机械原理与机械零件练习册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育出版社

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页数:0

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出版时间:1900-01-01

价格:4.70元

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isbn号码:9787040054064

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现代流体力学基础与应用 内容提要： 本书全面系统地阐述了流体力学的基本原理、分析方法及其在工程实践中的广泛应用。全书共分十二章，内容涵盖了流体力学的理论基石、核心方程、分析工具以及在能源、航空航天、土木、化工等多个领域的具体案例。本书旨在为工程技术人员、科研人员以及高等院校相关专业的师生提供一本深入浅出、理论与实践紧密结合的权威参考书。 第一部分：流体力学基础 第一章：流体力学的基本概念与物质属性 本章首先界定了流体力学的研究范畴及其在现代工程科学中的地位。详细介绍了流体的定义、分类（牛顿流体与非牛顿流体）及其宏观物质属性，如密度、比重、压力、粘度（绝对粘度与运动粘度）和表面张力。重点探讨了流体在不同温度和压力下的状态方程，为后续的分析奠定了基础。此外，本章引入了流体微团的运动描述方法，包括拉格朗日（物质点）描述和欧拉（空间点）描述，并讨论了流线、迹线和脉线之间的关系，强调了流场分析的视角转换。 第二章：流体的静力学 本章专注于研究静止流体中的力学平衡问题。系统推导了静止流体中压力的基本定律——帕斯卡定律，并详细分析了静止流体中压力的分布规律，特别是垂直方向上的线性变化关系。章节的核心内容包括等压面概念的引入，以及在不同重力场（如旋转体系）下液体的平衡形态分析。本章最后详细讲解了压力测量仪器，如皮托管、压力计（U型管、倾斜管）的工作原理和使用方法，并深入探讨了浸没在流体中的平面和曲面上的总压力、合力和合力矩的计算方法，这对水工结构和船舶设计至关重要。 第三章：流体的运动学 本章侧重于描述流体的运动状态，而不涉及引起运动的力。从流场的角度出发，详细阐述了速度场、加速度场的数学描述。核心内容包括流动的分类（恒定流与非恒定流、均匀流与非均匀流、有旋流与无旋流）。对流线方程、位线方程的求解方法进行了详尽的数学推导。本章引入了流线函数和速度势函数，并详细论证了在二维无旋不可压缩流场中，这两个函数之间的共轭关系（柯西-黎曼方程），为后续的势流理论分析提供了必要的工具。 第四章：流体的动力学基础方程 本章是全书的核心理论部分，着重于推导描述流体运动的守恒性方程。首先，基于牛顿第二定律和微元体分析，推导了不可压缩牛顿流体的纳维-斯托克斯（Navier-Stokes, N-S）方程，这是描述粘性流体运动的基石。随后，利用散度定理，推导了基于积分形式的质量守恒方程（连续性方程）。对于可压缩流体，本章也给出了能量守恒方程（热力学第一定律在流体运动中的体现）的完整形式，包括考虑了粘性耗散和热传导项。本章的重点是通过这些偏微分方程组，建立起流体力学问题的数学模型。 第二部分：理想流体与粘性流体分析 第五章：理想流体运动与欧拉方程 本章聚焦于粘性忽略不计的理想流体（Inviscid Flow）。系统推导了欧拉运动方程，这是理想流体的动力学基础。在此基础上，通过对欧拉方程的线积分，导出了著名的伯努利（Bernoulli）方程，并详细讨论了其在不同参考系（固定系、随流体微团系）下的形式，以及动能、位能和压力能之间的关系。本章通过多个实例（如孔口出流、管道中流速的确定）展示了伯努利方程的实用价值。 第六章：流动中的能量与动量 本章从系统和控制体（Control Volume）的角度，重新审视了流体力学方程。利用动量守恒原理，推导了作用在固定或运动物体上的总力与动量变化率之间的关系，即动量方程。本章详细分析了动量方程在喷射流、弯管流动、导向叶片等问题中的应用。同时，基于热力学第一定律，推导了流体中能量的守恒关系，重点讨论了节流过程中的焓降和等熵流动中的一些重要关系。 第七章：粘性流体的基本流动 本章开始深入探讨粘性对流体运动的实际影响，重点分析了具有代表性的、可解析求解的粘性流动案例。详细分析了泊肃叶流（Poiseuille Flow）——层流在圆形管道中的完全发展流动，精确推导了速度分布和流量与压降的关系。同时，也分析了库艾特流（Couette Flow）——两个平行平板之间的粘性流动。本章强调了雷诺数（Reynolds Number）在判断流态（层流与湍流）中的核心作用。 第八章：边界层理论基础 边界层理论是解决高雷诺数粘性流动问题的关键。本章引入了边界层的概念，解释了流体与固体壁面相互作用的区域特性。详细阐述了普朗特（Prandtl）边界层方程，并利用相似分析法推导了平板上均匀流动的速度近似解——布劳修斯（Blasius）方程的相似解。本章还讨论了边界层分离现象的产生机理、影响因素，以及如何通过改变压力梯度来延迟或避免分离，这对翼型设计至关重要。 第三部分：流动应用与特殊流态 第九章：流体中的阻力与升力 本章将理论应用于实际工程问题，专门研究物体与流体相对运动时产生的力。详细解析了摩擦阻力和压差阻力的来源及其计算方法。对于流线体（如机翼），本章利用库塔-茹科夫斯基（Kutta-Joukowski）定理，结合复变函数理论，阐述了升力的产生机理，并分析了翼型绕流场中的压力分布和升力系数的估算。 第十章：管道流动与水头损失 本章聚焦于工程中最常见的管道输送问题。系统分析了管道内的不可压缩流动，区分了沿程摩擦损失（达西-魏斯巴赫公式）和局部阻力（局部水头损失）。详细讲解了湍流中摩擦系数的确定方法，特别是穆迪（Moody）图的应用和普兰特湍流度经验公式。本章最后讨论了管网水力计算的基本方法，包括串联、并联管路的流量和压力分配。 第十一章：可压缩流体的基本原理 本章过渡到高速度流动，研究气体在速度接近或超过音速时的特性。重点分析了等熵流动，推导了质量流量、压力、温度与马赫数之间的关系。详细讲解了激波（Shock Wave）的概念及其在斜激波和正激波中的不连续性分析，包括奥斯特罗夫斯基关系（Oblique Shock Relations）。本章为超音速航空器设计提供了必要的理论工具。 第十二章：流体力学中的数值方法与实验技术 本章概述了现代流体力学研究的两大支柱：计算流体力学（CFD）和实验流体力学。简要介绍了有限体积法在求解N-S方程中的基本思想，以及网格生成、湍流模型（如$k-epsilon$模型）选择的重要性。在实验技术方面，详细介绍了流场测量方法，如皮托管测量、压力传感器阵列，以及先进的非接触式测量技术，如粒子图像测速（PIV）和激光多普勒测速（LDA），展示了如何通过实验验证和校准数值模型。 适用对象： 机械工程、航空航天工程、土木工程、化学工程、能源动力工程等相关专业本科高年级学生、研究生，以及从事流体设备设计、工艺优化和流体动力学分析的工程师与科研人员。 本书特色： 1. 理论严谨性： 遵循从基本公理到复杂方程的逻辑推导，确保数学基础的扎实性。 2. 工程实用性： 每一理论章节后均配有大量的典型算例分析，直接对接实际工程问题。 3. 深度与广度兼顾： 既有对经典理论（如边界层、伯努利方程）的深入剖析，也涵盖了前沿的数值方法和实验技术。 4. 图表丰富： 包含大量流场图、实验曲线（如Moody图），辅助理解抽象的流体行为。

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从装帧和排版来看，这本书也暴露出了不少问题，完全不像一本现代化的教材或练习册。纸张质量一般，油墨印记有时不够清晰，尤其是一些细小的标注和尺寸符号，在光线不好的情况下阅读起来非常吃力。更令人困扰的是，它的内部结构组织显得有些散乱。不同章节之间的知识衔接不够平滑，前一章还在讨论平面机构的自由度，下一章就跳到了复杂的应力集中问题，中间缺乏必要的过渡和铺垫。这种跳跃性让读者很难形成一个完整的知识体系。我更希望看到的是，能够根据知识点的深度和广度，系统地划分出“基础”、“中级”、“综合”等不同梯度的练习模块，这样读者可以根据自己的学习进度进行针对性训练。目前的编排方式，更像是把过去零散的习题资料简单地汇编在一起，缺乏精心打磨和结构优化。

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当我翻到机械零件那一章时，失望感进一步加剧。原本期待能看到大量关于轴承、联轴器、齿轮等标准零件的计算、选型和图示练习，毕竟这是实践应用中最常接触的部分。但这本书的处理方式相当“抽象”。它似乎更侧重于一些理论上的零件设计极限条件和失效分析，而非实际工程中的具体应用场景。比如，一个关于齿轮强度计算的习题，它给出的条件极其理想化，完全忽略了实际制造公差和运行环境中的各种复杂因素。我尝试按照书上提供的部分参考答案来核对，发现其计算过程往往跳过了中间的逻辑推导，直接给出了一个结果，这对于我理解“为什么会是这样”几乎没有任何帮助。我需要自己去推导每一个公式的由来，去思考每一个参数背后的物理意义，这使得学习效率大打折扣。一本练习册如果不能有效地将理论知识转化为可操作的技能，那么它的实用价值也就大打折扣了。

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这本号称“机械原理与机械零件练习册”的书，说实话，让我这个刚接触这门学科的新手摸不着头脑。它给人的第一印象就是厚重，封面上那些密密麻麻的公式和图示，仿佛在对我进行无声的“恐吓”。我原本以为，练习册就应该像教科书的补充，提供一些基础的、循序渐进的习题，帮助巩固课堂上学到的知识点。然而，这本书的打开方式更像是一本高级参考手册，里面的题目难度跨度极大，有些甚至需要结合好几本不同领域的专业书籍才能勉强理解题目要求。比如，关于机构运动分析的部分，有些题目直接抛出了复杂的空间机构模型，却鲜有详细的解题步骤引导。我花费了大量时间去翻阅其他教材来理解题目背景，这让我感觉自己更像是在做研究，而不是在练习。对于基础薄弱的读者来说，这本书的“陡峭”上手难度，实在是一个不小的挑战，它似乎更适合那些已经有扎实理论基础，希望通过更高难度挑战来提升实战能力的资深学生。

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对于那些希望通过大量例题来掌握设计方法的学习者来说，这本书提供的“练习”份量是远远不够的。很多关键概念的阐述仅仅停留在公式的罗列上，缺乏与实际工程案例的紧密结合。比如，在讲到转子动力学时，书中只提供了一个理论模型，却没有一个实际的机器转子失衡校正的案例分析，让我无法体会到这些计算在实际维护和制造中的重要性。我尝试去寻找一些需要动手画图或使用专业软件（如CAD或有限元分析软件）的实践性练习，但几乎找不到。这使得这本书更像是一本纯粹的“理论习题集”，而不是一本面向工程实践的“练习册”。工程学科的学习，很大程度上依赖于“做中学”，缺少了将理论与工具相结合的环节，学习成果往往停留在纸面，难以转化为实际解决问题的能力。

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总而言之，这本书给我的感觉是“高冷”且“偏科”。它似乎是为某个特定阶段的、特定研究方向的读者编写的，而不是一本面向广大机械专业学生的通用型练习工具。书中的内容深度毋庸置疑，但其广度和教学方法的亲和力明显不足。对于自学者而言，这本书的门槛过高，很容易产生挫败感。它更像是一本为考研或参加专业竞赛准备的“精选难题汇编”，而不是一本日常学习的辅助读物。我最终不得不将它放在书架上，转而寻找那些讲解更细致、例题更丰富的入门级和中级教材来夯实基础，这本书暂时只能作为未来进阶学习时用来“查漏补缺”的工具书，而不是一个可以依赖的学习伙伴。

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