ 8.4. Положение центра тяжести некоторых фигур.......................... 66
Раздел второй. КИНЕМАТИКА
Глава 9. Кинематика точки .........................................................................* 70
§ 9.1. Основные понятия кинематики и некоторые сведения из теории
относительности ......................................................................................... 70
§ 9.2. Основные определения теории механизмов и машин............. 72
§ 9.3. Способы задания движения точки............................................... 73
§ 9.4. Скорость точки .............................................................................. 75
§ 9.5. Ускорение точки в прямолинейном движении.......................... 78
§ 9.6. Ускорение точки в криволинейном движении.......................... 79
§9.7. Понятие о кривизне кривых линий............................................ 80
§ 9.8. Теорема о проекции ускорения на касательную и нормаль......... 81
§ 9.9. Виды движения точки в зависимости от ускорений.............. 84
§ 9.10. Формулы и графики равномерного движения точки............ 84
§ 9.11. Формулы и графики равнопеременного движения точки........... 86
§ 9.12. Теорема о проекции скорости на координатную ось.......... 88
§ 9.13. Теорема о проекции ускорения на координатную ось........ 90
301
Глава 10. Простейшие движения твердого тела......................................... 92
§ 10.1. Поступательное движение ........................................................... 92
§ 10.2. Вращение вокруг неподвижной оси........................................... 94
§ 10.3. Различные виды вращательного движения............................... 97
§ 10.4. Сравнение формул кинематики для поступательного и вращательного движений .............................................................................. 100
§ 10.5. Преобразование вращательных движений................................. 101
Глава 11. Сложное движение точки............................................................. 104
§ 11.1. Понятие о сложном движении точки....................................... 104
§ 11.2. Теорема о сложении скоростей.................................................. 105
Глава 12. Плоскопараллельнос движение твердого тела.......................... 107
§ 12.1. Понятие о плоскопараллельном движении.............................. 107
§ 12.2. Метод мгновенных центров скоростей..................................... 108
§ 12.3. Свойства мгновенного центра скоростей................................. 109
§ 12.4. Разложение плоскопараллельного движения на поступательное и вращательное ................................................................................. 111
Раздел третий. ДИНАМИКА
Глава 13. Основы динамики материальной точки..................................... 115
§ 13.1. Аксиомы динамики. Основное уравнение................................. 115
§ 13.2. Принцип независимости действия сил. Дифференциальные
уравнения движения материальной точки............................................. 117
§ 13.3. Движение материальной точки, брошенной под углом к
горизонту .................................................................................................... 121
Глава 14. Основы кинетостатики.................................................................. 124
§ 14.1. Метод кинетостатики.................................................................... 124
§ 14.2. Силы инерции в криволинейном движении............................. 126
Глава 15. Работа и мощность....................................................................... 130
§ 15.1. Работа постоянной силы на прямолинейном участке пути........ 130
§ 15.2. Работа переменной силы на криволинейном участке пути......... 131
§ 15.3. Теорема о работе равнодействующей....................................... 132
§ 15.4. Теорема о работе силы тяжести............................................... 133
§ 15.5. Работа постоянной силы, приложенной к вращающемуся
телу .............................................................................................................. 134
§ 15.6. Мощность ...................................................................................... 135
§ 15.7. Коэффициент полезного действия ............................................ 136
Глава 16. Общие теоремы динамики материальной точки....................... 138
§ 16.1. Теорема об изменении количества движения.......................... 138
§ 16.2. Теорема об изменении кинетической энергии......................... 139
§ 16.3. Закон сохранения механической энергии.................................. 143
Глава 17. Основы динамики системы материальных точек.................... 145
§ 17.1. Уравнение поступательного движения твердого тела............ 145
§ 17.2. Уравнение вращательного движения твердого тела.............. 146
§ 17.3. Кинетическая энергия твердого тела......................................... 150
§ 17.4. Сравнение формул динамики для поступательного и вращательного движений твердого тела.......................................................... 151
§ 17.5. Понятие о балансировке вращающихся тел............................ 154
§ 17.6. Некоторые сведения о механизмах........................................... 156
§ 17.7. Понятие о промышленных роботах.......................................... 161
СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ
Глава 18. Основные положения..................................................................... 163
§ 18.1. Исходные понятия ....................................................................... 163
§ 18.2. Основные гипотезы и допущения.............................................. 165
§ 18.3. Виды нагрузок и основных деформаций................................. 168
§ 18.4. Метод сечений. Напряжение........................................................ 169
Глава 19. Растяжение и сжатие.................................................................... 173
§ 19.1. Напряжения и деформации при растяжении и сжатии........ 173
§ 19.2. Закон Гука при растяжении и сжатии..................................... 177
§ 19.3. Поперечная деформация при растяжении и сжатии.............. 179
§ 19.4. Диаграмма растяжения низкоуглеродистой стали.................. 180
§ 19.5. Потенциальная энергия деформации при растяжении........... 184
§ 19.6. Расчетная формула при растяжении и сжатии....................... 185
§ 19.7. Растяжение под действием собственного веса........................ 187
§ 19.8. Статически неопределимые задачи............................................. 188
§ 19.9. Смятие ............................................................................................ 190
Глава 20. Сдвиг (срез).................................................................................... 192
§ 20.1. Напряжения при сдвиге............................................................... 192
§ 20.2. Расчетная формула при сдвиге.................................................. 193
§ 20.3. Деформация и закон Гука при сдвиге.................................... 195
§20.4. Закон парности касательных напряжений................................. 196
§ 20.5. Напряжения в наклонных сечениях при растяжении. Главные
напряжения ................................................................................................. 197
Глава 21. Геометрические характеристики плоских сечений.................... 200
§ 21.1. Статический момент площади.................................................... 200
§ 21.2. Полярный момент инерции......................................................... 201
§ 21.3. Осевой момент инерции............................................................... 202
§ 21.4. Момент инерции при параллельном перенесении осей........ 203
§ 21.5. Главные оси и главные моменты инерции............................. 204
Глава 22. Кручение ........................................................................................ 206
§22.1. Понятие о кручении круглого цилиндра................................. 206
§ 22.2. Эпюры крутящих моментов........................................................ 207
§ 22.3. Напряжения и деформации при кручении..............................._ 209
§ 22.4. Расчетные формулы на прочность и жесткость при кручении...." 212
§ 22.5. Потенциальная энергия деформации при кручении............... 214
§ 22.6. Расчет цилиндрических винтовых пружин................................ 214
Глава 23. Изгиб............................................................................................... 217
§ 23.1. Понятие о чистом изгибе прямого бруса............................... 217
§ 23.2. Изгибающий момент и поперечная сила................................. 218
§ 23.3. Дифференциальные зависимости при изгибе........................... 221
§ 23.4. Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов................ 222
§ 23.5. Нормальные напряжения при чистом изгибе......................... 227
§ 23.6. Расчетная формула на прочность при изгибе........................ 230
§ 23.7. Касательные напряжения при изгибе........................................ 234
§ 23.8. Упругая линия балки................................................................... 238
§ 23.9. Косой изгиб .................................................................................. 243
Глава 24. Сочетание основных деформаций................................................ 246
§ 24.1. Изгиб и растяжение или сжатие............................................... 246
§ 24.2. Гипотезы прочности .................................................................... 248
§ 24.3. Изгиб и кручение ........................................................................ 252
§ 24.4. Кручение и растяжение или сжатие.......................................... 254
Глава 25. Прочность при динамических нагрузках................................... 256
§25.1. Понятие об усталости материалов............................................ 256
§ 25.2. Изменение предела выносливости.............................................. 259
§25.3. Расчеты на усталость................................................................... 262
§ 25.4. Задачи динамики в сопротивлении материалов..................... 263
Глава 26. Устойчивость сжатых стержней.................................................. 267
§26.1. Понятие о продольном изгибе................................................... 267
§ 26.2. Формула Эйлера............................................................................ 269
§ 26.3. Расчеты на устойчивость ........................................................... 272
Приложение 1 .............................................................................................. 275
Приложение 2 .............................................................................................. 283
Цена: 150руб.
