工程力學(第二版)/北京高等教育精品教材·普通高等教育“十二五”規劃教材

工程力學(第二版)/北京高等教育精品教材·普通高等教育“十二五”規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

楊慶生,崔蕓,龍連春 著
圖書標籤:
  • 工程力學
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  • 北京高等教育
  • 十二五規劃
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齣版社: 科學齣版社
ISBN:9787030409010
版次:1
商品編碼:11494467
包裝:平裝
叢書名: 北京高等教育精品教材普通高等教育"十二五"規劃教材
開本:16開
齣版時間:2014-06-01
用紙:膠版紙
頁數:332
字數:544000
正文語種:中文

具體描述

內容簡介

《工程力學(第二版)》是在參考國內外不同類型相關教材的基礎上編寫而成的。在保證
課程基本要求的前提下,重視知識發生的過程,注重對力學概念的理解,緊
密聯係工程實際,培養學生的工程意識與創新能力,提高學生綜閤分析和處
理問題的素質。
《工程力學(第二版)》包括靜力學、材料力學、運動學和動力學四部分,共有19章。

內頁插圖

目錄

目 錄
第二版前言 第一版前言

緒論1
第一篇靜力學
第1章 靜力學的基本知識和物體的受力 2. 4物體係統的平衡 36
分析 4 思考題 39
1.1 力學基本概念 4 習題 40
1. 2 靜力學基本原理 10 第3章空間力係 44
1. 3 約束和約束力及物體的受力分析 3.1空間匯交力係 44
12 3.2力對點的矩和力對軸的矩?? 47
思考題 20 3.3空間力偶係 50
習題 21 3.4空間任意力係的簡化 51
第2章 平麵力係 23 3.5空間力係的平衡方程 54
2. 1 平麵匯交力係 23 3. 6 重心 55
2. 2 平麵力偶係 28 思考題 59
2. 3 平麵任意力係 29 習題 59
第二篇 材料力學
第4章 材料力學的基本概念 61 5.2橫截麵上的應力與強度計算 75
4. 1 引言 61 5.3材料的力學性質 79
4. 2 材料的基本假定 62 5.4直杆拉伸和壓縮時的變形 85
4.3 杆件變形的基本形式 63 5.5簡單的拉壓靜不定問題 88
4.4 彈性杆件的內力與截麵法 64 思考題 91
4. 5 基本變形的內力及符號規定 66 習題 92
4. 6 應力與應變的概念 70 第6早圓軸扭轉 96
思考題 71 6.1圓軸扭轉的概念與扭矩圖?? 96
習題 72 6.2扭轉的基本理論 98
第S章 軸嚮拉伸和壓縮 74 6.3 圓軸扭轉時橫截麵上的應力與
5. 1 杆件軸嚮拉壓的概念與軸力圖 變形 100
74思考題 107 思考題 166
習題 108 習題 167
第7章 平麵彎麯 110 第 10章剪切與擠壓 170
7. 1 彎麯的概念 110 10.1剪切與擠壓的概念 170
7. 2 平麵彎麯時梁的內力 剪力 10.2剪切與擠壓的工程實用計算
和彎矩 111 170
7. 3 彎麯正應力和強度計算 116 10.3連接件的剪切與擠壓強度計算
7. 4 梁的位移分析與剛度計算 123 算例 172
7. 5 簡單的靜不定梁 131 思考題 175
7. 6 提高梁抗彎能力的措施 133 習題 175
思考題 138 第 11章壓杆穩定 177
習題 139 11.1壓杆穩定性的概念 177
第8章 應力狀態與強度理論 144 11.2細長壓杆的臨界載荷和歐拉
8. 1 引言 144 公式 179
8. 2 平麵應力狀態 145 11.3壓杆的分類和臨界應力總圖
8. 3 空間應力狀態與廣義鬍剋定律 181
148 11. 4提高壓杆穩定性的措施 185
8.4 強度理論的基本概念 152 思考題 186
8. 5 強度理論 153 習題 187
思考題 156 第 12章交變應力與疲勞強度 189
習題 157 12.1交變應力及其描述 189
第9章 組閤變形 159 12.2疲勞的概念與材料的疲勞極限
9. 1 組閤變形概述 159 191
9. 2 拉伸(壓縮)與彎麯的組閤 160 12.3影響疲勞極限的主要因素 193
9. 3 彎麯和扭轉組閤變形的強度 思考題 194
計算 164 習題 194
第三篇運 動學
第13章 點的運動分析 195 13.7點的加速度閤成法 208
13.1 運動學引言 195 思考題 210
13.2 點的運動分析 195 習題 212
13.3 平行移動剛體內各點的運動 第14章剛體的平麵運動 215
分析 201 14.1剛體平麵運動的運動方程 215
13.4 定軸轉動剛體內各點的運動 14.2求平麵圖形內各點速度的基
分析 202 點法 217
13.5 點的運動閤成法 205 14. 3求平麵圖形內各點速度的瞬
13.6 點的速度閤成法 206 心法 219 6.4圓軸扭轉的強度和剛度i慣 104
14.4平麵圖形內各點的加速度223 習題

思考題225
第四篇動力學
第15章質點動力學基礎230

15.1牛頓定律230

15.2質點運動微分方程232

15. 3質點動力學的兩類基本問題

233

思考題235

習題236

第16章動能定理238

16.1力的功238

16.2 功率242

16. 3剛體的轉動慣量243

16.4質點係和剛體的動能245

16.5質點的動能定理248

16.6質點係的動能定理249

16.7功率方程和機械效率251

16.8勢力場、勢能和機械能守恒

定律252

思考題254

習題255

第17章動量定理257

17. 1 動量257

17.2力的衝量259

附錄犃平麵圖形的幾何性質296

A-1靜矩和形心296

A-2慣性矩和慣性積296

A-3平行移軸公式298

思考題300
17.3動量定理260

17.4質心運動定理262

思考題267

習題267

第18章動量矩定理270

18.1 動量矩270

18.2動量矩定理271

18.3剛體繞定軸轉動的微分方程

272 18.4質點係相對於質心的動量矩

定理275

18.5 剛體平麵運動微分方程 275 18.6動力學普遍定理的綜閤應用

277

思考題280

習題281

第19章達朗貝爾原理285

19.1慣性力與達朗貝爾原理285

19.2慣性力係的簡化287

19.3動靜法的應用289

思考題292

習題292

習題301

附錄犅型鋼規格錶303

附錄犆部分習題答案314

參考文獻322

精彩書摘

緒 論
1.力學在工程技術和教育中的作用

力學是研究物體宏觀機械運動的學科,有人簡單地定義為“運動和力的科學”機械運動 錶示物體空間位置的改變,如物體的運動和變形、氣體和流體的流動等。自然界以及工程技術 過程中普遍包含機械運動。

力學是物理的一個分支。在力學中産生的概念,如力、功、能及動量等同樣也對物理和工 程的其他分支具有重大意義。力學所研究的問題決定瞭它在自然科學中的基礎地位。力學研 究的方法論具有普遍性,力學具有數學的抽象思維和物理的基於實驗的思維特點。力學中的 方法有一部分可以直接用於物理和工程的其他領域。

工程力學涉及工程中的各個領域,機械工程、材料加工及土木和交通工程均需利用力學所 提供的基礎知識。同時,工程力學自身的科學方法具有直接解決實際工程問題的能力。因此 從這個意義上說,工程力學具有技術科學的屬性。工程力學的問題及其原理和方法已經滲透 到所有的工程學科領域。

狹義工程力學的基本內容包括剛體靜力學和杆件變形體力學,擴展內容包括質點和剛體 的運動學、動力學。廣義工程力學還包括彈性力學、流體力學和有限元法。本書所指的工程力 學範圍限定在狹義工程力學的基本內容和擴展內容之內。

作為工科專業的重要專業基礎課,工程力學的基本概念、基本理論和基本方法,經過長期 的發展,已經成為相關工科專業必不可少的基礎知識。另外,工程力學不僅是一門理論基礎 課,同時還含有實驗課,通過實驗可以驗證理論,並鞏固所學的知識。因此,工程力學對學生來 說是培養創造性思維的獨特訓練和終身學習的基礎。

從本門課程在工科專業中的地位看,工程力學是培養學生工程意識的啓濛課程,本門課程 所具有的特殊的科學方法對培養學生的科學素質和處理工程問題的能力具有不可替代的作 用。從學生的知識體係看,工程力學前接高等數學、大學物理等重要基礎課,後續機械設計原 理、結構設計原理、材料設計原理等主要專業課程,起到瞭承上啓下、從基礎嚮專業轉換的關鍵 作用。從本門學科的發展規律看,力學學科已經在多個方麵取得重要的發展,包括研究對象的 擴大、研究方法的更新等各個方麵。這些新的知識既有在某些知識點上的完善和發展,也有以 全新知識體係形成的學科分支。

2.工程力學的任務

工程力學研究自然界及各種工程中機械運動的最普遍、最基本的規律,以指導人們認識自 然界,正確從事工程技術工作。工程力學研究兩大類問題:一是物體的運動,即作用在物體上 的力與運動之間的關係;二是物體的變形,即作用在物體上的力與變形之間的關係。這兩類問 題互相交叉、滲透和融閤,研究運動物體的變形時,必須首先分析運動;而研究某些運動(如振 動)問題時,也必須考慮變形。在本書限定的範圍內,工程力學具有四個方麵的任務。

(1)研究結構的受力狀態。一個能夠承擔一定外部載荷(外力)的係統稱為結構。組成結
構的元件稱為構件。一個結構中的各構件在工作狀態或者極限狀態時的受力情況,對於結構 的安全與否有直接的關係,也是結構設計者進行結構設計的基礎。對一個構件進行受力分析, 關鍵是建立結構所承受的外力與構件之間相互作用的關係,需要對結構的載荷、與外界的聯係 以及內部構件的相互聯係進行分類和簡化,需要建立受力分析與計算的基本方法和步驟。這 部分內容在第一篇中講述。

(2)研究工程構件的失效或破壞。工程構件的失效形式很多,工程力學主要研究三種失 效:強度失效,構件在外力作用下發生不可恢復的塑性變形或發生斷裂破壞;剛度失效,構件在 外力作用下産生過量的彈性變形;穩定失效,構件在外力作用下,其平衡形式突然轉變。工程 力學的任務之一就是正確分析各種構件的受力和變形,為工程結構的安全設計提供力學原理 的指導和方法。這部分內容在第二篇中講述。

(3)研究物體運動的幾何規律。在考慮物體在空間上隨著時間的運動時,一般將研究對 象看作質點或剛體,因為物體自身的變形對於宏觀運動來講,可以忽略不計。物體的運動規律 用空間坐標的時間函數錶示。這是第三篇運動學的內容。

(4)研究力與運動的關係。力是物體運動的驅動者。研究作用力與物體運動關係的科學 稱為動力學。動力學的基本方程是牛頓第二定律,但也可從能量原理角度研究動力學。動力 學一般有兩類問題:第一類是已知運動,求作用於物體的力;第二類是已知作用力,求物體的運 動。動力學的內容將在第四篇中講述。

3.工程力學的思維方法和學習方法

工程力學的目的是為工程結構的計算提供適當的方法。工程力學一般采用演繹的方法。 按照對自然界或實驗的觀察,由觀察的現象而建立概念,在物理上陳述物質運動的規律;但是 如果由已知的規律,利用理論分析,導齣一些推論,並據此對具體的機械係統(或力學係統)的 性能作齣預測,這就屬於工程力學的演繹法。它應嚮工程師提供完成設計任務所需的準則。 如果沒有一個完善的理論,就難以做到這一點。因而在工程力學中,理論具有突齣的重要意 義。每個理論必須從一定的基本定律(公理或原理)齣發,這就是力學區彆於數學之處。這些 基本定律其實錶達瞭經過韆百年艱苦的探索,通過歸納經驗所獲得的最終認識。當理論傢將 已知的事實綜閤起來並建立起假設時,他就離開瞭這個由經驗形成的並建立在經驗上的基石。 他將這些假設應用於一些尚未積纍經驗的領域。如果他能用演繹的方法對一些特殊情況作齣 一些專門的預測,而這些預測與現實沒有矛盾,那就可以說他的理論經受住瞭考驗。

工程力學的研究方法主要有理論解析法、模型實驗法、數值模擬法。

理論解析法:在工程力學發展的過程中,人們緻力於采用數學的公式或方程錶示一個力學 問題;然後求解這些方程,得到問題的解。由於這種方法要求精密的力學模型,因此在理論解 析方法中,進行瞭各種假設和簡化。這些經過簡化的力學模型不僅能夠很好地描述實際工程 問題的本質,而且形成瞭工程力學中的經典力學問題,成為檢驗新問題和新研究方法的標準。 例如,對於直杆的拉(壓)、扭轉和彎麯變形,分彆采用不同的假設和簡化模型,得到瞭不同的解 析公式。由解析方法得到的力學問題解答,一般稱為解析解或精確解。

模型實驗法:將實際工程結構按一定的比例做成實驗模型,並采用盡可能逼真的工作環 境,進行力學性能的實驗,是力學研究的重要方法。力學實驗不僅能夠提供力學問題的真實解 答,而且能夠檢驗其他研究方法的模型與解答的正確性。經過長期的積纍,有些工程力學實驗 已經發展成為標準的實驗,從試件、儀器、數據獲取等都有相應的規範。有些新的力學問題,必
須通過力學實驗纔能得到對力學本質的理解。但是由於力學實驗要耗費很大的人力、物力,有 時周期也比較長,因此對於新的力學實驗,需要精心設計。

數值模擬法:現代計算技術與計算機的應用為工程力學的研究提供瞭強有力的工具。數 值模擬法的實質是采用數值分析技術求解工程力學的基本方程,從而得到力學問題的數值解 答。數值模擬法的快速發展和成功應用,使得經典力學的研究狀況發生瞭很大的變化。不僅 極大地擴大瞭力學的研究範圍,而且更加逼近實際工程的細節。數值模擬方法已經成為工程 力學中解決復雜問題的首選方法。

力學是與數學同時發展起來的古老學科,力學的理論充分利用瞭數學的工具和描述方法, 以緻最後可看到的力學模型或解答是成套的方程或公式。從這些數學係統,專傢可以看到一 些通過直接經驗往往無從察覺到的因果關係。但是,數學的外衣也增加瞭力學初學者的睏難。 如果想成功地解決力學問題,就必須既按照物理學的又按照數學的思維方式進行。

學習工程力學要著重掌握其科學的思維方法,培養發現問題、分析問題和解決問題的綜閤 素質。在學習中,既要善於運用高等數學、普通物理學的基礎知識,也要盡可能地聯係工程和 生活實際,在實際中發現力學問題、細心體會力學原理。隻有這樣纔能學以緻用,真正體會工 程力學的實質和價值。

第一篇靜力學
第1章靜力學的基本知識和物體的受力分析

靜力學研究作用於物體上的力及其平衡的一般規律。平衡是指物體相對於慣性參考係處 於靜止或勻速直綫運動狀態。工程上一般把慣性參考係固定在地球上,研究物體相對於地球 的平衡問題。

靜力學研究以下三個問題:1物體的受力分析,即分析某個物體和周圍物體的相互聯係, 明確錶示該物體所受的每個力。2討論力係的簡化,即用一個簡單力係等效地替換一個復雜 力係。研究力係簡化的目的是明確力係總的作用效果,導齣力係的平衡條件,並為動力學提供 基礎。3建立力係的平衡條件。力係的平衡條件在工程中有著十分重要的意義,是設計結構、 構件和機械零件的靜力計算基礎。因此,靜力學在工程中有著廣泛的應用。

本章在復習物理學相關知識的基礎上,闡述工程力學的基本概念和理論,給齣約束、約束 力的概念和物體受力分析的方法。

1.1力學基本概念

1.1.1力的概念

力是物體之間的相互機械作用,這種作用使物體的運動狀態發生變化,以及使物體發生

變形。

由力的概念可知,物體受力後産生的效應有兩種:一種是物體的機械運動狀態發生變化, 稱為力的運動效應;另一種是物體的變形,稱為力的變形效應。

必須強調指齣,既然力是物體之間的相互機械作用,所以力不能脫離物體單獨存在,且每 談到一個力,必將有施力體和受力體。

力對物體的作用效果取決於以下三個因素。

(1)力的大小:錶示物體間相互機械作用的強弱,用運動狀態的變化情況或物體變形大小 來體現。采用國際單位製,力的單位為牛[頓](N)或韆牛[頓](kN)。

(2)力的方嚮:靜止質點受一個力作用,開始運動的方嚮即為力的方嚮。

(3)力的作用點:錶示物體相互作用的位置。實際上物體之間相互作用的位置不是一個 點,而是一定的麵積或體積。當力的作用區域和物體尺寸相比很小時,就可將作用區域抽象為 一點,即力的作用點。作用於一點的力稱為集中力。當物體之間的接觸區域較大時,就形成麵 分布力,如風壓力、水壓力等。當物體內每一點都受到力的作用時,就形成瞭體分布力,如重力 等。如果實際問題的結構和承載具有對稱性,則常將分布力簡化為綫分布力,單位長度分布力 的大小稱為載荷集度,用符號g錶示(單位為N/m)。如圖1-1中卡車輪胎對路麵的作用力可 簡化為集中力,路麵對橫梁的作用力則為分布力。
圖1-1集中力與分布力

在分析力的運動效應時,為瞭簡化問題,常將分布力進行等效替換,用一個力或幾個力來 代替其作用,如重力就用作用於重心的一個集中力來代替。但在分析力的變形效應時,不能將 分布力用一個力來代替。需要強調的是,在很多情況下,物體的自重引起的效應與其他力的效 應相比可以忽略不計,因此,如果不明確說明,一般不考慮自重。

力是矢量,按矢量的錶示方法錶示,有嚮綫段的長度錶示力的大小,箭頭錶示力的方嚮,有 嚮綫段所在的直綫稱為力的作用綫,有嚮綫段的起點或終點錶示力的作用點。圖1-2(A)和 (b)都錶示在物體的A點作用著力犉。
(A) (b)
圖1-2力的圖示法
1.1.2力係與平衡力係

力係是指作用於物體上的一群力。按各力作用綫所在的位置,力係可分為平麵力係和空 間力係。按各力作用綫的相互關係,力係又分為共綫力係、匯交力係、平行力係和任意力係。

如果作用在物體上的兩個力係作用效果相同,則這兩個力係互為等效力係,二者可以互相

替換。

如果一個力與一個力係等效,則該力稱為力係的閤力,力係中各個力稱為閤力的分力。已 知力係,求其閤力的過程稱為力係的閤成;已知一力,求其分力的過程稱為力的分解。

若使物體處於平衡狀態,作用在物體上的力係必須滿足一定的條件,這些條件稱為力 係的平衡條件。作用於物體上的力係,恰使物體處於平衡狀態,該力係稱為平衡力係,或稱 滿足平衡條件的力係為平衡力係。不同力係的平衡條件各有不同的特點。

1.1.3力的投影
力的運算應符閤矢量的運算法則。為將力的矢量運算轉化為代數運算,使力學的分析計 算既方便快捷又準確,可藉助於力在直角坐標軸上投影的概念。
力的投影:過力犉的起點A和終點B嚮狓軸作垂 綫,垂足分彆為垂足之間的距離為投影的大小,由犪 到心的指嚮與狓軸正嚮一緻,投影為正;反之,為負。如 圖1-3所示。

力犉在狓軸上的投影記為廠狓,則

犉狓=—FcosA

同理,力犉在^軸上的投影

Fy = FsinA

若把力沿直角坐標軸分解,可分解為兩個分力犉狓、 犉y,分力與投影之間的關係為

犉狓=犉狓i,Fy = Fy j

也就是,在直角坐標係中,投影的絕對值等於相應分力的大小,分力的方嚮與坐標軸正嚮 一緻時,投影為正;反之,為負。因此,力的解析錶達式為

F = Fxi+Fyj

顯然,已知力在直角坐標軸的投影F狓、Fy時,該力的大小與方嚮便可確定。

力的大小為 F= FTFf

力的方位 tAnA =犉 (A為力的作用綫和狓軸所夾的銳角)

F狓

力的指嚮由Fx、Fy的符號確定,如圖1-4所示。

在以後的力學分析和計算時,需要注意投影和分力的區 彆:投影是代數量,分力是矢量。

1.1.4剛體的概念
剛體是指在力的作用下,其內部任意兩點之間的距離始 終保持不變,或受力作用而不變形的物體。

剛體是一種理想化的力學模型。在力的作用下,實際物 體都會産生程度不同的變形。工程實際中的構件受力後的變 形一般都極其微小,對討論力的運動效應影響甚微,可以忽略 不計,故抽象為剛體,這樣可使問題的研究大為簡化。

引入剛體的概念是有條件的,在討論物體受力後的變形和破壞時,需要把物體視為變形體 而不能再抽象為剛體。

1.1.5力矩的概念

在一般情況下,力對物體的運動效應是使物體移動和轉動,力的移動效應取決於力的大小 和方嚮,而力對點的矩(簡稱力矩)是度量力對物體轉動效應的物理量。

以擰螺母為例,如圖1-5所示。在扳手的A點施加一力F,將使扳手和螺母一起繞0點 (實際上為過0點垂直於圖麵的直綫)轉動。由經驗可知,這種轉動效應,不僅與力的大小成 正比,而且與該力的作用綫到0點的距離d成正比。轉動中心0點稱為矩心,距離d稱為力
圖1-3力的投影
>1 r<:
F>0 F>0
0

F<0 F<0

圖1-4投影符號和力指嚮的關係

前言/序言


好的,這是一份關於《工程力學(第二版)/北京高等教育精品教材·普通高等教育“十二五”規劃教材》以外的其他工程力學類圖書的詳細簡介,字數控製在1500字左右,力求內容翔實、專業,避免齣現AI痕跡。 --- 工程力學前沿與應用:理論深化與實踐拓展 導言:跨越基礎,邁嚮高階應用 在現代工程科學的版圖中,工程力學作為研究物體平衡、運動、變形及強度、剛度的基礎理論,其重要性不言而喻。雖然經典的教材為我們奠定瞭堅實的牛頓力學基礎,但麵對日益復雜的工程挑戰——從超高精度製造到極端環境下的結構設計,對力學知識的深度挖掘與拓寬應用邊界的需求日益迫切。本係列叢書,旨在超越本科基礎教學的要求,聚焦於工程力學領域中那些更具挑戰性、更貼近前沿研究與復雜工程實踐的專題,為研究生、高級工程師及科研人員提供一套深入、係統且兼具創新性的學習與參考資料。 第一捲:高等材料力學與本構關係模型(Advanced Material Mechanics and Constitutive Modeling) 本捲專注於深入探討材料在復雜應力狀態下的行為規律,這是連接微觀結構與宏觀力學響應的關鍵橋梁。 第一章:應變梯度理論與尺寸效應 本章從經典的連續介質力學齣發,引入瞭對材料小尺度效應的考量。重點闡述瞭應變梯度理論(Strain Gradient Theory)的數學基礎,包括發展瞭包含高階應力場的控製方程。通過對錶麵效應、晶界影響在納米尺度構件中的顯式建模,詳細分析瞭材料在微米和納米尺度下的力學性能偏差,如脆性材料的韌化、金屬的硬化機製轉變等。內容涵蓋瞭Föppl-von Kármán方程在梯度理論中的修正形式及其有限元實現方法。 第二章:非綫性粘彈性與粘塑性理論 針對高分子材料、岩土工程以及高溫閤金的蠕變問題,本章係統梳理瞭經典粘彈性(如Kelvin-Voigt, Maxwell模型)的局限性。核心內容集中於基於內變量和演化方程的粘塑性本構關係,如經典的Perzyna模型、Bodner-Partom模型及其在應變率敏感材料中的應用。特彆討論瞭基於能量耗散率的不可逆過程熱力學框架,以及如何利用實驗數據(如拉伸、壓縮和剪切蠕變試驗)反演關鍵的粘滯係數和硬化參數。 第三章:智能材料與多場耦閤響應 本捲特彆關注那些響應於電、磁、熱等外部激勵的智能材料,如壓電材料、磁彈性材料和形狀記憶閤金(SMA)。首先,基於熱力學非平衡態理論,構建瞭電-力、磁-力耦閤的本構方程組。詳細剖析瞭SMA的相變驅動機製(如應力誘導馬氏體轉變),並引入瞭Tanaka或Ratchetting模型來描述其大滯迴特性。對於壓電材料,重點闡述瞭Love波和Rayleigh波在復閤結構中的傳播特性,以及如何通過本構關係實現功能梯度壓電陶瓷的建模。 第二捲:計算力學的前沿方法與高效求解(Frontiers in Computational Mechanics and Efficient Solvers) 本捲聚焦於解決大規模、非綫性、多物理場耦閤問題的數值計算技術。 第一章:無網格法與擴展有限元法(XFEM) 針對材料中的顯著不連續性問題,本章係統介紹瞭無網格拉格朗日法(MLS)和核點法(Kernel Point Method)在復雜斷裂力學中的應用。重點闡述瞭擴展有限元法(XFEM)如何通過引入特殊的提升函數(Enrichment Functions)來精確捕捉裂紋尖端奇異場和界麵脫粘,無需對網格進行重新劃分。通過詳細的數值算例,對比瞭XFEM在模擬混閤型斷裂和動態裂紋擴展中的優勢。 第二章:高性能計算與並行化算法 針對超大型結構分析和大規模粒子係統(如離散元法DEM)的計算瓶頸,本章探討瞭麵嚮GPU/CPU異構架構的並行算法設計。詳細介紹瞭迭代求解器(如GMRES, BiCGSTAB)的預處理技術,特彆是代數多重網格法(AMG)在求解大型稀疏綫性係統中的效率優化。對於顯式動力學,著重分析瞭基於時間步的並行分解策略和域分解技術在提高仿真速度上的應用。 第三章:不確定性量化與可靠性分析 在現代工程中,材料參數、載荷條件和幾何模型的內在不確定性是無法迴避的。本章引入瞭隨機有限元法(S-FEM)和基於Polynomial Chaos Expansion (PCE) 的方法來處理這些不確定性。詳細解釋瞭如何通過拉丁超立方采樣(LHS)生成輸入樣本,並構建輸入參數與輸齣響應之間的概率代理模型,從而高效地進行結構可靠性指標(如$P_f$)的評估,並指導結構優化設計。 第三捲:非綫性結構動力學與穩定性分析(Nonlinear Structural Dynamics and Stability Analysis) 本捲深入探討瞭結構在高載荷或大變形下的復雜響應,側重於振動控製與失穩預測。 第一章:幾何非綫性和接觸動力學 本章首先建立瞭描述大轉角的歐拉-伯努利梁和Kirchhoff-Love闆的幾何非綫性控製方程。在接觸力學部分,重點分析瞭多體係統中的非光滑接觸問題,包括庫侖摩擦模型的數值處理,以及如何利用懲罰法或增廣拉格朗日法在有限元框架內處理不等式約束。通過對高速碰撞和衝擊問題的瞬態分析,展示瞭材料和幾何非綫性共同作用下的能量耗散路徑。 第二章:隨機振動與生命周期響應 針對結構長期服役中麵臨的隨機環境激勵(如風緻激勵、地震動),本章係統闡述瞭隨機振動理論。內容涵蓋瞭功率譜密度(PSD)的建立、頻域分析(FFT)與時域模擬的結閤。重點介紹瞭基於White Noise或Brounian Motion的隨機過程模型,以及如何應用Lyapunov指數來評估係統在長期隨機激勵下的指數穩定性。 第三章:屈麯、迴彈與後屈麯行為 本章聚焦於結構的臨界載荷與承載能力極限。詳細分析瞭薄殼結構和復雜桁架在軸嚮或側嚮載荷下的特徵值屈麯分析,並引入瞭更精確的非綫性幾何理論(如Koiter理論)來處理後屈麯的非綫性路徑。此外,對於材料非綫性(如彈塑性屈麯),討論瞭弧長法(Arc-Length Method)在追蹤載荷-位移路徑上的應用,以及如何通過實驗驗證來確定結構的極限承載力。 --- 總結: 本係列叢書的設計理念在於“深度與廣度並重,理論與實踐結閤”。它不再滿足於“求齣平衡方程”的階段,而是深入到如何建立更精確的本構模型、如何利用先進計算工具求解復雜的耦閤問題、以及如何準確預測結構在極端條件下的動態響應和失效機製。每一捲都力求提供最新的理論進展和可操作的工程案例,幫助讀者構建起一座從微觀材料行為到宏觀復雜係統響應的堅實橋梁。

用戶評價

評分

這本書的內容深度和廣度都讓我印象深刻。它不僅僅是一本教材,更像是一本可以反復研讀的工具書。作者在闡述理論時,邏輯清晰,層次分明,能夠幫助讀者建立起完整的知識體係。我在學習的過程中,經常會翻閱其中的插圖和圖錶,它們對於理解復雜的概念起到瞭至關重要的作用。而且,書中提供的解題方法多種多樣,不僅僅局限於一種思路,這對於培養我的解題靈活性非常有幫助。我尤其喜歡書中關於材料力學部分的講解,它詳細地介紹瞭各種材料的力學性能以及受力分析方法,對於我後續的專業課程學習至關重要。雖然這本書需要花費一定的時間去消化,但其所帶來的知識收獲是巨大的。它讓我對工程力學有瞭更深刻的認識,也為我的學習和未來的職業生涯打下瞭堅實的基礎。

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這本書簡直是為我量身定做的!作為一名工程專業的學生,我一直在尋找一本既能係統講解工程力學知識,又能真正幫助我理解其內在邏輯的書籍。《工程力學》這本書在這一點上做得非常齣色。作者的講解深入淺齣,即使是初學者也能很快跟上節奏。我特彆欣賞書中對每一個概念的細緻剖析,以及豐富的例題和習題。這些例題涵蓋瞭各種實際工程場景,讓我能夠清晰地看到理論是如何應用於實踐的。習題的設計也很有層次感,從基礎題到拔高題,能夠有效地鞏固和提升我的解題能力。另外,書中還包含瞭一些與力學相關的曆史發展和科學傢介紹,這讓學習過程不再枯燥,反而充滿趣味性。我強烈推薦這本書給所有正在學習工程力學或者對該領域感興趣的朋友們,它一定會成為你學習路上的得力助手。

評分

這本書的整體框架搭建得非常紮實,從最基礎的靜力學入手,層層遞進,直到深入到動力學和材料力學的部分。作者在講解概念時,非常注重邏輯的嚴謹性,很少齣現跳躍式的論述。舉例也非常貼切,能夠幫助讀者快速理解抽象的物理原理。我尤其喜歡書中對於受力分析的詳盡講解,提供瞭多種圖示和解題技巧,對於初學者來說,這無疑是福音。而且,每一章節的習題都設計得很有梯度,從簡單的概念鞏固到復雜的綜閤應用,能夠很好地檢驗和提升讀者的掌握程度。更值得一提的是,書中穿插的一些曆史背景和工程實例,讓原本枯燥的力學知識變得生動有趣,也讓我看到瞭力學在現實世界中的巨大價值,激發瞭我深入學習的興趣。雖然這本書的厚度不容小覷,但每一頁都充滿瞭價值,絕不是泛泛而談的學術堆砌,而是真正能夠幫助我建立起堅實工程力學基礎的寶藏。

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這本書給我最直觀的感受就是“專業”和“實用”。作者在編寫過程中,顯然投入瞭大量的精力和心血,力求將最前沿的工程力學知識以最易於讀者理解的方式呈現齣來。書中的理論講解非常紮實,而且邏輯嚴謹,沒有絲毫的含糊之處。我特彆喜歡書中對各種工程問題的分析,它們都緊密結閤瞭實際工程需求,讓我看到瞭力學知識在解決實際問題中的強大力量。而且,書中提供的例題和習題都非常有代錶性,能夠幫助我鞏固所學知識,提升解題能力。我個人覺得,這本書不僅僅適閤學生,也對從事相關行業的工程師非常有參考價值。它能夠幫助我們溫故知新,解決工作中遇到的實際問題。總而言之,這是一本值得推薦的、高質量的工程力學教材。

評分

拿到這本《工程力學》,首先就被其嚴謹的排版和清晰的圖示所吸引。書中的內容覆蓋麵相當廣,從最基礎的力的概念、力係的閤成與簡化,到更復雜的材料力學知識,都有涉及。作者在講解過程中,善於運用形象的比喻和直觀的圖解,讓那些原本抽象的物理概念變得易於理解。例如,在講解虛功原理時,書中就通過一個簡單的杠杆模型進行瞭生動演示,讓我茅塞頓開。另外,書中對各類工程案例的分析也十分到位,能夠將理論知識與實際工程問題緊密結閤,讓我看到力學知識的實際應用價值。我個人覺得,這本書最大的亮點在於其係統性和深度。它不僅僅是介紹知識點,更注重培養讀者的分析問題和解決問題的能力。對於想要打牢工程力學基礎,或者對相關領域有深入研究需求的讀者來說,這本書絕對是一本不可多得的參考資料。

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挺好。

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挺好。

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物流挺快 是正版 。。。。。。。。。。。。。。。

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精品教材~~~

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這本書不錯,就是快遞時有運費,煩人。

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很好

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看得頭大。。。看得頭大。。。看得頭大。。。看得頭大。。。看得頭大。。。很大很大

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挺好。

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