静力学图解与解析（林大钧）

《静力学图解与解析》来源于作者卓越班、实验班教学内容，在机械专业学生中具有推广价值。既应用了现代计算机图形技术，又能帮助学生从本质上思考工程问题，有利于提高机械专业学生基础创新能力。 《静力学图解与解析》选用经典力学教材《理论力学(Ⅰ)》（第8版，哈尔滨工业大学理论力学教研室编）和《工程矢量力学（静力学）》【中文版,原书第3版，（美）费迪南德 P. 比尔等编】中的部分例题和习题做了图解法、解析法、矢量法的解题分析，配解题视频，帮助学生进行课内学习和考研复习。

静力学是机械类专业本科专业基础课“工程力学”中的重要部分。图解法和解析法都可以用来解静力学问题，我们在学习中大多使用后者。在学习了另一门专业基础课“工程图学”中的“画法几何”部分之后，基于几何作图的图解法拓展了静力学问题的解决思路。图解法具有直观性强的优点，有利于培养几何思维和空间思维的能力。在使用计算机图形技术进行工程设计（CAD）、工程分析（CAE）的今天，这种回归问题本质的思考方法，对机械类专业学生创新能力的培养具有不可替代的作用。CAD的使用大大提升了图解法的精度和速度，使得图解法具有了工程应用的实际意义。
理论力学（含静力学）、工程制图（含画法几何）和CAD技术（含计算机绘图）是机械类专业的主干课。静力学图解与解析综合运用这几门课程的知识，针对学生机械设计基础能力进行培养，本书有如下特点：
① 内容新。在体现目前国内外工程静力学教学内容的基础上，突破单一教学模式，以力学、几何、计算机相结合的方式展开，有利于学生综合能力的培养。
② 方法新。采用几何学的方式，替换烦琐、抽象的解析法；直观明了，容易上手，既保留矢量法、解析法精度好的优点，又克服其直观性差的缺点，在教学实践中受到多数同学的欢迎。
③ 具有代表性。对经典教材《理论力学（Ⅰ）》（第8版，哈尔滨工业大学理论力学教研室编）和《工程矢量力学（静力学）》【中文版，原书第3版，（美）费迪南德P.比尔等编】中的部分例题和习题做了解析法和图解法解题的对照。学生在学习现有课程的同时，从不同的视角辅助学习，可以拓宽解题思路，提高解题能力，进而培养创新性思维。
④ 灵活的学习方式。读者扫描书中的二维码即可查看第1章～第3章的范例以及第4章～第7章每一道习题的图解过程和答案，实现碎片化学习。
特别感谢上海交通大学何援军教授对笔者的帮助和支持。还要感谢我的妻子蔡笑培和女儿林思源，她们整理了书中的所有图片。
读者对本书有任何建议和意见，以及有关本书内容的任何问题，都可发邮件至笔者邮箱ldj1953@163.com，在此深表感谢。

编著者
2020年10月

林大钧，华东理工大学教授，中国机械工程图学课程委员会副主任，面向卓越工程师班开设“实验工程制图”课程，讲授工程制图（机械类）、图学应用、计算机三维图形技术、计算机图形算法与应用等课程。指导本科生、研究生毕业设计/论文。主持上海市重点教学改革项目、上海市精品课程建设。

《静力学图解与解析》结合了机械类专业的工程力学、工程图学、计算机制图等多门专业主干课内容，重点介绍了用图解法求解静力学问题，同时对经典教材中的例题和习题提供了解析法、矢量法的求解方法。本书主要内容包括力系的图示与图解基础、索多边形法、物体受力分析、平面力系的图解与解析、空间力系的图解与解析、摩擦等力学问题的求解和计算机图形工具AutoCAD的简单介绍。本书既应用了现代计算机图形技术，又能帮助学生从本质上思考工程问题，有利于提高机械专业学生基础创新能力。本书配二维码解题视频，为自主学习提供多方位支持。
本书有利于培养工科专业学生综合应用所学理论知识和现代计算机技术解决工程问题的能力，可供机械、近机械类专业本科、研究生教学使用或参考。

第1章力系的图示与图解基础1
1.1概述1
1.2静力学公理2
1.3力的表达方法3
1.4真力与虚力7
1.5力系的表达方法9
1.6力系平衡的图解与解析示例13

第2章索多边形法28
2.1概述28
2.2运用索多边形法求合力34
2.3运用索多边形结构对两个以上力合成35
2.4非平衡的平面一般力系的合力图解方法37

第3章AutoCAD绘图软件简介39
3.1AutoCAD用户界面和设置绘图环境39
3.2图层、颜色、线型和线宽42
3.3基本图形的绘制和精确定位点44
3.4基本编辑命令48
3.5AutoCAD尺寸标注53
3.6AutoCAD三维造型56
3.7三维编辑63

第4章物体受力分析69
4.1物体受力分析一般步骤69
4.2物体受力分析例题69
4.3物体受力分析习题74

第5章平面力系86
5.1概述86
5.2平面力系例题86
5.3平面力系习题96

第6章空间力系150
6.1概述150
6.2空间力系例题150
6.3空间力系习题157

第7章摩擦179
7.1概述179
7.2摩擦例题179
7.3摩擦习题187

参考文献209

后记210