第1章力繫的圖示與圖解基礎1

1.1概述1

1.2靜力學公理2

1.3力的表達方法3

1.4真力與虛力7

1.5力繫的表達方法9

1.6力繫平衡的圖解與解析示例13



第2章索多邊形法28

2.1概述28

2.2運用索多邊形法求合力34

2.3運用索多邊形結構對兩個以上力合成35

2.4非平衡的平面一般力繫的合力圖解方法37



第3章AutoCAD繪圖軟件簡介39

3.1AutoCAD用戶界面和設置繪圖環境39

3.2圖層、顏色、線型和線寬42

3.3基本圖形的繪制和精確定位點44

3.4基本編輯命令48

3.5AutoCAD尺寸標注53

3.6AutoCAD三維造型56

3.7三維編輯63



第4章物體受力分析69

4.1物體受力分析一般步驟69

4.2物體受力分析例題69

4.3物體受力分析習題74



第5章平面力繫86

5.1概述86

5.2平面力繫例題86

5.3平面力繫習題96



第6章空間力繫150

6.1概述150

6.2空間力繫例題150

6.3空間力繫習題157



第7章摩擦179

7.1概述179

7.2摩擦例題179

7.3摩擦習題187



參考文獻209



後記210

靜力學是機械類專業本科專業基礎課“工程力學”中的重要部分。圖解法和解析法都可以用來解靜力學問題，我們在學習中大多使用後者。在學習了另一門專業基礎課“工程圖學”中的“畫法幾何”部分之後，基於幾何作圖的圖解法拓展了靜力學問題的解決思路。圖解法具有直觀性強的優點，有利於培養幾何思維和空間思維的能力。在使用計算機圖形技術進行工程設計（CAD）、工程分析（CAE）的今天，這種回歸問題本質的思考方法，對機械類專業學生創新能力的培養具有不可替代的作用。CAD的使用大大提升了圖解法的精度和速度，使得圖解法具有了工程應用的實際意義。

理論力學（含靜力學）、工程制圖（含畫法幾何）和CAD技術（含計算機繪圖）是機械類專業的主干課。靜力學圖解與解析綜合運用這幾門課程的知識，針對學生機械設計基礎能力進行培養，本書有如下特點：

① 內容新。在體現目前國內外工程靜力學教學內容的基礎上，突破單一教學模式，以力學、幾何、計算機相結合的方式展開，有利於學生綜合能力的培養。

② 方法新。采用幾何學的方式，替換煩瑣、抽像的解析法；直觀明了，容易上手，既保留矢量法、解析法精度好的優點，又克服其直觀性差的缺點，在教學實踐中受到多數同學的歡迎。

③ 具有代表性。對經典教材《理論力學（Ⅰ）》（第8版，哈爾濱工業大學理論力學教研室編）和《工程矢量力學（靜力學）》［中文版，原書第3版，（美）費迪南德P.比爾等編］中的部分例題和習題做了解析法和圖解法解題的對照。學生在學習現有課程的同時，從不同的視角輔助學習，可以拓寬解題思路，提高解題能力，進而培養創新性思維。

④ 靈活的學習方式。讀者掃描書中的二維碼即可查看第1章～第3章的範例以及第4章～第7章每一道習題的圖解過程和答案，實現碎片化學習。

特別感謝上海交通大學何援軍教授對筆者的幫助和支持。還要感謝我的妻子蔡笑培和女兒林思源，她們整理了書中的所有圖片。

讀者對本書有任何建議和意見，以及有關本書內容的任何問題，都可發郵件至筆者郵箱ldj1953@163.com，在此深表感謝。



編著者

2020年10月