Mechanics of Materials

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出版者:Cengage-Engineering
作者:Andrew Pytel
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2002-05-21
价格:USD 137.95
装帧:Spiral-bound
isbn号码:9780534380267
丛书系列:
图书标签:
  • 材料力学
  • 固体力学
  • 材料科学
  • 工程力学
  • 结构力学
  • 弹性力学
  • 应力分析
  • 变形分析
  • 机械工程
  • 工程材料
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具体描述

坚不可摧的基石:材料力学的魅力与应用 这是一本关于物质世界基本构成与运作原理的探索之旅,一本深入解析材料如何承受、抵抗并最终在各种力的作用下表现出其独特“个性”的详实著作。本书并非仅止于枯燥的公式推导,而是将读者带入一个充满挑战与创造力的领域,揭示支撑我们现代文明的无形力量。 从微观的原子键合到宏观的结构稳定,本书系统性地阐述了固体材料在静载荷、动载荷以及时变载荷下的响应机制。我们将从应力和应变的定义出发,理解材料内部微观应力分布的复杂性,以及宏观变形如何反映材料的内在属性。通过对不同材料(如金属、陶瓷、聚合物、复合材料)的力学性能进行深入剖析,读者将学习如何辨识材料的弹性、塑性、强度、刚度、韧性、疲劳极限以及断裂特性。 本书将重点关注材料在承受载荷时的变形模式。我们将详细介绍轴向载荷下的拉伸与压缩,探究材料如何应对扭转力矩,以及弯曲载荷如何引起材料内部复杂应力梯度。对于薄壁结构和厚壁结构的受力分析,本书将提供详尽的方法论,帮助读者理解压力容器、管道以及其他工程构件的设计原理。 然而,材料的力学行为并非一成不变。本书将深入探讨材料在动态载荷下的表现,包括冲击、振动以及循环载荷带来的疲劳损伤。疲劳是导致许多结构失效的常见原因,因此,我们将详细介绍疲劳裂纹的萌生与扩展机制,并介绍评估和预测材料疲劳寿命的方法,例如S-N曲线和Miner累积损伤法则。 除了静态和动态载荷,材料的长期性能也至关重要。蠕变,即材料在恒定载荷下随时间缓慢变形的现象,将在本书中得到深入讨论。我们将研究蠕变对高温工程部件(如涡轮叶片、锅道)的影响,并介绍预测蠕变行为的各类模型。同时,材料在不同温度下的性能变化,包括热应力、热膨胀以及高温强度下降,也是本书的重要研究内容。 本书还将触及材料的断裂力学,这是一个关注材料在存在裂纹时如何失效的分支。我们将介绍断裂韧性的概念,理解裂纹尖端应力场的奇异性,以及断裂力学参数(如应力强度因子)在评估结构完整性和预测断裂发生时的作用。这对于确保桥梁、飞机、压力容器等关键结构的安全至关重要。 贯穿全书的是对各种实际工程应用的分析。从高层建筑的抗震设计,到汽车和飞机的结构优化,再到医疗植入物和电子设备的微观结构设计,本书将展示材料力学原理如何在工程实践中发挥关键作用。我们将通过案例研究,解析工程师如何运用所学的知识来解决实际问题,确保结构的可靠性和安全性。 本书的读者群体广泛,包括但不限于机械工程、土木工程、航空航天工程、材料科学与工程、以及其他相关工程学科的学生和从业人员。无论您是初次接触材料力学,还是希望深化理解的专业人士,本书都将为您提供一个扎实、全面且富有启发性的知识体系。它将帮助您培养严谨的工程思维,掌握分析和解决复杂力学问题的能力,最终成为一名能够设计和建造坚固、安全、高效结构的工程师。 这是一次理解物质世界深层秩序的旅程,一次赋能您创造更美好、更安全未来的知识启迪。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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作为一名对结构性能充满好奇的研究生,我一直在寻找一本能够深入浅出地讲解材料力学核心概念的权威著作,而《Mechanics of Materials》无疑满足了我的所有期待。这本书的结构安排堪称典范,它从最基础的轴向载荷下的变形讲起,逐步过渡到更复杂的弯曲、剪切和扭转。我特别赞赏作者在介绍胡克定律和广义胡克定律时,所进行的详细推导和解释,这让我对材料的本构关系有了深刻的理解,而不仅仅是将其视为一个简单的公式。书中对于泊松比、剪切模量和体积模量之间的关系的阐述,也让我对材料的各向同性(或非同性)有了更清晰的认识。我反复阅读了关于梁的弯曲章节,其中对于中性轴、截面模量以及挠曲线方程的讲解,都做得非常到位。作者通过引入虚功原理和能量方法来分析复杂结构,这是一种非常强大且通用的方法,在书中得到了很好的体现。这些方法不仅能够解决传统的静态问题,还能为动态分析和稳定性分析打下基础。我尤其喜欢书中关于压杆稳定性(欧拉公式)的讨论,它解释了为什么细长的柱子在承受轴向压力时,会以一种非线性失稳的方式破坏,这对于桥梁、建筑等工程设计至关重要。这本书的插图清晰、准确,每一个图都恰到好处地辅助了文字的讲解,使得抽象的力学概念变得可视化。我可以毫不夸张地说,这本书为我未来的研究工作奠定了坚实的理论基础,并且激发了我对材料力学领域更深入探索的兴趣。

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在初次接触材料力学时,我曾为诸如弯曲应力、剪切应力以及组合应力等概念的复杂性感到困惑,但《Mechanics of Materials》这本书以其卓越的清晰度和系统性,彻底改变了我的看法。这本书不仅仅罗列了公式,更重要的是它解释了这些公式是如何从基本原理推导出来的,并且在实际工程中如何应用。我反复研读了关于扭转的章节,特别是对于轴类零件的应力分析。书中关于剪切应力分布、扭转角以及功率传递的讲解,都清晰明了,并且通过大量的工程实例,让我深刻理解了这些理论在机械设计中的重要性。例如,在讲解圆轴扭转时,作者不仅给出了剪切应力与半径的关系,还详细分析了为什么在轴的内表面剪切应力为零,而在外表面达到最大值。此外,书中对组合加载情况下的应力分析也处理得非常细致,比如同时承受弯曲和扭转的轴,如何进行应力叠加和失效分析,都提供了清晰的步骤和计算方法。我特别欣赏作者在引入应力张量和莫尔圆等概念时,所采用的循序渐进的方法。这些概念虽然在概念上相对抽象,但通过作者的讲解和配图,我能够逐渐理解它们在多轴应力状态下的应用,以及如何通过莫尔圆来确定主应力和最大剪应力。这本书让我体会到,材料力学不仅仅是静态的分析,更是对材料在动态、复杂载荷下行为的预测和控制。它为我提供了一个强大的分析工具集,使我能够自信地应对各种工程挑战。

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这本《Mechanics of Materials》简直是我学习材料力学路上的指明灯,它以一种极其易于理解的方式,将那些本该令人望而生畏的力学概念一一揭示。在材料的强度和刚度设计部分,作者不仅讲解了各种失效模式,如屈服、断裂和疲劳,还深入分析了它们的原因和影响因素。我特别注重书中关于应力集中的讨论,例如在有孔或缺口的情况下,应力会如何分布,以及如何通过改变几何形状来减小应力集中效应。这对于实际工程设计,特别是航空航天和汽车制造等对轻量化和安全性要求极高的领域,具有极其重要的指导意义。书中对疲劳寿命的预测,也采用了多种模型和方法,并结合了实际的实验数据,让我对材料在重复载荷下的长期性能有了更全面的认识。我反复钻研了关于材料非线性行为的章节,包括塑性变形和屈服准则。作者以清晰的逻辑,从单轴加载下的塑性流动,逐步扩展到多轴加载下的屈服面,这为理解材料在超越弹性极限后的行为提供了坚实的理论基础。书中关于断裂力学的介绍,如裂纹尖端的应力强度因子和断裂韧度,也为我打开了新的视野,让我认识到材料的内在缺陷对结构整体安全性的重要影响。这本书不仅仅传授知识,更重要的是它培养了我对工程问题的批判性思维和分析能力,让我能够从更深层次理解材料力学的应用价值。

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这本书的内容编排堪称完美,它将材料力学这一复杂学科分解成一系列易于消化和理解的组成部分。在介绍应力张量和主应力时,作者巧妙地运用了莫尔圆这一可视化工具,极大地降低了理解难度。我尤其喜欢书中对于疲劳损伤累积模型,如Miner法则的介绍,以及如何通过S-N曲线来预测材料的疲劳寿命。这对于设计需要承受重复载荷的机械部件,如飞机起落架、汽车悬架等,具有极其重要的指导意义。书中对断裂韧性和裂纹扩展的研究,也让我对材料的失效机制有了更深刻的理解。作者通过引入应力强度因子和断裂韧度等概念,能够定量地评估材料抵抗裂纹扩展的能力,这对于确保结构的安全性至关重要。我反复钻研了关于杆件在轴向力、剪切力和弯矩作用下的应力与变形分析,以及如何利用叠加原理来解决复杂加载情况。书中提供了大量的算例,涵盖了从简单的单轴加载到复杂的组合加载,让我能够充分练习和巩固所学知识。这本书的语言风格非常精准且富有条理,每一段文字都恰如其分地解释了相关的概念和原理。我能够感受到作者在编写这本书时,对材料力学知识的深刻理解和对读者学习过程的细致考量。

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这本书绝对是结构力学领域的一颗璀璨明珠,我必须承认,在翻开它之前,我对这个科目抱有一种既敬畏又略带畏惧的心情。然而,从第一页开始,我就被它循序渐进的讲解方式所吸引。作者并没有一开始就抛出复杂的公式和理论,而是从最基础的概念入手,比如应力、应变以及它们之间的基本关系。这种“由浅入深”的处理方式,对于我这样可能没有深厚数学背景但又渴望理解材料力学精髓的读者来说,简直是福音。它就像一位耐心细致的老师,一步一步地引导你,让你在不知不觉中掌握了关键的知识点。书中对各种加载方式下材料响应的分析,从轴向加载到扭转,再到弯曲,每一个章节都围绕着清晰的核心问题展开,并通过大量的图示和算例来辅助理解。我尤其喜欢书中对于“为什么”的解释,它不仅仅告诉你“怎么做”,更深入地剖析了现象背后的物理原理,这让我对所学的知识有了更深刻的认知,而不仅仅是死记硬背公式。那些抽象的概念,在作者的笔下变得生动而具象,仿佛能够亲眼看到材料在力的作用下变形、断裂。即便是在处理比较复杂的应力分析问题时,作者也总能找到一种清晰明了的表达方式,让原本令人生畏的数学推导变得易于理解。我能够感受到作者在编写这本书时付出的心血,他对每一个细节都力求严谨,对每一个概念都解释得透彻。这使得我在学习过程中,即使遇到一些难度较大的题目,也能通过回顾书中的讲解,找到解决问题的思路和方法。这本书为我打下了坚实的材料力学基础,让我对工程设计中材料的选择和结构的可靠性有了全新的认识,绝对是一本值得反复研读的经典之作。

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坦白说,我曾以为材料力学是一门枯燥乏味的学科,但《Mechanics of Materials》这本书彻底颠覆了我的认知。作者以一种引人入胜的方式,将抽象的力学原理与生动的工程实例相结合,让我对材料的力学行为产生了浓厚的兴趣。在梁的剪切应力分析部分,作者不仅推导了剪切应力沿截面高度的分布规律,还详细解释了剪切流的概念,以及它对梁的整体稳定性的影响。我尤其受益于书中关于奇异点和边界条件处理的讲解,这为我解决更复杂的边界值问题提供了清晰的思路。书中对薄壁构件的应力分析,比如薄壁圆筒和环形板,也都处理得非常到位。作者通过引入膜理论和壳体理论,能够有效地分析这些构件在各种载荷下的变形和应力分布,这在飞机机身、储罐设计等领域有着广泛的应用。我反复研读了关于屈曲和稳定性的章节,特别是对于不同边界条件下压杆的临界载荷计算。作者以清晰的数学推导,展示了如何运用能量法和微分方程求解来分析结构的稳定性,这对于确保工程结构的安全性至关重要。这本书的语言风格非常严谨且富有逻辑性,每一句话都经过深思熟虑,确保了概念的准确传达。我能够感受到作者对材料力学研究的深度和广度,以及他将这些知识清晰地传达给读者的决心。

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这本书的内容之丰富和讲解之深入,绝对是材料力学领域的里程碑之作。作者在处理应力分析的各个方面,都展现出了极其深厚的功底。从基础的应力应变关系,到复杂的多轴应力状态,再到材料的非线性行为,本书都进行了详尽的阐述。我特别欣赏书中关于应变能密度和虚功原理的讲解,这两种方法为解决复杂的力学问题提供了强大的工具,并且在材料力学的许多分支中都有广泛的应用。书中对梁的弯曲变形的分析,包括挠度和转角的计算,以及如何利用叠加原理来解决组合加载问题,都做得非常细致。我反复钻研了关于截面性质,如面积矩、惯性矩和极惯性矩的计算,这些概念是理解材料力学行为的基础。书中还介绍了多种计算这些性质的方法,包括数值积分和解析推导,为我提供了多种解决问题的途径。我尤其对书中关于疲劳和蠕变部分的介绍印象深刻,作者不仅解释了这些现象的机理,还提供了实际的预测模型和设计准则,这对于确保结构在长期服役过程中的可靠性具有至关重要的意义。这本书让我明白了材料力学不仅仅是静态的分析,更是对材料在时间、温度和载荷等多重因素影响下行为的全面理解。

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不得不说,这本《Mechanics of Materials》在材料力学领域树立了一个极高的标杆,它的内容之翔实、讲解之透彻,是我在同类书籍中前所未见的。作者在介绍应力集中、疲劳和断裂等高级主题时,并没有回避其复杂性,而是以一种既不失严谨又不乏亲和力的方式呈现出来。我尤其欣赏书中对实验现象的引入,通过实际的案例和数据,将理论知识与工程实践紧密地联系起来,这极大地增强了我学习的趣味性和目的性。比如,在讲解材料的蠕变和应力松弛时,书中详细描述了这些现象在实际工程中的表现,以及如何通过理论计算来预测和控制它们,这对于理解材料在长期载荷下的行为至关重要。此外,书中对于薄壁圆筒和球壳的应力分析部分,我也觉得处理得非常出色。作者通过引入平均应力等概念,巧妙地简化了复杂的几何形状,使得读者能够快速掌握其受力特性。每一个章节的末尾都附有大量的习题,这些习题的难度梯度设计得非常合理,从基础概念的巩固到复杂工程问题的分析,涵盖了广泛的范围。我通过练习这些题目,不仅加深了对理论的理解,更重要的是,锻炼了运用所学知识解决实际问题的能力。这本书不仅仅是一本教科书,更像是一本指导我思考和解决工程问题的宝典。它让我明白了材料力学不仅仅是关于公式的堆砌,更是关于理解材料在各种载荷下的行为规律,以及如何利用这些规律来设计更安全、更可靠的工程结构。

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《Mechanics of Materials》这本书绝对是我在材料力学领域学习过程中遇到的最出色的指南。作者在讲解梁的弯曲应力时,不仅推导了截面应力的分布规律,还深入分析了梁的剪切应力以及它们在整体力学行为中的协同作用。我特别受益于书中关于奇异点和边界条件处理的讲解,这为我解决更复杂的边界值问题提供了清晰的思路。书中对薄壁构件的应力分析,比如薄壁圆筒和环形板,也都处理得非常到位。作者通过引入膜理论和壳体理论,能够有效地分析这些构件在各种载荷下的变形和应力分布,这在飞机机身、储罐设计等领域有着广泛的应用。我反复研究了关于梁的剪切应力分布,以及如何利用截面剪切流来分析梁的剪切性能。书中对这些概念的讲解,都紧密联系了实际工程中的应用,例如在桥梁和建筑结构中,剪切力的影响往往是不可忽视的。此外,本书还对材料的许用应力、安全系数和可靠性设计进行了深入的探讨,这让我对如何将理论知识转化为实际的工程设计有了更清晰的认识。这本书不仅仅是一本教材,更像是一位经验丰富的导师,指引我一步步掌握材料力学的奥秘,并将其应用到解决实际工程问题中。

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《Mechanics of Materials》这本书在我心中树立了材料力学学习的全新标杆,它的内容之全面、讲解之深入,远超我的想象。作者在介绍剪切形变和扭转时,不仅给出了基本的剪切模量和扭转公式,还深入探讨了圆轴和非圆轴的扭转特性,以及如何通过有限元方法来分析复杂截面的扭转问题。我特别受益于书中关于能量储存和耗散的讨论,这些概念不仅有助于理解材料的动力学行为,还能为设计更高效的吸能装置提供理论依据。书中对组合梁的弯曲应力分析,特别是如何处理不同材料属性的梁,也做得非常出色。作者通过引入等效截面等概念,简化了复杂的计算过程,使得读者能够清晰地理解不同材料层对整体弯曲刚度的贡献。我反复研究了关于梁的剪切应力分布,以及如何利用截面剪切流来分析梁的剪切性能。书中对这些概念的讲解,都紧密联系了实际工程中的应用,例如在桥梁和建筑结构中,剪切力的影响往往是不可忽视的。此外,本书还对材料的许用应力、安全系数和可靠性设计进行了深入的探讨,这让我对如何将理论知识转化为实际的工程设计有了更清晰的认识。这本书不仅仅是一本教材,更像是一位经验丰富的导师,指引我一步步掌握材料力学的奥秘,并将其应用到解决实际工程问题中。

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