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出版者:

作者:张振宇

出品人:

页数:240

译者:

出版时间:2003-8-1

价格:21.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787030119254

丛书系列:

图书标签:

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现代工程力学导论：理论、分析与实践 图书名称： 现代工程力学导论：理论、分析与实践 图书简介： 本书旨在为工科及相关专业学生提供一个全面、深入且注重实践的工程力学基础知识体系。工程力学作为一切工程设计和分析的基石，其重要性不言而喻。本书立足于经典力学原理，但更强调现代工程领域对力学分析的最新需求和应用方法。全书内容组织严谨，逻辑清晰，从最基本的概念出发，逐步深入到复杂的结构分析和动态响应预测。 第一部分：静力学基础与结构分析 本部分首先对工程力学进行宏观界定，阐述力、力矩、平衡的概念及其在二维和三维空间中的应用。重点讲解了约束类型、自由度以及如何构建和求解静力平衡方程。 刚体平衡原理： 详述了自由体图的绘制技巧，这是后续所有分析的起点。本书通过大量实际工程案例（如桁架、框架结构）来展示如何精确判断内部作用力和外部反力。 结构体系分析： 深入探讨了桁架、梁和刚架的分析方法。针对桁架，系统介绍了结点法和截面法，并加入了“虚功原理”在静定结构分析中的初步应用，为后续的变形计算打下基础。对于梁和刚架，重点讲解了内力（剪力、弯矩）的绘制方法，并引入了荷载-内力微分关系，强调了连续体力学概念的引入。 摩擦力学： 专门设立章节讨论静摩擦和动摩擦的实际应用，包括楔块、皮带传动中的摩擦计算。内容不仅限于理论公式，更融入了设计中必须考虑的“安全系数”与摩擦角概念。 第二部分：运动学与动力学基础 本部分将读者从静止状态带入运动世界，重点关注物体运动规律及其原因。 运动学分析： 从质点运动的描述入手，详细区分了绝对运动、相对运动的概念。运动学部分着重于瞬时速度和加速度的几何表示，特别强化了曲线运动中加速度的法向（向心）和切向分量的物理意义。对于刚体运动，系统阐述了平面刚体的瞬心法、速度/加速度的相对关系，以及三维刚体转动的欧拉角表示法在导航和机器人学中的应用基础。 动力学（牛顿-欧拉方程）： 基于牛顿第二定律，本书详细推导了质点和质点系（包括刚体）的动力学微分方程。在刚体动力学部分，本书首次引入了惯性主轴的概念，并结合转动惯量张量，为研究高速旋转和陀螺效应奠定了数学基础。 功、能与动量原理： 这是从矢量分析转向标量分析的关键。本书不仅介绍了动能、势能的概念，更侧重于在复杂系统（如弹性系统、非保守力作用系统）中应用动能定理和系统机械能守恒，以简化复杂问题的求解过程。冲量与动量原理则被应用于碰撞、冲击和受迫振动问题的瞬态分析中。 第三部分：材料力学与结构响应（现代应用导向） 本部分是本书的特色所在，将基础力学原理提升至现代工程设计所需的强度、刚度和稳定性分析层面。 应力与应变分析： 引入了应力状态的张量描述，从一维拉伸过渡到二维和三维的应力状态分析。重点讲解了莫尔圆（Mohr's Circle）在平面应力分析中的应用，并详细解释了主应力和最大剪应力的物理意义及其在失效判据中的作用。 材料本构关系与失效理论： 本书深入探讨了线弹性材料的胡克定律，并介绍了各向异性材料（如复合材料）的广义胡克定律。关键部分在于对屈服准则（如冯·米塞斯准则）的详细解读，说明了它们如何指导安全设计。 梁的弯曲与扭转： 结合材料力学，本章详述了梁的挠度和应力计算，特别是复合材料梁的有效截面法。扭转部分侧重于非圆形截面的扭转问题（如引入圣维南理论的初步概念）。 结构稳定性分析： 专门讨论了欧拉屈曲理论，并讨论了在实际结构（如考虑初始缺陷和偏心荷载）中，如何应用名义屈曲荷载和安全储备的概念来评估结构的稳定性。 本书特色与教学方法： 1. 计算工具融合： 每一章的“实践应用”模块都探讨了如何利用现代计算工具（如有限元方法的基本思想介绍，而非高级编程）来验证解析解。 2. 案例驱动学习： 全书穿插了大量来自土木工程、机械工程、航空航天工程的真实案例，如桥梁吊装的受力分析、飞行器结构的热应力分析等。 3. 强调物理直觉： 尽管数学推导严谨，本书始终强调培养学生对力学现象的物理直觉，鼓励学生在求解复杂问题时，首先进行量级估计和方向判断。 本书内容全面覆盖了工程力学（静力学、运动学、动力学、材料力学）的核心知识，是培养未来工程师扎实理论功底的理想教材。它不仅教授“如何计算”，更教会学生“为何如此计算”，为后续的结构设计、振动控制、流体力学等高级课程做好充分准备。

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