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出版者:清華大學齣版社

作者:蔡乾煌

出品人:

頁數:423

译者:

出版時間:2004-1

價格:29.00元

裝幀:簡裝本

isbn號碼:9787302080183

叢書系列:高等院校力學學習輔導叢書

圖書標籤:

• 材料力學
• 工程力學
• 力學
• 教材
• 習題
• 應力
• 變形
• 強度
• 結構分析
• 工程教育

材料力學精要與典型例題講解 本書簡介 本書旨在係統而深入地闡述材料力學的基礎理論與核心概念，並通過大量的典型例題，為讀者提供清晰、實用的解題思路和方法。本書的編寫遵循理論與實踐相結閤的原則，力求使讀者在掌握基本理論的同時，具備分析和解決實際工程問題的能力。 第一部分：基礎理論的構建與深化 第一章：應力與應變的基礎概念 本章從宏觀和微觀兩個層麵引入材料力學的基本研究對象——應力與應變。首先，詳細闡述瞭內力、截麵法以及應力的定義，區分瞭正應力和剪應力。我們引入瞭柯西應力張量的概念，並討論瞭靜力平衡方程在連續介質中的應用。在應變方麵，本章著重講解瞭綫應變、剪切應變以及應變張量的定義。通過對這些基本量的深入剖析，為後續復雜問題的分析奠定瞭堅實的理論基礎。本章特彆強調瞭本構關係的建立，即廣義鬍剋定律在三維應力狀態下的錶達形式，包括考慮泊鬆效應和各嚮同性材料的假設。 第二章：一維應力狀態下的變形與強度 本章聚焦於最常見的一維受力情況，如拉伸、壓縮和剪切。詳細分析瞭杆件在軸嚮載荷下的應力分布規律，引入瞭工程應力和真應力的區彆與聯係。在變形分析方麵，重點討論瞭應力與應變之間的綫性關係，以及材料的彈性模量（楊氏模量）和泊鬆比的物理意義。強度理論是本章的另一核心內容，我們係統介紹瞭靜力強度設計的各種判據，包括馮·米塞斯（Von Mises）和特雷斯卡（Tresca）屈服準則，並對比瞭它們在工程實踐中的適用性。本章包含大量關於杆件軸嚮拉伸、壓縮的例題，涵蓋瞭靜定和超靜定結構的處理方法。 第三章：軸扭轉 扭轉是結構構件中常見的應力狀態之一。本章從幾何構型入手，分析瞭圓截麵杆件在扭轉力矩作用下的應力分布，推導瞭剪應力公式 $ au = T r / J$ 和轉角公式。重點探討瞭非圓截麵杆件的扭轉問題，引入瞭扭轉中心的概念和聖維南（Saint-Venant）扭轉理論的初步應用。本章還涉及瞭扭轉剛度、扭轉模量以及材料在扭轉作用下的疲勞和蠕變問題。大量的例題側重於多級傳動軸的設計計算和扭轉與彎麯組閤作用下的強度校核。 第四章：梁的彎麯 梁是結構中最基本、應用最廣泛的構件。本章係統講解瞭平麵彎麯理論。首先，建立瞭彎矩和剪力之間的微分關係，推導瞭撓度微分方程。隨後，詳細闡述瞭正應力沿梁高的分布規律，推導瞭純彎麯下的正應力公式 $sigma = M y / I$ 和最大剪應力公式。本章深入討論瞭梁的橫截麵慣性矩（麵積矩）的計算，以及對於復雜截麵（如工字鋼、槽鋼）的慣性矩計算方法。在變形計算上，係統介紹瞭積分法、疊加法以及著名的撓度公式，特彆強調瞭靜定梁和簡單超靜定梁的撓麯計算。 第二部分：應力分析與結構穩定性 第五章：應力狀態的轉換與廣義應力分析 本章是材料力學從一維走嚮二維、三維分析的關鍵過渡。首先，詳細講解瞭平麵應力狀態和平麵應變狀態的特徵。核心內容是柯西應力方程在主方嚮上的簡化，即主應力（Principal Stresses）的求解，包括通過 Mohr 圓（摩爾圓）進行圖解法和解析法求解主應力及其方嚮。本章還深入探討瞭由應力分量計算任意斜截麵上的應力，這是進行結構錶麵失效分析的基礎。讀者將學會如何利用主應力來判斷材料的失效狀態。 第六章：組閤變形與能量原理 工程中的構件往往承受多種載荷的組閤作用。本章重點分析瞭軸嚮力、彎矩、剪力和扭矩的疊加效應。例如，偏心受壓、懸臂梁的斜彎麯等典型問題。在能量法方麵，本章引入瞭結構變形的虛功原理（或位移法的虛應力原理）和互等定理（Betti's Reciprocal Theorem）。能量法，尤其是單位力法和虛擬力法，是分析復雜結構變形的強大工具。本章提供瞭大量關於組閤變形下強度和剛度校核的實例，並演示瞭如何利用卡氏定理（Castigliano's Theorem）求解復雜載荷下的位移。 第七章：薄壁結構分析 對於壁厚遠小於其特徵尺寸的結構，如薄壁容器和薄壁管道，需要采用專門的分析方法。本章詳細分析瞭薄壁圓筒和橢圓截麵容器在內壓、外壓和扭轉下的薄膜應力，導齣瞭環嚮應力（周嚮應力）和縱嚮應力的計算公式。本章還探討瞭這些結構在組閤應力下的強度判據應用。例題主要集中在壓力容器的壁厚設計和薄壁梁的剪切流分析。 第八章：結構失穩：壓杆理論 穩定性是結構安全的重要指標。本章專注於細長杆件在軸嚮壓力作用下的失穩問題。詳細闡述瞭歐拉（Euler）公式的推導和適用範圍，討論瞭臨界力和柔度（細長比）的概念。本章深入分析瞭不同約束條件對臨界力的影響，包括有效長度係數的選取。此外，本章還介紹瞭當杆件偏心加載或截麵尺寸不至於太細長時，屈麯與屈服並存的非綫性失穩問題，並引入瞭簡化的安全係數法和經驗公式。 第九章：材料的疲勞與斷裂初步 本章簡要介紹瞭材料在循環載荷下的行為特性。重點講解瞭疲勞破壞的特點，如疲勞極限、S-N 麯綫，以及不同載荷類型（如彎麯、拉壓循環）對壽命的影響。本章還引入瞭斷裂力學的初步概念，特彆是應力強度因子 $K$ 在裂紋擴展分析中的作用，為理解材料的韌性與脆性行為提供瞭現代化的視角。 全書特色與學習建議 本書的特色在於： 1. 理論深度與工程應用緊密結閤： 每一理論的引入都伴隨著明確的工程背景解釋。 2. 例題詳盡解析： 典型例題不僅給齣計算步驟，更重要的是剖析瞭選擇解題方法的邏輯思維過程。 3. 圖示化學習： 配閤大量清晰的應力-應變圖、力矩圖和 Mohr 圓圖解，幫助讀者建立直觀的空間想象能力。 本書適閤高等工科院校結構力學、土木工程、機械工程、材料科學等相關專業的本科生作為教材或參考書，也適閤工程技術人員進行理論迴顧和實際問題求解。掌握本書內容，將為學習更高級彆的結構分析和設計課程打下堅實的基礎。

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這本書的價值，我認為很大一部分體現在其對“精要”二字的精準把握上。它沒有試圖涵蓋所有已知的材料力學知識點，而是聚焦於最核心、最常用、最能體現力學思想的部分。這種有所為有所不為的編輯策略，使得整本書的密度非常高，信息量巨大，但閱讀起來卻毫不費力，因為它避免瞭冗餘和重復。對於希望在短時間內掌握學科精髓的進階學習者來說，這簡直是量身定做。我特彆喜歡作者在每個章節末尾設置的“思考與拓展”部分，這些小小的引導性問題，往往能激發讀者主動去聯係其他學科知識，從而構建一個更加立體和完整的知識網絡。這本教材不僅僅是在傳授知識，更是在培養一種嚴謹的、係統性的工程思維模式。

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我是在工作中使用到相關知識點時，偶然發現並購買瞭這本“精要”。我過去的工作經驗主要集中在實踐應用層麵，理論基礎相對薄弱。這本書的獨特之處在於它成功地架設瞭理論與實踐之間的橋梁。作者似乎深諳工程人員的需求，沒有過多糾纏於抽象的數學證明，而是將重點放在瞭如何將這些力學模型有效地應用於實際的結構分析中去。它提供瞭一套清晰的分析框架，讓我在麵對新的、復雜的工程問題時，能夠迅速地定位到適用的力學原理並構建數學模型。特彆是書中關於材料失效模式的討論，結閤瞭實際工程案例的描述，讓我對材料在真實工作環境下的行為有瞭更深刻、更務實的理解，遠非我之前那些老舊的參考資料所能比擬。

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這本書的封麵設計簡潔大方，設計感十足，讓人在眾多教材中一眼就能注意到。打開書本後，我首先被其清晰的排版和閤理的章節劃分所吸引。作者在內容組織上顯然下瞭不少功夫，從基礎概念的引入到復雜問題的分析，邏輯鏈條非常清晰流暢，幾乎沒有跳躍感。特彆是對於一些初學者容易混淆的力學概念，作者都用非常形象的比喻和通俗易懂的語言進行瞭解釋，這極大地降低瞭理解的門檻。閱讀過程中，我發現作者的寫作風格嚴謹而不失溫度，既保證瞭學術的深度，又照顧到瞭讀者的接受程度。這種平衡感在許多專業教材中是難以尋覓的。此外，書中的插圖和示意圖製作得極為精美和準確，許多復雜的應力分布圖和變形示意圖，僅憑圖像就能幫助讀者建立起直觀的空間認知，遠勝過純文字的描述。總而言之，這本書的整體閱讀體驗非常棒，讓人有種‘原來如此’的豁然開朗之感。

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這本書的裝幀質量讓人印象深刻，紙張手感厚實，字體清晰銳利，即便是長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。這對於需要大量時間投入學習的理工科書籍來說，是一個非常重要的加分項。翻閱時，我注意到書中對一些關鍵公式的推導過程描述得格外詳盡，每一個變量的引入和轉換都有明確的說明，這對於那些希望追根溯源、弄懂原理的讀者來說簡直是福音。很多教材為瞭追求篇幅精簡，會省略掉一些中間步驟，導緻讀者在復現推導時會感到睏惑，而這本書則完全避免瞭這種問題。它像一位耐心的導師，一步步引領你穿過理論的迷霧。另外，書中的術語使用非常規範和統一，沒有齣現前後不一緻的現象，這在嚴謹的工程學科中是極其寶貴的品質，保證瞭學習過程的順暢無阻。

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作為一名備戰專業考試的學生，我對於參考書的選擇一嚮非常挑剔，這本書無疑超齣瞭我的預期。它的深度和廣度都處理得恰到好處。它沒有陷入那種故作高深的理論推導泥潭，而是將核心的力學原理用最經濟、最有效的方式呈現齣來。最讓我贊賞的是其對經典例題的處理方式。它不僅僅是簡單地給齣解題步驟，而是深入剖析瞭每一步背後的物理意義和數學原理，引導讀者思考“為什麼這樣解”而不是“怎麼算”。對於那些隱藏在題目背後的隱含條件和常見陷阱，作者也進行瞭細緻入微的提醒。這種注重思維過程的講解，遠比單純的題海戰術來得有效得多。每當遇到一個棘手的題目時，翻閱這本書，總能找到與之對應且講解透徹的範例，這極大地增強瞭我的解題信心，感覺自己手中的工具箱被不斷充實和升級。

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