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出版者:中国建筑工业

作者:郭仁俊主编

出品人:

页数:435

译者:

出版时间:2007-7

价格:39.00元

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isbn号码:9787112091669

丛书系列:

图书标签:

• 结构力学
• 力学
• 结构分析
• 工程力学
• 土木工程
• 桥梁工程
• 建筑工程
• 有限元
• 矩阵法
• 静力学

《工程力学基础：从静力学到动力学》 图书简介 一、本书概述与定位 《工程力学基础：从静力学到动力学》是一本面向土木工程、机械工程、航空航天、材料科学及相关工科专业本科生和研究生深度学习的教材与参考书。本书旨在系统、严谨地构建工程力学知识体系，从最基本的力、矩、平衡概念出发，逐步深入到材料的应力-应变关系、结构稳定性分析，直至复杂的动态响应问题。 本书的独特之处在于其深厚的理论基础与紧密的工程应用相结合。我们摒弃了纯粹的理论推导堆砌，而是将每一项基本原理的引入都置于具体的工程背景之下，强调对物理图像的深刻理解，而非仅仅停留在公式的记忆与套用上。全书内容组织遵循“由静到动，由平面到空间，由简单到复杂”的递进逻辑，确保读者能够平稳地跨越从宏观受力分析到微观材料行为理解的鸿沟。 二、核心章节与内容深度解析 本书共分为五大部分，二十章内容，覆盖了经典工程力学的所有核心领域。 第一部分：静力学与平面力系分析 (Statics and Planar Force Systems) 这部分是整个力学体系的基石。 第一章：力学基本概念与公理： 详细阐述了力的定义、性质（如可移性原理）以及力的矢量表示法。引入了理想化模型，如质点、刚体、约束的物理意义。 第二章：平面力系的平衡： 聚焦于平面内刚体的平衡条件。除了标准的平衡方程（$sum F_x=0, sum F_y=0, sum M=0$），本书重点讲解了约束力的精确判断，尤其针对复杂支撑条件（如滚子、铰链、固定端）在不同荷载作用下的反力求解策略。引入了虚功原理在静力平衡求解中的应用，为后续的结构分析打下基础。 第三章：桁架、机构与摩擦： 桁架分析采用结点法和截面法的系统比较，强调在实际工程中（如桥梁、塔架）如何快速识别静定与静不定结构。摩擦力的章节深入探讨了临界状态（即将发生运动或保持静止的临界点）的分析，包括楔块、螺纹机构中的受力情况。 第二部分：结构内力分析与材料本构 (Internal Forces and Material Behavior) 本部分开始从整体受力分析转向构件内部状态的研究。 第四章：平面图形的几何性质： 详细介绍了截面的形心、惯性矩、面积矩的计算方法。特别扩展讲解了平行轴定理和转轴定理在复杂不规则截面（如工字钢、T型钢）下的精确应用，并引入了主惯性轴的概念，这是后续弹性稳定性分析的前提。 第五章：梁的内力（剪力与弯矩）： 这是结构分析的核心。本书强调利用剪力图和弯矩图的微分关系（$dV/dx = q(x), dM/dx = V(x)$）进行图解分析，而非仅依赖于分段函数。对集中荷载、分布荷载、移动荷载作用下的内力图绘制进行了大量实例剖析。 第六章：应力与应变基础： 引入了广义胡克定律，详细解释了应力状态（柯西应力张量）和应变状态。重点阐述了主应力和主应变的概念，以及它们在预测材料失效中的作用。 第七章：材料的本构关系与强度理论： 详述了线弹性、弹塑性材料的本构模型。强度理论部分，不仅讲解了最大正应力理论和最大剪应力理论，还深入探讨了能量理论（Mises-Hencky准则）在塑性分析中的优越性。 第三部分：应力与变形分析进阶 (Advanced Stress and Deformation Analysis) 本部分深化了对构件变形的量化计算。 第八章：梁的强度与变形： 聚焦于梁的挠度与转角的精确计算。详细推导了欧拉-伯努利梁理论，并系统应用积分法（双重积分法）和叠加法求解复杂边界条件下的变形。同时，引入了卡氏定理（单位力法）在求解超静定梁变形中的应用。 第九章：组合变形与截面失效： 讨论了拉伸、剪切、弯曲、扭转的组合作用。重点分析了组合应力下的失效模式，包括斜向拉伸、薄壁管的扭转剪切流，以及接触面应力（如轴承与接触面的赫兹应力）的初步概念。 第十章：薄壁结构分析： 专门针对航空、壳体结构，解析了薄壁梁的剪力流（Shear Flow）概念，以及如何计算开截面梁在扭转荷载下的内力和发生的翘曲变形。 第四部分：结构稳定性与动力学初步 (Structural Stability and Introduction to Dynamics) 这部分将力学视野从静态承载扩展到动态响应和失稳问题。 第十一章：轴向受压杆件的稳定性： 深入研究欧拉屈曲理论，详细分析了不同有效长度系数（$mu$）对临界载荷的影响。结合容许应力设计法，讨论了细长杆和中等长细杆的实际屈曲强度，引入了东南大学经验公式等实际工程规范考量。 第十二章：刚体动力学基础： 引入时间维度。复习了牛顿第二定律在坐标系变换（如平面运动、平面绕固定轴转动）下的应用。重点强调了质心加速度和绝对加速度的概念区分。 第十三章：功、功率与动量定理： 系统推导了动能定理、冲量-动量定理及其在变质量系统和冲击问题中的应用。强调了这些定理在解决瞬态动力学问题（如碰撞、爆炸冲击）中的优势。 第五部分：振动分析与多自由度系统 (Vibration Analysis and Multi-Degree Systems) 本部分是全书的难点与高阶内容，为学习振动力学奠定基础。 第十四章：单自由度体系自由振动： 详细推导了无阻尼和有阻尼系统的运动微分方程。精确求解了固有频率、周期、对数减衰率等关键参数。 第十五章：单自由度体系受迫振动： 分析了简谐荷载作用下的响应，推导了振动系统的稳态振幅公式，并深入解析了共振现象的机理、危害及其避免措施。 第十六章：刚体动力学与欧拉方程： 将动力学从质点扩展到刚体。重点解析了动量矩定理，并系统推导了空间定点转动下的欧拉运动方程，这是理解陀螺仪、飞机制动等问题的关键。 第十七章：转动惯量张量与惯性椭球： 这是本书的深度体现。详细讲解了惯量积、惯性张量的计算与意义，并引入了主惯性轴的确定方法，为分析复杂空间运动（如不对称刚体运动）提供了必要的数学工具。 三、教学特色与应用导向 1. 严谨的数学推导与清晰的物理诠释并重： 书中所有核心公式均给出完整推导，但推导过程后会紧跟“物理意义解读”，确保读者理解公式背后的力学本质。 2. 丰富且贴近现实的算例： 每一个理论点后都附带详细的“工程实例分析”，覆盖了高层建筑的抗风分析、机械部件的疲劳评估、高速列车的振动抑制等实际工程问题。 3. 单元化与系统化： 全书强调知识点的单元化——即每个公式、每种方法都应理解为解决特定力学问题的工具，并能系统地将这些工具组合起来解决复杂的超静定、多自由度问题。 4. 向有限元方法的过渡： 在论述变形分析和振动分析时，本书特别强调了离散化思想的萌芽，为读者未来学习有限元方法（FEM）打下坚实的连续介质力学基础。 四、目标读者 国内高校土木、结构、力学、机械、材料、航空航天等工程类专业本科生。 需要夯实力学基础的研究生新生。 从事结构设计、强度校核、振动控制的工程技术人员。 本书旨在培养读者“像工程师一样思考”的能力，即在面对复杂工程问题时，能够迅速建立恰当的力学模型，并运用精确的工具进行求解与判断。

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我最近在探索一本名为《结构力学》的书，它带来的体验完全超出了我之前的预想。这本书并没有直接灌输知识点，而是以一种“问题导向”的方式展开，似乎在不断抛给读者一个又一个需要解决的工程难题。我感觉自己被拉入了一个充满挑战的场景，需要运用书中提供的工具和方法去分析和解决。作者非常擅长设置那些引人入胜的“思考题”，比如“为什么一座高耸的桥塔能够支撑如此沉重的桥面？”或者“在地震发生时，建筑物是如何保持稳定的？”每一次读到这样的问题，我都忍不住停下来，尝试自己去思考，去预测，然后再细细阅读书中的解答。这种互动式的学习方式，极大地激发了我的求知欲和主动性。书中对各种荷载（如静荷载、动荷载、风荷载）的讲解，也不是简单地罗列公式，而是通过模拟各种极端情况，让我们深刻理解这些荷载对结构的影响，以及工程师如何通过精妙的设计来抵御它们。我特别喜欢书中对“失效模式”的分析，它让我们看到了结构在不同条件下的脆弱之处，从而更深刻地理解了安全设计的必要性和重要性。这本书让我感觉到，结构力学并非是一门孤立的学科，而是与我们的生活息息相关，并且充满了解决实际问题的智慧和乐趣。

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我正在研究的是一本名为《结构力学》的书，但与其说我在研究它，不如说我正在被它深深吸引。这本书的叙事方式非常独特，它并没有一开始就抛出复杂的公式和定理，而是从一个宏大的视角切入，探讨人类如何认识和改造世界，以及在这一过程中，力学扮演了何等重要的角色。作者仿佛一位经验丰富的建筑师，带领我们穿越历史的长河，从古老的拱券结构到现代的摩天大楼，细致地剖析了每一个精妙的结构背后所蕴含的力学原理。我尤其喜欢其中对经典工程案例的解读，比如埃菲尔铁塔的建造，书中详细阐述了设计者是如何考虑风荷载、自重以及材料强度的，那种将理论与实践完美结合的阐释，让我对结构工程师的智慧和勇气肃然起敬。这本书的语言也充满了哲思，它不仅仅是技术性的讲解，更是在引导读者思考，在结构的设计中，安全、经济、美观这些看似相互矛盾的要素是如何被巧妙地平衡的。我经常会在阅读中停下来，思考作者提出的关于“平衡”与“稳定性”的更深层含义，以及它们如何在自然界和人造世界中体现。这本书就像一位睿智的长者，它教授的不仅是知识，更是一种思考方式和看待世界的方式，让我对“结构”的理解上升到了一个全新的维度。

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我最近在阅读的这本《结构力学》似乎并非一本普通的教科书，它更像是一部结构工程的“编年史”。作者以一种近乎史诗般的叙述方式，将我们带回了人类文明的起源，探讨了古人是如何在没有现代科学理论的情况下，凭借经验和智慧建造出那些令人惊叹的古代工程奇迹。书中对那些古老建筑的结构分析，让我对古代工匠的智慧和毅力有了全新的认识。我特别着迷于作者对不同历史时期建筑材料和建造技术的对比分析，比如从木结构到石结构，再到混凝土和钢结构的演变，以及每一种材料的特性如何影响了结构的设计和可能性。这本书并没有回避其中的技术细节，但作者的讲解方式非常具有感染力，他用一种叙事性的语言，将枯燥的工程原理融入到一个个引人入胜的故事中。我感觉自己就像一个在考古现场的工程师，一边阅读，一边脑海中浮现出那些古老的建筑和建造场景。书中对一些著名工程项目（如古罗马的渡槽、中国古代的桥梁）的深入剖析，更是让我惊叹不已。这不仅仅是一本关于力学的书，它更是一本关于人类如何运用智慧和勇气去挑战自然、创造伟大的史诗。

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这本书我还没开始看，不过光看封面设计就觉得很用心，黑白灰的搭配，简洁大方，中间的“结构力学”四个字用了一种很有质感的字体，仿佛在诉说着这门学科的严谨与厚重。我是一名即将步入大学的工程类专业的学生，对于“结构力学”这个词既熟悉又陌生。它听起来像是一门枯燥的理论学科，但同时又是我未来学习和工作中绕不开的基础。我希望这本书能像一个温柔的向导，带领我从零开始，一步步揭开结构力学的神秘面纱。我特别期待书中能有生动形象的比喻或者案例，来解释那些抽象的概念，比如力、力矩、应力、应变等等。我希望能读懂它们在实际工程中的意义，而不是仅仅停留在数学公式的层面。当然，如果书中的图示能够清晰明了，甚至配上一些动态模拟的解释，那就更好了。毕竟，作为一个新手，直观的理解远比死记硬背要有效得多。我还在想象，这本书会不会有一些小故事，关于那些伟大的工程师如何运用结构力学解决了世纪难题，或者一些有趣的科学史趣闻，让学习的过程不那么枯燥。我对这本书的期望很高，希望它能为我打下坚实的基础，让我能够自信地迎接接下来的学习挑战，也希望它能点燃我对工程的热情，让我看到结构力学背后所蕴含的创造与智慧。

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坦白说，我当初拿到《结构力学》这本书时，内心是有些忐忑的。我一直认为力学是工程领域的“硬骨头”，尤其是结构力学，听起来就充满了复杂的计算和抽象的概念。然而，翻开这本书后，我的担忧逐渐烟消云散。作者的讲解方式简直是“化繁为简”的大师。他没有使用过于专业和晦涩的术语，而是从生活中的例子入手，比如一张纸承受重量的极限，一把椅子如何支撑一个人的重量，甚至是桥梁的跨度如何影响其承载能力。这些贴近日常生活的比喻，让我一下子就抓住了核心概念。书中大量精美的插图和图表更是功不可没，它们将抽象的力学模型形象化，让原本枯燥的公式变得生动有趣。我尤其欣赏作者在解释每一个重要概念时，都会给出清晰的定义，然后层层递进地展开，并辅以大量的例题。这些例题的解题思路非常清晰，步骤也很详尽，让我能够一步步地跟着模仿和学习。我感觉到，这本书并非是要让我们成为理论家，而是要让我们掌握解决实际工程问题的能力。它在引导我们建立对结构行为的直观认识，并教会我们如何运用数学工具去量化和预测这些行为。这对于我这个刚接触结构力学的初学者来说，简直是太及时、太有帮助了。

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