工程力学（徐启圣） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

徐启圣 著

图书标签:

• 工程力学
• 力学
• 徐启圣
• 教材
• 大学教材
• 理工科
• 工程教育
• 基础课程
• 高等教育
• 经典教材

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560645414

版次：1

商品编码：12280272

包装：平装

开本：16

出版时间：2017-11-01

用纸：胶版纸

内容简介

本书属于合肥学院模块化教学改革的一项内容，主要包含静力学分析、平面图形的几何性质、拉压、剪切、扭转及弯曲变形的内力、强度、刚度分析，以及应力状态和强度理论、组合变形等内容。本书通过引入大量的工程构件，将四大基本变形相近的内容进行知识重构，同时按照工程模型—力学模型—数学模型—计算模型的思路组织教学，并且通过编程解决计算问题。

本书可作为普通高等工科院校本科机械、近机类及成人教育等院校的工程力学教材，同时也可作为相关工程技术人员的参考用书。

目录

绪论
0.1 生活中的力学
0.2 工程中的力学
0.2.1 工程背景
0.2.2 工程力学的内容
0.2.3 研究方法
0.3 工程力学能力的养成
0.3.1 树立工程团队意识
0.3.2 用数学建立力学模型
0.3.3 勇于尝试、积极应用
阅读材料——工程力学的昨天、今天和明天

第1章 静力学基础
1.1 静力学的基本概念
1.1.1 力
1.1.2 刚体
1.2 静力学公理和定理
1.2.1 二力平衡公理
1.2.2 加减平衡力系公理
1.2.3 力的平行四边形公理
1.2.4 作用和反作用公理
1.3 约束和约束力
1.3.1 柔性约束
1.3.2 光滑接触面约束
1.3.3 光滑圆柱铰链约束
1.3.4 辊轴支座
1.3.5 球铰链
1.3.6 固定端约束
1.3.7 轴承约束
1.4 力矩
1.4.1 力对点之平面矩
1.4.2 力对点之空间矩
1.4.3 力对轴之矩
1.4.4 合力矩定理
1.5 力偶与力偶矩矢
1.5.1 力偶
1.5.2 力偶矩矢
1.5.3 力偶等效定理
1.5.4 力偶矩矢的合成
1.6 物体受力及变形分析
1.6.1 三种常见载荷形式
1.6.2 物体的受力分析
1.6.3 变形固体的基本假设
1.6.4 四种基本变形
1.7 典型工程案例的编程解决
1.8 小组合作解决问题
习题

第2章 力系及其平衡
2.1 主矢·主矩
2.2 力系的简化
2.2.1 力线平移定理
2.2.2 平面力系的简化
2.2.3 空间力系的简化
2.3 力系的平衡
2.3.1 平面力系的平衡
2.3.2 空间力系的平衡
2.3.3 干摩擦的平衡
2.4 计算机编程求解平衡问题
2.5 小组合作解决工程问题
2.6 典型工程案例的编程解决
习题

第3章 平面图形的几何性质
3.1 静矩
3.2 形心
3.2.1 积分法
3.2.2 组合法
3.3 惯性矩·惯性积·惯性半径
3.3.1 惯性矩
3.3.2 惯性积
3.3.3 主惯性轴和主惯性矩，形心主惯性轴和形心主惯性矩
3.3.4 平行移轴公式
3.4 转轴公式
习题

第4章 工程常用构件的变形及其内力分析 83��
4.1 工程常用构件 85��
4.1.1 拉压杆 86��
4.1.2 剪切杆 86��
4.1.3 扭转轴 87��
4.1.4 弯曲梁 87��
4.1.5 拉弯组合杆 89��
4.1.6 偏心压弯杆 89��
4.1.7 弯扭组合杆 90��
4.1.8 连接件 91��
4.1.9 组合杆/多轴杆——曲杆·刚架·桁架��
4.2 内力的求解方法
4.3 拉压内力——轴力
4.3.1 轴力
4.3.2 轴力图
4.4 扭转内力——扭矩
4.4.1 外力偶矩
4.4.2 扭矩
4.4.3 扭矩图
4.5 弯曲内力
4.5.1 剪力·弯矩
4.5.2 剪力图·弯矩图
4.5.3 剪力、弯矩和载荷集度、集中载荷的微积分关系及应用
4.6 组合内力——静定曲杆·刚架·桁架内力
4.6.1 曲杆内力
4.6.2 静定平面刚架内力
4.6.3 静定桁架内力
4.7 典型工程案例的编程解决
4.7.1 基本原理
4.7.2 Matlab编程计算弯曲内力的原理
4.8 小组合作解决工程问题
习题

第5章 工程常用杆件的强度分析
5.1 拉压应力及强度设计
5.1.1 材料在拉伸时的力学性能
5.1.2 材料在压缩时的力学性能
5.1.3 许用应力及安全系数
5.1.4 横截面应力
5.1.5 斜截面应力
5.1.6 圣维南原理·应力集中
5.1.7 强度条件及其应用
5.2 剪切、挤压及其实用计算
5.2.1 剪切及其实用计算
5.2.2 挤压及其实用计算
5.3 扭转切应力及强度设计
5.3.1 纯剪切·切应力互等
5.3.2 剪切胡克定律
5.3.3 扭转的切应力公式
5.3.4 应力集中
5.4 弯曲正应力及强度设计
5.4.1 纯弯曲正应力
5.4.2 细长梁弯曲正应力
5.4.3 纯弯曲正应力强度设计
5.5 弯曲切应力及强度设计
5.5.1 矩形截面梁弯曲切应力
5.5.2 工字截面梁弯曲切应力
5.5.3 圆形截面梁弯曲切应力
5.5.4 横力弯曲时梁的强度条件及应用
5.6 提高梁强度的措施
5.7 典型工程案例的编程解决
5.8 小组合作解决工程问题
习题

第6章 轴和梁的刚度设计/分析
6.1 轴向拉压杆的刚度设计
6.1.1 轴向变形与胡克定律
6.1.2 横向变形与泊松比
6.1.3 位移
6.2 扭转刚度设计
6.3 弯曲变形
6.3.1 弯曲变形的基本参数
6.3.2 用积分法求弯曲变形
6.3.3 求弯曲变形的叠加法
6.3.4 弯曲刚度
6.3.5 刚度的合理设计
6.3.6 提高弯曲刚度的措施
6.4 典型工程案例的编程解决
6.5 小组合作解决工程问题
习题

第7章 应力状态和强度理论
7.1 基本概念
7.1.1 一点处的应力状态
7.1.2 一点处应力状态的表示方法
7.1.3 一般应力状态下强度条件的建立方法
7.2 平面应力状态下的应力分析
7.2.1 解析法
7.2.2 几何法——应力圆法
7.3 空间应力状态下的应力分析
7.3.1 任意截面上的应力
7.3.2 最大切应力及其方位
7.4 广义胡克定律
7.4.1 广义胡克定律概述
7.4.2 总应变能密度
7.5 强度理论
7.5.1 第一强度理论——最大拉应力准则
7.5.2 第二强度理论——最大拉应变准则
7.5.3 第三强度理论——最大切应力准则
7.5.4 第四强度理论——畸变能密度准则
7.5.5 四种强度理论的适用范围
7.6 典型工程案例的编程解决
7.7 小组合作解决工程问题
习题

第8章 组合变形
8.1 组合变形概述
8.2 斜弯曲
8.3 拉伸（压缩）和弯曲的组合变形
8.3.1 轴向荷载与横向荷载同时作用
8.3.2 偏心加载
8.4 弯曲和扭转的组合变形
8.5 典型工程案例的编程解决
8.6 小组合作解决工程问题
习题

第9章 压杆稳定 284��
9.1 压杆稳定的概念 284��
9.2 压杆的临界荷载欧拉公式 286��
9.2.1 两端铰支细长压杆的临界载荷 286��
9.2.2 其他约束下细长压杆的临界载荷��
9.3 欧拉公式的适用范围、经验公式与临界应力总图
9.4 压杆的稳定性校核
9.5 提高压杆承载能力的措施
习题

第10章 能量法
10.1 概述
10.2 杆件的应变能计算
10.3 互等定理
10.4 莫尔积分及图乘法
习题

第11章 超静定结构
11.1 超静定系统概述
11.2 用力法解超静定结构
11.3 对称及反对称性质的利用
11.4 连续梁及三弯矩方程
习题

第12章 交变应力与疲劳强度
12.1 交变应力与疲劳失效
12.1.1 交变应力
12.1.2 疲劳
12.2 疲劳极限及其影响因素
12.2.1 疲劳极限
12.2.2 影响疲劳极限的因素
12.3.3 提高构件疲劳强度的措施
12.3 构件的疲劳强度计算
习题
附录 常用型钢规格表

前言/序言

国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)在高等教育方面做出重要规划，其中一项内容为“教师要把教学作为首要任务，不断提高教育教学水平；加强实验室、校内外实习基地、课程教材等教学基本建设，深化教学改革”。可见，加强课程教材的建设是提高高等教育质量的一个重要方面。

目前，工科工程力学类的教材几乎都是沿用前苏联的力学体系，虽然该体系完整、经典，但教材的形式、内容、方法在几十年内几乎没有什么变化，已经难以适应现代工程力学的需要，尤其对于应用型本科高校，更需要侧重于学生解决实际问题能力的培养，特别在计算能力及分析能力方面。

2014年合肥学院模块化教学改革获得了国家级教学成果一等奖，也是安徽省高等教育的重大突破。工程力学这个模块，作为机械设计制造及其自动化和材料成型及控制工程专业的模块化培养方案的一个专业基础模块，其教学效果直接关系到后续模块的教学，有着重要的作用。因此，从工程需要的能力出发，对工程力学进行了模块化教学改革，其思路如下图：

为此，通过模块化改革，变知识输出为能力输出，针对原来的静力学和材料力学课程，本书通过知识重构进行了以下改革：

(1) 针对研究对象，引入工程常用构件，包含综合使用的构件，如组合变形杆、连接件、曲杆、刚架及桁架，使学生知道学之所用及如何应用，为学生建立工程模型的概念，以培养学生力学方面的兴趣，增强学习的目的性和目标性。

(2) 在内容方面，从横向比较到纵向深入，将拉压、剪切、扭转及弯曲四大基本变形相近的内容如内力、应力、变形进行重组， 先横向比较，再纵向深入，形成单独的三章，即“工程常用构件的变形及其内力分析”、“工程常用杆件的强度分析”、“轴和梁的刚度设计分析”，便于学生通过横向比较，增强学习能力，同时加上实际工程案例进行力学模型、数学模型、算法模型的分析、解决，有助于加深学生从力学现象到力学本质的认识，并体会到相应知识的应用。

(3) 在教法、学法方面，以学生为本，以解决工程问题为目的，将问题式、讨论式、自主式等教学模式融入教材，突破“老师先讲、学生后学练”的传统式做法。通过工程或生活问题引导， 激发学生的兴趣，形成“学生团队先学—教师精讲—学生再学—教师辅导”的循环递进模式， 以培养学生的自主学习能力，锻炼合作交流能力。

(4) 在工程图形的处理方面，改变当前的平面式、简化式做法，实行三维式、实景式处理；摒弃简化的平面图模型，以实际三维模型为基础，强化真实感。

(5) 在计算方面，改变传统的手算，通过Matlab编程，实现求解过程程式化，将学生从大量繁琐的计算中解放出来，既培养了学生的学习能力，又提高了学生的逻辑思维能力，并且提高了计算准确度和速度，为进行复杂的工程计算打下了基础。

总之，本书以学生为本，从研究对象、内容、教学模式、工程问题的处理以及计算手段方面，进行了一些新的尝试，强化培养学生自主学习的能力及解决工程问题的能力。

参加本书编写的人员有：上海电力学院的纪冬梅（第1章、第2章、第3章），合肥学院的徐启圣（第4章、第5章、第6章），三联学院的王艳梅（第7章、第8章），上海电力学院的袁斌霞（第9章、第10章），上海电力学院的李敏（第11章、第12章）。同时，许泽银教授、赵茂俞教授、张远斌教授、谭敏教授对本书的编写提出了许多宝贵建议，管正华、张哲等同学参与了部分例题、习题的绘图及相关资料的收集，在此均表示感谢。

由于时间、能力所限，书中难免存在不足之处，请读者不吝指正。

编 者

2017年7月于合肥

好的，以下是一部关于结构动力学与抗震设计的专业技术书籍的详细简介，旨在全面阐述其内容深度与广度，且不提及您提供的《工程力学（徐启圣）》一书的任何信息。 --- 结构动力学与抗震设计：理论基础、分析方法与工程应用 作者： [此处可假设作者名，例如：李鸿飞，张文杰] 出版社： [此处可假设出版社名，例如：高等教育出版社/机械工业出版社] ISBN： [此处可假设ISBN] 定价： [此处可假设定价] 内容提要 本书是一部面向土木工程、结构工程、机械工程及相关领域高年级本科生、研究生以及工程技术人员的专业教材与参考手册。它系统、深入地阐述了结构在动态荷载作用下的响应机理、分析方法，以及基于现代抗震理论的结构抗震设计原则和具体技术。全书内容涵盖了从基本的振动理论到复杂非线性动力分析，再到实际工程中的隔震、消能减震等前沿技术的全面覆盖。 本书的显著特点是理论的严谨性与工程实践的紧密结合。作者在梳理经典理论的同时，融入了大量的工程实例、规范要求和最新的研究成果，旨在培养读者独立分析复杂动力问题和进行可靠抗震设计的能力。 --- 第一部分：结构动力学基础理论 本部分是全书的理论基石，为后续的抗震分析奠定坚实的基础。 第一章 振动的基本概念与单自由度系统分析 本章详细界定了结构动力学的基本术语，如自由振动、强迫振动、阻尼等。重点分析了单自由度系统（SDOF）在不同激励下的响应： 1. 无阻尼自由振动： 固有频率和周期、振型概念的初步引入。 2. 有阻尼自由振动： 粘性阻尼的数学模型，欠阻尼、临界阻尼和过阻尼状态的物理意义及响应求解。 3. 单自由度系统的强迫振动： 瞬态响应和稳态响应的求解，特别是周期性荷载下的共振现象及其控制。 4. 脉冲荷载与地震动输入： 冲击响应谱和地震反应谱的基本概念，为后续引入多自由度系统做好铺垫。 第二章 多自由度系统的振动分析 将理论扩展到更符合实际工程的系统，着重于模态分析： 1. 自由度体系的建立： 基于牛顿第二定律和能量原理（虚功原理）建立运动微分方程，包括刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵的推导。 2. 特征值问题求解： 求解系统的固有频率和振型（特征向量），系统运动的解耦。 3. 模态分析： 利用正交性原理进行模态叠加法，将复杂的运动转化为一系列独立的单自由度系统响应之和。 4. 数值方法： 介绍中心差分法、新指数法等数值积分方法求解瞬态响应。 第三章 连续体系统的振动分析（梁、板和框架结构） 将离散系统理论推广至连续体，侧重于具有无限自由度系统的分析： 1. 一维弹性体的自由振动： 经典梁理论（欧拉-伯努利梁）的波动方程，边界条件的应用，求解固有频率和振型。 2. 有限元方法在动力学中的应用： 简述如何使用有限元方法对复杂结构进行离散化，构建全局的质量和刚度矩阵。 3. 连续体阻尼模型： 瑞利阻尼的构建及其在模态分析中的应用。 --- 第二部分：地震工程与抗震分析方法 本部分聚焦于特定动态荷载——地震动的作用，以及相应的分析与设计方法。 第四章 地震动的特性与结构反应谱 深入探讨地震动的随机性和确定性特征： 1. 地震动记录与合成： 实际地震波的记录、傅里叶变换与功率谱密度函数，人工地震波的生成。 2. 结构反应谱理论： 反应谱的定义、计算方法，以及设计反应谱的规范化处理。 3. 场地效应与土体结构相互作用（SSI）： 浅谈地基土对地震动放大的影响，以及SSI对结构整体响应的影响模型。 第五章 结构抗震分析的基本方法 介绍工程实践中常用的确定性动力分析方法： 1. 模态叠加反应谱法（SRM）： 基于特征值分析的经典方法，介绍峰值组合规则（如绝对值最大法、平方和平方根法 SRSS、CCSQ 法）。 2. 时程分析法（Time History Analysis）： 利用实际或人工地震波记录，进行精确的数值积分求解，包括： 线弹性时程分析： 评估结构在多遇地震下的性能。 非线性时程分析： 引入滞回模型（如骨架曲线、包络、恢复力模型），模拟材料屈服和塑性变形，评估罕遇地震下的破坏模式。 第六章 结构抗震性能化设计概念 本书引入了先进的抗震设计理念： 1. 性能化设计（Performance-Based Design, PBD）： 明确界定不同地震水准下结构的预期性能目标（如“正常使用”、“人员安全”、“防止倒塌”）。 2. 基于性能的评估指标： 侧重于位移、层间变形角、屈服次数等实际指标的控制。 3. 结构的延性设计： 阐述延性在耗能抗震中的核心作用，以及如何通过构件细部构造确保延性。 --- 第三部分：先进抗震技术与工程应用 本部分详细介绍现代工程中用于提高结构抗震能力的主动与被动控制技术。 第七章 隔震技术（Seismic Isolation） 隔震技术通过延长结构自振周期，减小地震输入至上部结构的加速度： 1. 隔震原理与系统分类： 介绍隔震层设置的必要性，重点分析铅芯橡胶支座（LRB）、高阻尼橡胶支座（HDRB）和摩擦摆支座的工作机理。 2. 隔震结构的动力分析： 隔震层与上部结构的耦合振动分析，非线性隔震元件的建模。 3. 隔震设计的规范要求： 针对隔震结构特性的设计验算方法。 第八章 消能减震技术（Energy Dissipation Devices） 介绍通过在结构中设置耗能元件来有效吸收地震能量的方法： 1. 粘滞阻尼器： 线性与非线性粘滞阻尼器的模型、工作原理及其在提高结构阻尼比中的作用。 2. 金属屈服型阻尼器： 钢板屈服阻尼器的工作特性和滞回性能分析。 3. 屈曲约束支撑（Buckling Restrained Braces, BRB）： 详细分析BRB的性能优势、建模方法以及在框架结构中应用的时程分析。 第九章 案例分析与软件应用 通过实际工程案例展示动力分析和抗震设计的全流程： 1. 典型结构动力特性识别： 案例中如何通过试验或有限元方法确定结构的振型和频率。 2. 抗震设防与校核： 对比模态叠加法与时程分析的结果，讨论规范要求下的最终设计决策。 3. 主流结构动力分析软件的应用指导： 简要介绍使用通用有限元软件（如ABAQUS, SAP2000, ETABS等）进行高级非线性动力分析的操作流程和结果解读。 --- 总结 本书内容全面覆盖了从基础振动理论到前沿抗震技术，逻辑清晰，深度适中，是结构工程师和研究人员不可或缺的工具书。它不仅教授“如何计算”，更侧重于理解“为何如此设计”，以实现安全、经济且具有良好抗震性能的现代工程结构。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，这本书在概念的阐述和逻辑的构建上，做得实在太出色了！它不是简单地罗列知识点，而是将零散的力学知识点串联成一条条清晰的逻辑线索，让整个学科的脉络一目了然。作者仿佛是一位建筑师，为我们搭建了一个坚固且层次分明的知识框架。在讲解一个章节的时候，你会发现它总是先从一个总纲性的问题入手，然后层层剥开，深入到具体的概念和方法。最让我印象深刻的是，书中对“自由体图”的讲解，简直是教科书级别的！它通过大量的图示和不同类型的例子，详细展示了如何正确地画出自由体图，以及自由体图在分析问题中的关键作用。这一点对于初学者来说，至关重要，因为画错自由体图，后续的计算和分析几乎都会出错。这本书在这方面给予了我极大的信心，让我能够更准确、更自信地处理各种受力分析问题。此外，它在章节末尾设置的习题，难度梯度也很合理，从基础巩固到综合应用，能够帮助我全面检验对知识的掌握程度。

评分☆☆☆☆☆

我一直在寻找一本能够真正“读懂”而不是“背懂”的工程力学书，而《工程力学（徐启圣）》可以说是达到了我的期望。它在讲解过程中，始终保持着一种严谨的学术态度，同时又兼顾了读者的接受程度。作者在解释每一个定理或定律时，都会追溯其产生的历史背景和思想渊源，让我们不仅知其然，更知其所以然。这对我来说，非常有启发性。它让我明白，科学的进步不是凭空出现的，而是建立在前人的智慧和探索之上的。此外，书中对于一些经典力学问题的分析，提供了多种解题思路，鼓励读者从不同的角度去思考问题，培养独立解决问题的能力。这种教学理念，远胜于简单地提供标准答案。我感觉，通过阅读这本书，我不仅仅是在学习工程力学的知识，更是在学习一种科学的思维方式和探索精神。

评分☆☆☆☆☆

这本书的独特之处在于，它不仅仅是一本教材，更像是一位循循善诱的导师。我发现，作者在编写过程中，似乎非常注重培养读者的“工程思维”。它在讲解理论知识的同时，不忘穿插一些实际工程中的应用案例，让我们能够看到这些抽象的力学原理是如何在现实世界中发挥作用的。例如，在讲解材料力学部分时，它会联系到桥梁的受力分析、建筑物的抗震设计等，让我深刻体会到力学知识的实用性和重要性。这种结合理论与实践的方式，极大地激发了我学习的兴趣，也让我对工程力学这门学科有了更深刻的理解。我不再觉得这只是一堆枯燥的公式和计算，而是认识到它是解决工程难题、推动技术进步的基石。而且，书中对一些容易混淆的概念，比如应力与应变、刚体与变形体等，都做了非常细致的辨析，通过对比和类比，帮助我们区分和理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书对我来说，真是一场意外的惊喜！我本来只是抱着试试看的心态，想找一本相对入门级的工程力学教材，没想到《工程力学（徐启圣）》却给了我远超预期的学习体验。首先，它的语言风格非常清晰流畅，不像有些教材那样晦涩难懂，充满了专业术语的堆砌，读起来就像在听一位经验丰富的老师在娓娓道来。作者在讲解每一个概念时，都会循序渐进，从最基本的定义出发，逐步引入更复杂的理论和公式。我尤其喜欢它在引入新的概念时，会先给出一些直观的例子，帮助我们建立起感性的认识，然后再进行严谨的数学推导。这种“由浅入深，由易到难”的教学方式，让我这个初学者也能够轻松跟上，而不是一开始就被大量的公式和定理吓倒。而且，书中对于公式的推导过程，讲解得非常详尽，每一步都标注得清清楚楚，让我能够真正理解公式是如何得来的，而不是死记硬背。这对我来说，真的是太重要了！很多时候，我们学习工程力学，卡住的地方往往就在于对某个公式的理解不够透彻，而这本书恰恰解决了我的这个痛点。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我之前对工程力学一直存在一种畏难情绪，总觉得它是一个非常抽象且难以掌握的领域。但《工程力学（徐启圣）》的出现，彻底改变了我的看法。这本书的语言风格有一种神奇的魔力，能够化繁为简，将复杂的概念变得通俗易懂。它善于运用类比和比喻，将抽象的力学概念与我们日常生活中熟悉的现象联系起来，从而大大降低了学习门槛。例如，在解释惯性时，它可能会用到推着购物车前进的例子，让我们直观地感受到惯性的大小与质量的关系。这种“接地气”的讲解方式，让我不再感到力学知识遥不可及，而是充满了亲切感。而且，书中的插图和图表质量非常高，清晰、准确，有效地辅助了文字的讲解，让我能够更直观地理解其中的原理。我尤其喜欢它在讲解复杂受力情况时，提供的多角度、多剖面的示意图，这对于分析空间中的力系非常有帮助。