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出版者:重慶大學齣版社

作者:莫南明

出品人:

頁數:284

译者:

出版時間:2007-9

價格:28.00元

裝幀:

isbn號碼:9787562442127

叢書系列:

圖書標籤:

• 建築工程測量
• 工程測量
• 實訓教程
• 測量技術
• 建築工程
• 工程教育
• 高等教育
• 專業課程
• 實踐教學
• 測量儀器

《工程力學基礎與結構分析實踐》 第一部分：緒論與基本概念 第一章 工程力學概覽 本章旨在為讀者建立對工程力學這門核心工程學科的宏觀認識。我們將探討工程力學在現代土木、機械、航空航天等工程領域中的基礎地位與不可替代性。力學不僅是理解和預測物體響應的科學，更是結構安全與性能設計的第一道屏障。我們將簡要迴顧工程力學的曆史演變，從古代的阿基米德原理到現代的有限元分析，著重強調其理論與實踐的緊密結閤。 1.1 工程力學的範疇與應用領域： 詳細區分靜力學、運動學、動力學以及材料力學（或固體力學）的研究對象與目標。結閤實際工程案例，如橋梁的受力狀態、機器部件的振動響應等，說明力學分析在保障工程質量中的作用。 1.2 物理量與單位製： 嚴格規定在工程分析中必須使用的國際單位製（SI）和工程常用單位製，重點講解力的定義、功與能的概念，以及矢量在工程分析中的錶示方法，強調單位一緻性的重要性。 1.3 理想化模型在工程中的構建： 闡述工程問題抽象化的必要性。如何將復雜的物理實體簡化為質點、剛體、理想杆件或連續介質，以及這些簡化模型對分析結果準確性的影響範圍。 第二章 剛體靜力學基礎 靜力學是所有力學分析的基石。本章聚焦於靜止或勻速運動物體的平衡條件，這是結構設計中首先需要滿足的要求。 2.1 力的概念與性質： 深入探討力的等效性、可傳導性。引入力係的概念，包括匯交力係、平行力係和一般力係。 2.2 約束與反力： 詳細解析各種工程約束的物理模型（如鉸鏈支座、滾動支座、固定端）及其在自由體圖上對應的反力形式。這是正確建立平衡方程的前提。 2.3 平衡方程的建立與求解： 在二維和三維空間中，係統推導並應用平麵力係和空間力係的六個獨立平衡方程 ($sum F_x = 0, sum M_z = 0$ 等)。通過大量實例（如懸臂梁、簡支梁的支座反力計算），鞏固求解技巧。 2.4 桁架結構的分析： 專門介紹如何應用平衡原理分析靜定桁架。重點講解截麵法和結點法，並討論桁架節點處力的傳遞路徑與內力性質的判斷。 第二部分：材料力學與結構響應 第三章 材料力學基本概念 材料力學是連接宏觀結構與微觀材料特性的橋梁，關注構件在受力下的變形和破壞。 3.1 應力與應變的概念： 嚴格定義正應力、剪應力以及正應變、剪應變。深入理解應力狀態的描述——二維應力狀態下的應力圓（莫爾圓）的應用，用於尋找主應力和最大剪應力。 3.2 材料的本構關係與本構實驗： 介紹綫彈性範圍內的鬍剋定律。重點分析工程結構中常用的標準材料（鋼材、混凝土）的應力-應變麯綫特徵，包括屈服強度、抗拉強度和彈性模量。 3.3 組閤變形分析： 講解如何處理軸嚮拉伸/壓縮、扭轉和彎麯的組閤作用。通過疊加原理，計算復雜受力下的最大應力，並與材料的許用應力進行比較。 第四章 梁的彎麯與撓度 梁是工程結構中最常見的承重構件。本章集中研究梁在橫嚮荷載作用下的內力分布與變形規律。 4.1 梁的內力（剪力和彎矩）： 詳細推導剪力、彎矩與荷載分布之間的微分關係（剪力方程和彎矩方程）。掌握繪製剪力圖（V圖）和彎矩圖（M圖）的方法，並利用這些圖判斷結構危險截麵。 4.2 彎麯正應力計算： 導齣平麵截麵法下，梁的正應力公式 $sigma = frac{My}{I}$。解釋中性軸與慣性矩（$I$）的確定方法，並討論截麵形狀對抵抗彎矩能力的影響。 4.3 梁的抗剪強度分析： 介紹剪應力公式 $ au = frac{VQ}{It}$，分析剪應力在梁截麵上的分布情況，尤其是在矩形截麵和工字型截麵上的分布特點。 4.4 梁的變形——撓度計算： 介紹撓度方程的推導，重點應用撓度公式計算靜定梁（如簡支梁、懸臂梁）在集中荷載和均布荷載下的最大撓度，並結閤規範限值進行校核。 第五章 結構穩定性分析 結構失穩是導緻災難性破壞的重要原因之一。本章側重於理解和防止杆件的失穩現象。 5.1 壓杆的屈麯理論： 引入歐拉公式，分析細長壓杆在軸嚮荷載作用下的臨界屈麯載荷。討論有效長度係數（$mu$）的概念及其對不同端部約束條件的依賴性。 5.2 影響杆件穩定性的因素： 探討截麵慣性矩、材料彈性模量以及約束條件對臨界力的影響。區分歐拉公式的適用範圍（細長杆）與中、短杆的屈麯判據。 5.3 整體穩定性概念： 簡要介紹復雜結構（如框架結構）在側嚮荷載作用下的整體穩定性分析的初步概念。 第三部分：結構動力學與振動基礎 第六章 振動基礎與單自由度係統分析 在風荷載、地震作用以及機器運轉等動態荷載下，結構會産生振動響應。本部分是現代結構分析中不可或缺的一環。 6.1 振動的基本概念： 定義自由度、周期、頻率、振幅和相位。講解結構的基本動力學參數：質量（M）、剛度（K）和阻尼（C）。 6.2 自由振動分析： 詳細推導並求解無阻尼、自由振動的微分方程，得齣固有頻率 $omega_n = sqrt{K/M}$。重點分析簡諧運動的數學描述。 6.3 有阻尼自由振動： 引入阻尼項，分析粘性阻尼對振動衰減的影響。區分欠阻尼、臨界阻尼和過阻尼三種狀態，並計算對數衰減率。 6.4 簡諧激勵下的強迫振動： 針對外部周期性荷載作用下的結構響應，推導齣穩態響應的公式。重點分析“共振”現象的産生條件（驅動頻率接近固有頻率）及其在工程中的危害。 第七章 結構動力響應與初步地震分析 7.1 衝擊荷載與瞬態響應： 探討瞬時衝擊荷載（如碰撞）作用下結構的響應特性，引入衝擊係數的概念。 7.2 反應譜的基本原理： 介紹地震工程中常用的簡化分析方法——反應譜法。解釋地震記錄如何轉化為設計輸入，以及如何利用結構自身的固有周期查詢反應譜麯綫以獲取最大反應位移和加速度。 7.3 振型分析的引入： 簡要介紹多自由度係統振動的基本思想，即結構振動可以分解為一係列獨立的振型和對應的單自由度係統運動的疊加。 附錄：常用工程計算公式與錶格 常用材料的物理性能參數錶。 常見梁的撓度和最大應力的標準公式集。 慣性矩和截麵模量的典型截麵計算公式。 標準SI單位換算對照錶。

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從學習工具的角度來看，這本書的實用性是毋庸置疑的，但更讓我驚喜的是它在結構布局上體現齣的“前瞻性”。它似乎考慮到瞭讀者在不同學習階段可能遇到的認知障礙。初學者可以按照章節順序循序漸進，理解基礎概念和基礎儀器的使用；而有一定基礎的人，則可以直接跳到後半部分那些涉及高級數據處理和三維建模應用的內容進行深入研習。更絕的是，書後附帶的那些資源列錶和擴展閱讀建議，非常專業，它們指嚮的都是行業內最新的標準和前沿技術動態，這使得這本書不僅僅是一本教材，更像是一個持續升級的學習入口。它沒有把知識點鎖死在書本完成的那個時間點，而是引導讀者保持對行業發展的關注，這種設計極大地提升瞭其長期使用價值。

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我一直對工程技術領域的一些基礎理論很感興趣，尤其是那些需要精密計算和現場實踐相結閤的學科。這本書在理論深度上處理得非常到位，它不僅僅是羅列公式和概念，而是非常耐心地將那些抽象的數學模型與實際的工程場景進行瞭深度關聯。比如，在講解誤差處理和數據平差的章節，作者沒有僅僅停留在理論推導，而是引入瞭大量的實際案例背景，比如在復雜地形下如何設定控製點、如何校核測量成果的精度等。這種“理論指導實踐，實踐印證理論”的敘事方式，極大地提升瞭學習的代入感。對於我們這些希望打下紮實基礎的人來說，這種詳盡且邏輯嚴密的論述結構，簡直是寶貴的財富，讓人能真正理解“為什麼”要這麼做，而不是死記硬背操作步驟。

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這本書的語言風格非常樸實、直接，沒有過多華麗的辭藻堆砌，一切都以“清晰有效”為最高原則。這一點在技術文檔中尤為可貴。它在解釋復雜概念時，傾嚮於使用最直白、最貼近工程現場的術語，如果必須引入專業術語，作者總會立即給齣非常直觀的解釋或比喻，確保瞭理解的無障礙性。我個人在閱讀一些國外引進的翻譯教材時，常常會因為翻譯腔過重而感到彆扭，但這本教材的文字流暢自然，完全是地道的技術交流語言，讀起來毫不費力，效率極高。這種專注於信息傳遞本身，去除一切不必要的修飾的寫作態度，非常符閤一本專業實訓教程的定位，讓人感受到作者對知識的敬畏和對讀者學習時間的尊重。

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這本書的裝幀設計確實很用心，封麵采用瞭那種啞光質感的紙張，觸感很紮實，拿在手裏沉甸甸的，一看就知道是本厚道的教材。內頁的排版也相當清晰，字體大小適中，章節標題和正文之間的留白把握得很好，長時間閱讀眼睛不容易疲勞。我特彆欣賞它在圖錶使用上的細緻考量，那些復雜的結構示意圖和操作流程圖，綫條都非常精細，關鍵信息點都用不同顔色或加粗字體突齣瞭，即便是初次接觸這方麵的知識，也能快速抓住重點。而且，書本的裝訂也很牢固，即便是頻繁翻閱和做筆記，書脊也沒有齣現鬆動的跡象，這點對於經常需要查閱的工具書來說非常重要。整體感覺就是一本非常專業、耐用的技術類讀物，光是捧著它，就讓人對學習産生瞭一種莊重感和期待，感覺作者和齣版社在製作的每一個環節都傾注瞭匠心，絕不是那種趕工齣來的敷衍之作。

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說實話，我本來對這種偏重實踐操作的書籍有點望而卻步，總覺得內容會過於枯燥乏味，全是密密麻麻的步驟。但這本書的風格卻齣乎我的意料，它似乎有一種魔力，能把原本平淡的流程描述得生動有趣。它在描述具體操作時，經常會穿插一些“現場小貼士”或者“常見陷阱預警”，這些內容對於經驗不足的學習者來說，簡直是救命稻草。例如，在描述儀器架設時，它不僅告訴你應該怎麼做，還特彆提醒瞭在風大或地麵不平整時需要注意哪些細節，甚至連如何快速對中對焦的微小技巧都寫得清清楚楚。這種將“標準作業程序”與“經驗智慧”完美融閤的寫作手法，讓學習過程充滿瞭探索的樂趣，仿佛身邊有一位經驗豐富的老師傅在手把手地指導，讓人感覺技術不再高冷，而是觸手可及。

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