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出版者:

作者:严升明

出品人:

页数:224

译者:

出版时间:2003-4

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787810706933

丛书系列:

图书标签:

• 机械设计
• 优化设计
• 机械工程
• 工程技术
• 数学建模
• 算法
• 有限元
• 结构优化
• 智能优化
• CAD/CAM

结构力学：理论与工程应用 作者： [此处可填写真实的作者姓名或机构] 出版社： [此处可填写真实的出版社名称] ISBN： [此处可填写真实的ISBN号] 定价： [此处可填写定价] --- 图书简介 《结构力学：理论与工程应用》是一部全面深入探讨经典结构力学原理及其在现代工程实践中应用的专业教材与参考手册。本书旨在为土木工程、机械工程、航空航天工程以及相关学科的本科生、研究生以及一线工程师提供坚实的理论基础和实用的分析工具。 本书严格遵循结构力学的基本公理和假设，从最基础的静力平衡分析入手，逐步过渡到更复杂的变形、位移计算，直至最终的稳定性和动力学问题。全书结构清晰，逻辑严谨，内容涵盖了工程结构分析的各个核心领域。 第一部分：基础理论与静力平衡 本书开篇聚焦于结构分析的基石——静力平衡原理。我们详细阐述了自由体图的绘制技巧，精确区分了结构内力和外力的关系，并深入讲解了约束的本质及其对结构体系的限制作用。 力的平衡方程： 详细分析了二维和三维空间中刚体平衡的必要条件，并结合实际工程案例，展示了如何利用这些方程求解复杂结构上的反力。 桁架分析： 重点介绍了结点法和截面法在求解静定桁架内力中的应用。内容不仅限于平面桁架，还涵盖了空间桁架的初步分析方法，强调了力的分解与合成在确定杆件轴向力中的关键作用。 梁和刚架的内力图： 这是结构分析的核心内容之一。本书通过精确的微分关系，推导出剪力、弯矩和轴力在梁和简单刚架上的分布规律。大量配图演示了如何根据荷载类型（集中力、均布荷载、移动荷载）准确绘制这些内力图，并讨论了剪力与弯矩图之间相互转化的物理意义。 第二部分：静不定结构的分析 在工程实践中，绝大多数结构都是静不定的，它们需要依赖变形相容性原理进行分析。《结构力学：理论与工程应用》系统地介绍了处理静不定结构的主要方法。 力法（超静定）： 本章节是全书的重点。我们详细解析了力法的基本步骤，包括选择多余未知量、建立基本结构、推导挠度方程（侧重于单位力法和虚功原理的应用）。大量的例题展示了如何处理具有不同材料、不同截面的梁和刚架超静定体系，并讨论了温度应力和支座沉降对内力的影响。 位移法（挠角法）： 针对现代有限元分析的基础，本书深入探讨了位移法的原理。重点讲解了单元刚度矩阵的建立、主从关系的应用，以及如何通过力与位移的关系来求解超静定结构。这种方法为后续学习高级结构分析奠定了坚实的基础。 弹性基础上的梁： 专门开辟章节讨论变刚度结构，特别是弹性地基梁的分析。通过引入地基反力系数，展示了如何应用微分方程求解这类在实际地质工程中常见的结构问题。 第三部分：变形、位移与能量法 准确计算结构的变形是评估结构安全性和适用性的关键。《结构力学：理论与工程应用》将能量原理作为连接内力分析与变形计算的桥梁。 虚功原理与单位力法： 详细阐述了虚功原理在计算位移中的强大能力。我们不仅应用该原理求解梁和刚架的转角和线位移，还将其推广到求解组合荷载下的总变形。 弯矩累积积分法（魔术公式/载荷-挠度曲线图解法）： 为了简化对复杂弯矩图的积分过程，本书详细介绍了图形积分法（Mohr积分），通过直观的几何关系快速确定位移。 刚度法与刚度矩阵的建立： 在能量法的基础上，本书进一步深化了刚度法的概念，展示了如何利用总势能最小原理推导出结构整体的刚度方程 $[K]{r} = {R}$。 第四部分：稳定性与动力学基础 结构不仅要抵抗静载荷，还必须保证在极限荷载下的稳定性，并能抵抗动态作用力。《结构力学：理论与工程应用》对这些高级主题进行了系统性的介绍。 结构失稳理论（欧拉公式）： 详细分析了压杆的屈曲问题。从理想压杆的欧拉公式推导开始，逐步引入了固定端和铰接端等不同边界条件对临界荷载的影响，并讨论了截面惯性矩、有效长度系数的工程意义。 动力学基础： 本部分为后续的结构动力学课程做铺垫。我们介绍了单自由度体系的自由振动和受迫振动，包括系统的固有频率、周期、阻尼比的概念，以及稳态响应的求解方法，强调了共振现象在工程中的危害性。 第五部分：材料的非线性与塑性分析（选读/进阶） 为适应现代工程对材料性能更深入的理解，本书的最后部分涉及了材料特性对结构响应的影响。 应力与应变分析的深化： 回顾了广义胡克定律，并引入了莫尔圆在平面应力状态下的应用，帮助读者更精确地判断材料是否达到屈服极限。 塑性铰与极限承载力： 针对钢结构分析，本书介绍了塑性理论的基本概念，包括塑性模量、塑性铰的形成，以及塑性极限荷载法的基本思想，为结构抗震设计提供了理论参考。 本书特色： 1. 理论与实践并重： 每一个理论推导后，都紧密结合实际工程构件（如桥梁、高层建筑、机械框架）进行应用演示。 2. 详尽的例题解析： 包含大量原创和经典例题，步骤详尽，便于读者自学和检验理解深度。 3. 清晰的符号系统： 采用国际通用的结构力学符号体系，确保读者在查阅国际文献时能快速衔接。 4. 面向现代分析工具： 在讲解传统解析方法的同时，穿插了对有限元分析软件（如SAP2000, ABAQUS）输入和输出结果的逻辑验证，帮助读者理解软件背后的原理。 通过对《结构力学：理论与工程应用》的学习，读者将能够熟练运用结构力学工具，对各种复杂静定和静不定体系进行精确的内力、位移和稳定性分析，为设计安全、经济的工程结构打下坚实的基础。

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我更偏向于应用层面，这本书的价值主要体现在它对“鲁棒性”和“可靠性”的强调上。在传统的优化设计中，我们往往追求在理想工况下的最佳性能，但一旦环境参数发生微小波动，整个设计的性能可能急剧下降。这本书系统地介绍了如何将不确定性分析融入优化流程，例如采用可靠性导向的优化（RDO）方法。作者详细讨论了概率密度函数的选择、蒙特卡洛模拟的效率提升等技术点，这些都是教科书里很少涉及的实战经验。我尝试用书中介绍的响应面法对一个复杂的曲面进行简化和优化，效果立竿见影，计算时间从几小时缩短到了几分钟，而且精度损失极小。这本书的实用价值远远超出了它的定价。它真正地在弥合理论研究与工程实践之间的鸿沟。

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这本书简直是工程领域的“圣经”！我原本以为优化设计无非就是那些老套的公式和迭代算法，但这本书彻底颠覆了我的认知。它的理论深度和广度都令人叹为观止，从经典的数学规划模型到最新的仿生学启发算法，作者都进行了极为详尽且深入的剖析。特别是关于多目标优化和约束处理的章节，作者的讲解细致入微，不仅给出了严谨的数学推导，还结合了大量的工程实例进行阐释。读完之后，我感觉自己对“最优”这个概念有了全新的理解，不再是简单地追求一个极值，而是学会了如何在复杂的工程限制下，寻找一个可接受的、鲁棒的平衡点。这本书不仅仅是工具书，更像是一部思想启迪录，它教会了我如何用更科学、更系统的思维去面对工程设计中的各种挑战。对于那些希望从“会用软件”晋升到“精通设计原理”的工程师来说，这本书是不可或缺的指南。

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说实话，我刚拿到这本书的时候，有点被它的专业术语吓到了，感觉更像是一本研究生教材。但是，耐着性子翻阅了前几章后，我发现作者的叙事节奏掌握得非常好。他很懂得如何循序渐进地引入复杂的概念。比如说，在介绍灵敏度分析时，作者没有直接跳到伴随法，而是先用直观的例子说明“哪些参数对最终结果影响最大”，这种由浅入深的讲解方式，让一个初学者也能逐步建立起系统的知识框架。这本书的插图和图表质量极高，很多示意图清晰地展示了能量流和受力分布，这是理解优化目标函数构建的关键。唯一美中不足的是，某些章节对计算复杂度的讨论略显学术化，不过瑕不掩瑜，对于想要深挖理论根源的读者来说，这反而是优点。总而言之，这是一本值得反复研读的案头宝典。

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我买这本书纯粹是出于好奇，想看看现在这个时代，关于机械优化设计还能有什么新东西。结果大出所料，这本厚厚的书里竟然充满了对现实世界问题的深刻洞察。作者似乎对面机械结构、材料科学、制造工艺都有着非常扎实的背景。我尤其欣赏它在“设计空间探索”方面的论述，那部分内容摒弃了学院派的空洞说教，而是聚焦于如何在实际的制造约束下，通过智能化的搜索策略，快速锁定有潜力的设计方案。书中对遗传算法、粒子群优化等元启发式算法的应用讲解，既有理论基础的铺垫，更有大量的伪代码和案例分析，手把手地教会你如何将这些复杂的数学工具转化为解决实际问题的利器。阅读过程中，我频繁停下来，对照我手头正在进行的项目进行思考，这本书极大地激发了我对现有设计流程进行革新的冲动。

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这本书的排版和装帧给人的感觉非常“扎实”，一看就是经过精心校对和编排的力作。它的逻辑结构严谨到令人敬佩，章节之间承前启后，知识体系非常完整。我尤其欣赏它对“历史回顾”和“未来展望”的处理。在每一核心算法介绍的开头，作者会简要回顾该方法的发展历程，这让我能更好地理解为什么这种方法会被提出，以及它在特定历史背景下的优势与局限。在讨论完现代优化技术后，书中还展望了与人工智能、大数据结合的下一代机械设计范式。这种宏大的视野，让人在学习具体技能的同时，也对整个行业的发展方向保持敏锐的嗅觉。这本书不仅仅是教会我如何“优化”，更重要的是，它塑造了一种科学的、面向未来的工程思维模式。

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