工程力学所包含的内容极其广泛，本书是针对轻工、化工、纺织、环境等专业而编写的基础教
材，讲述力学的基础理论和基本知识，为专业设备和机器的工程计算提供必要的理论基础。主要内容
包括：静力学基本概念、平面简单力系、平面任意力系、空间力系、材料力学的基本概念、拉伸与压
缩、剪切与扭转、弯曲内力与强度计算、弯曲变形与刚度计算、应力状态与强度理论、组合变形时杆
件的强度计算、压杆稳定、交变应力。
本书适用于普通高等院校轻工、化工、纺织、环境等专业少学时工程力学课程的教学。

为了更好地适应普通高等院校轻工、化工、纺织、环境等专业工程力学课程的教学
需要， 根据国家教委制定的工程力学课程基本要求， 在总结多年教学经验的基础上， 我
们编写了这本《工程力学》教材。
本书内容涵盖了“ 理论力学” 中的“ 静力学” 和“ 材料力学” 中的大部分内容，
适用于普通高等院校少学时工程力学课程的教学。
编者对工程力学课程的教学内容﹑课程体系进行了深入分析和研究， 尽可能吸收其
他教材的优点， 结合轻工﹑化工、纺织等专业特点， 力求做到基本概念、基本理论论述
严谨， 内容精炼。用有限的学时使学生既掌握最基本的经典内容， 又能了解工程力学在
工程中的应用。因此， 本书与以往同类教材相比， 在内容的深度上更适合普通高校的非
机械专业学生； 在内容安排﹑例题和习题的选取等方面， 工程概念有所加强， 引入了涉
及广泛领域的大量工程实例， 以及与工程有关的例题和习题。
本书由广西民族师范学院房慧任主编， 由昆明冶金高等专科学校刘聪和程涵任副主
编。具体分工如下： 房慧负责编写第１ 章 第８ 章； 刘聪负责编写第９ 章和第１０ 章；
程涵负责编写第１１ 章 第１３ 章。全书由房慧统稿。
本书在编写和出版的过程中， 得到了有关专家的大力支持和帮助， 编者谨向他们表
示诚挚的谢意。
读者在使用本书时若发现缺点和问题， 敬请批评指正。

绪论 ……………………………………… １
第一篇　静　力　学
第１ 章　 静力学基本概念 ……………… ４
　 § １－１　 力和刚体的概念 ………………… ４
　 § １－２　 静力学公理 ……………………… ５
　 § １－３　 约束与约束反力 ………………… ７
　 § １－４　 物体的受力分析和受力图 ……… １１
　 思考题 ………………………………… １４
　 习题 …………………………………… １４
第２ 章　 平面简单力系 ………………… １７
　§ ２－１　平面汇交力系的简化与平衡
的几何法 ……………………… １７
　§ ２－２　平面汇交力系的简化与平衡
的解析法 ……………………… １９
　 § ２－３　 平面力对点之矩 ………………… ２３
　 § ２－４　 平面力偶及其性质 ……………… ２５
　 § ２－５　 平面力偶系的简化与平衡条件 …… ２７
　 思考题 ………………………………… ２９
　 习题 …………………………………… ３０
第３ 章　 平面任意力系 ………………… ３４
　§ ３－１　平面任意力系向作用面内任
一点的简化……………………… ３５
　§ ３－２　平面任意力系的平衡条件与
平衡方程 ……………………… ３９
　§ ３－３　物系的平衡·静定与静不定
问题 …………………………… ４３
　 § ３－４　 静定平面桁架的内力计算 ……… ４６
　 思考题 ………………………………… ４９
　 习题 …………………………………… ５０
第４ 章　 空间力系 ……………………… ５４
　§ ４－１　空间力在直角坐标轴上的投影及
其沿直角坐标轴的分解 ………… ５４
　 § ４－２　 空间力对点之矩与力对轴之矩 …… ５５
　 § ４－３　 空间力偶 ……………………… ５７
　§ ４－４　空间任意力系向一点的简化与
平衡条件 ……………………… ５８
　 § ４－５　 空间平行力系的中心与重心……… ６２
　 思考题 ………………………………… ６５
　 习题 …………………………………… ６６
第二篇　材料力学
第５ 章　 材料力学的基本概念 ………… ７０
　 § ５－１　 材料力学的任务 ………………… ７０
　 § ５－２　 变形固体及其基本假设 ………… ７１
　§ ５－３　外力　内力　截面法　应力与
应变 …………………………… ７２
　 § ５－４　 杆件变形的基本形式 …………… ７６
　 思考题 ………………………………… ７７
２　　
第６ 章　 拉伸与压缩 …………………… ７８
　 § ６－１　 轴向拉伸与压缩的概念与实例 …… ７８
　§ ６－２　轴向拉伸与压缩时杆件横截面上
的内力与应力 …………………… ７９
　§ ６－３　材料在拉伸和压缩时的力学
性能 …………………………… ８１
　§ ６－４　轴向拉伸与压缩杆件的强度
条件及其应用 …………………… ８５
　§ ６－５　轴向拉伸与压缩杆件的变形
计算 …………………………… ８８
　 § ６－６　 简单拉、 压的静不定问题 ……… ８９
　 § ６－７　 应力集中的概念 ………………… ９３
　 思考题 ………………………………… ９４
　 习题 …………………………………… ９４
第７ 章　 剪切与扭转 …………………… ９８
　 § ７－１　 剪切和挤压的概念与实用计算 …… ９８
　 § ７－２　 扭转的概念与实例……………… １０２
　 § ７－３　 外力偶矩、 扭矩与扭矩图 ……… １０３
　 § ７－４　 纯剪切与剪切胡克定律 ………… １０５
　 § ７－５　 圆轴扭转时的应力与变形 ……… １０７
　 § ７－６　 圆轴扭转时的强度与刚度条件 … １１１
　 思考题 ………………………………… １１４
　 习题 …………………………………… １１５
第８ 章　 弯曲内力与强度计算 ……… １１９
　 § ８－１　 弯曲的概念和实例……………… １１９
　 § ８－２　 梁的内力－剪力与弯矩 ………… １２０
　 § ８－３　 剪力图和弯矩图 ……………… １２３
　§ ８－４　载荷集度、剪力和弯矩间的
关系…………………………… １２７
　 § ８－５　 纯弯曲时梁横截面上的正应力 … １３０
　§ ８－６　梁弯曲的正应力强度条件及其
应用…………………………… １３４
　 § ８－７　 弯曲剪应力 …………………… １３８
　 § ８－８　 提高梁的弯曲强度的措施 ……… １４１
　 思考题 ………………………………… １４６
　 习题 …………………………………… １４６
第９ 章　 弯曲变形与刚度计算 ……… １５１
　 § ９－１　 梁的挠度与转角 ……………… １５１
　 § ９－２　 挠曲线的微分方程……………… １５２
　 § ９－３　 用积分法求梁的变形…………… １５３
　 § ９－４　 用叠加法求梁的变形…………… １５７
　§ ９－５　梁的刚度校核提高梁的刚度的
主要措施 ……………………… １５８
　 § ９－６　 简单静不定梁的解法…………… １６０
　 思考题 ………………………………… １６３
　 习题 …………………………………… １６３
第１０ 章　 应力状态和强度理论 ……… １６５
　 § １０－１　 一点应力状态的概念 ………… １６５
　§ １０－２　复杂应力状态实例———圆筒形
薄壁容器的计算 ……………… １６６
　§ １０－３　平面应力状态分析———
解析法 ……………………… １６７
∗ § １０－４　平面应力状态分析的图解法———
应力圆 ……………………… １７３
　 § １０－５　 三向应力状态简介 …………… １７４
　 § １０－６　 广义胡克定律 ………………… １７５
　 § １０－７　 强度理论及其应用 …………… １７７
　 思考题 ………………………………… １８１
　 习题 …………………………………… １８２
第１１ 章　组合变形时杆件的强度
计算 ………………………… １８４
　 § １１－１　 组合变形的概念和实例 ……… １８４
　 § １１－２　 弯曲与拉伸 （压缩） 的组合…… １８５
　 § １１－３　 弯曲与扭转的组合 …………… １８９
　 思考题 ………………………………… １９２
　 习题 …………………………………… １９３
第１２ 章　 压杆稳定 …………………… １９５
　 § １２－１　 压杆稳定的概念 ……………… １９５
　３　
　 § １２－２　 两端铰支压杆的临界力 ……… １９６
　§ １２－３　其他支承条件下压杆的
临界力 ……………………… １９７
　§ １２－４　临界应力与柔度　临界应力
总图 ………………………… １９９
　 § １２－５　 压杆的稳定校核 ……………… ２０１
　 § １２－６　 提高压杆稳定性的措施 ……… ２０４
　 思考题 ………………………………… ２０５
　 习题 …………………………………… ２０６
第１３ 章　 交变应力 …………………… ２０８
　 § １３－１　 交变应力及疲劳破坏 ………… ２０８
　 § １３－２　 材料的持久极限及其测定……… ２１１
　 § １３－３　 影响持久极限 σ－１的因素 ……… ２１２
　§ １３－４　对称循环下构件的疲劳强度
校核 ………………………… ２１６
　 § １３－５　 提高构件疲劳强度的措施……… ２１７
　 思考题 ………………………………… ２１９
　 习题 …………………………………… ２１９
习题参考答案 ………………………… ２２１
参考文献 ……………………………… ２２７绪论 ……………………………………… １
第一篇　静　力　学
第１ 章　 静力学基本概念 ……………… ４
　 § １－１　 力和刚体的概念 ………………… ４
　 § １－２　 静力学公理 ……………………… ５
　 § １－３　 约束与约束反力 ………………… ７
　 § １－４　 物体的受力分析和受力图 ……… １１
　 思考题 ………………………………… １４
　 习题 …………………………………… １４
第２ 章　 平面简单力系 ………………… １７
　§ ２－１　平面汇交力系的简化与平衡
的几何法 ……………………… １７
　§ ２－２　平面汇交力系的简化与平衡
的解析法 ……………………… １９
　 § ２－３　 平面力对点之矩 ………………… ２３
　 § ２－４　 平面力偶及其性质 ……………… ２５
　 § ２－５　 平面力偶系的简化与平衡条件 …… ２７
　 思考题 ………………………………… ２９
　 习题 …………………………………… ３０
第３ 章　 平面任意力系 ………………… ３４
　§ ３－１　平面任意力系向作用面内任
一点的简化……………………… ３５
　§ ３－２　平面任意力系的平衡条件与
平衡方程 ……………………… ３９
　§ ３－３　物系的平衡·静定与静不定
问题 …………………………… ４３
　 § ３－４　 静定平面桁架的内力计算 ……… ４６
　 思考题 ………………………………… ４９
　 习题 …………………………………… ５０
第４ 章　 空间力系 ……………………… ５４
　§ ４－１　空间力在直角坐标轴上的投影及
其沿直角坐标轴的分解 ………… ５４
　 § ４－２　 空间力对点之矩与力对轴之矩 …… ５５
　 § ４－３　 空间力偶 ……………………… ５７
　§ ４－４　空间任意力系向一点的简化与
平衡条件 ……………………… ５８
　 § ４－５　 空间平行力系的中心与重心……… ６２
　 思考题 ………………………………… ６５
　 习题 …………………………………… ６６
第二篇　材料力学
第５ 章　 材料力学的基本概念 ………… ７０
　 § ５－１　 材料力学的任务 ………………… ７０
　 § ５－２　 变形固体及其基本假设 ………… ７１
　§ ５－３　外力　内力　截面法　应力与
应变 …………………………… ７２
　 § ５－４　 杆件变形的基本形式 …………… ７６
　 思考题 ………………………………… ７７
２　　
第６ 章　 拉伸与压缩 …………………… ７８
　 § ６－１　 轴向拉伸与压缩的概念与实例 …… ７８
　§ ６－２　轴向拉伸与压缩时杆件横截面上
的内力与应力 …………………… ７９
　§ ６－３　材料在拉伸和压缩时的力学
性能 …………………………… ８１
　§ ６－４　轴向拉伸与压缩杆件的强度
条件及其应用 …………………… ８５
　§ ６－５　轴向拉伸与压缩杆件的变形
计算 …………………………… ８８
　 § ６－６　 简单拉、 压的静不定问题 ……… ８９
　 § ６－７　 应力集中的概念 ………………… ９３
　 思考题 ………………………………… ９４
　 习题 …………………………………… ９４
第７ 章　 剪切与扭转 …………………… ９８
　 § ７－１　 剪切和挤压的概念与实用计算 …… ９８
　 § ７－２　 扭转的概念与实例……………… １０２
　 § ７－３　 外力偶矩、 扭矩与扭矩图 ……… １０３
　 § ７－４　 纯剪切与剪切胡克定律 ………… １０５
　 § ７－５　 圆轴扭转时的应力与变形 ……… １０７
　 § ７－６　 圆轴扭转时的强度与刚度条件 … １１１
　 思考题 ………………………………… １１４
　 习题 …………………………………… １１５
第８ 章　 弯曲内力与强度计算 ……… １１９
　 § ８－１　 弯曲的概念和实例……………… １１９
　 § ８－２　 梁的内力－剪力与弯矩 ………… １２０
　 § ８－３　 剪力图和弯矩图 ……………… １２３
　§ ８－４　载荷集度、剪力和弯矩间的
关系…………………………… １２７
　 § ８－５　 纯弯曲时梁横截面上的正应力 … １３０
　§ ８－６　梁弯曲的正应力强度条件及其
应用…………………………… １３４
　 § ８－７　 弯曲剪应力 …………………… １３８
　 § ８－８　 提高梁的弯曲强度的措施 ……… １４１
　 思考题 ………………………………… １４６
　 习题 …………………………………… １４６
第９ 章　 弯曲变形与刚度计算 ……… １５１
　 § ９－１　 梁的挠度与转角 ……………… １５１
　 § ９－２　 挠曲线的微分方程……………… １５２
　 § ９－３　 用积分法求梁的变形…………… １５３
　 § ９－４　 用叠加法求梁的变形…………… １５７
　§ ９－５　梁的刚度校核提高梁的刚度的
主要措施 ……………………… １５８
　 § ９－６　 简单静不定梁的解法…………… １６０
　 思考题 ………………………………… １６３
　 习题 …………………………………… １６３
第１０ 章　 应力状态和强度理论 ……… １６５
　 § １０－１　 一点应力状态的概念 ………… １６５
　§ １０－２　复杂应力状态实例———圆筒形
薄壁容器的计算 ……………… １６６
　§ １０－３　平面应力状态分析———
解析法 ……………………… １６７
∗ § １０－４　平面应力状态分析的图解法———
应力圆 ……………………… １７３
　 § １０－５　 三向应力状态简介 …………… １７４
　 § １０－６　 广义胡克定律 ………………… １７５
　 § １０－７　 强度理论及其应用 …………… １７７
　 思考题 ………………………………… １８１
　 习题 …………………………………… １８２
第１１ 章　组合变形时杆件的强度
计算 ………………………… １８４
　 § １１－１　 组合变形的概念和实例 ……… １８４
　 § １１－２　 弯曲与拉伸 （压缩） 的组合…… １８５
　 § １１－３　 弯曲与扭转的组合 …………… １８９
　 思考题 ………………………………… １９２
　 习题 …………………………………… １９３
第１２ 章　 压杆稳定 …………………… １９５
　 § １２－１　 压杆稳定的概念 ……………… １９５
　３　
　 § １２－２　 两端铰支压杆的临界力 ……… １９６
　§ １２－３　其他支承条件下压杆的
临界力 ……………………… １９７
　§ １２－４　临界应力与柔度　临界应力
总图 ………………………… １９９
　 § １２－５　 压杆的稳定校核 ……………… ２０１
　 § １２－６　 提高压杆稳定性的措施 ……… ２０４
　 思考题 ………………………………… ２０５
　 习题 …………………………………… ２０６
第１３ 章　 交变应力 …………………… ２０８
　 § １３－１　 交变应力及疲劳破坏 ………… ２０８
　 § １３－２　 材料的持久极限及其测定……… ２１１
　 § １３－３　 影响持久极限 σ－１的因素 ……… ２１２
　§ １３－４　对称循环下构件的疲劳强度
校核 ………………………… ２１６
　 § １３－５　 提高构件疲劳强度的措施……… ２１７
　 思考题 ………………………………… ２１９
　 习题 …………………………………… ２１９
习题参考答案 ………………………… ２２１
参考文献 ……………………………… ２２７

房慧，副教授，广西民族师范学院物理与电子工程学院副院长，从事工程力学教学工作多年。主持国家自然科学基金理论物理专项结题。曾获得广西自然科学基金(青年项目)资助、广西民族师范学院第三届优秀科研成果一等奖。