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页数:412

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出版时间:2008-6

价格:27.90元

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isbn号码:9787040247015

丛书系列:

图书标签:

• 教育创新
• 教育改革
• 教学方法
• 课程设计
• 教育理念
• 未来教育
• 教育发展
• 教育实践
• 教师发展
• 教育政策

好的，这是一份关于一本名为《现代工程力学基础》的图书简介，字数控制在1500字左右，力求详实且自然流畅。 --- 图书名称：《现代工程力学基础》 图书简介 前言：时代的呼唤与学科的革新 在二十一世纪的工程领域，我们正以前所未有的速度迈向更宏伟、更复杂的结构与系统。从超高层建筑的抗震设计，到航空航天器轻量化材料的应力分析；从精密机械的动态响应，到生物医学植入物的生物力学评估，一切挑战的基石，都深深植根于坚实的力学原理。然而，传统的力学教学体系，在面对新材料、新结构以及数字化模拟技术的冲击时，已显现出其局限性。 《现代工程力学基础》正是在这样的时代背景下应运而生。本书并非对经典力学知识的简单复述或堆砌，而是旨在构建一座连接经典理论与现代工程实践的坚固桥梁。它着重于提炼那些贯穿所有工程分支的核心概念，并以一种更贴近现代工程师思维模式的方式进行阐述。我们的目标是培养出不仅懂得“如何计算”，更能理解“为何如此计算”的创新型人才。 第一部分：理论基石的重塑与深化 本书的开篇，从牛顿力学和欧拉-柯西应力概念的严谨回顾入手，但迅速转向了更具现代意义的视角——即从能量和变分原理出发理解力学的基本规律。 第一章：连续介质的描述与平衡方程的统一 本章深入探讨了位移场、应变张量和应力张量的数学描述，重点剖析了柯西应力张量在三维空间中的几何意义。我们摒弃了繁琐的坐标系依赖，强调了张量分析在建立物体平衡方程时的普适性和简洁性。特别关注了静力学平衡方程的微分形式，并结合边界条件（包括牵引力和位移边界条件）的精确施加，为后续的结构分析打下坚实的数学基础。 第二章：本构关系与材料模型的演进 力学问题的核心在于理解材料如何响应外力。本章系统梳理了线弹性体的胡克定律，但更重要的是，它将笔墨聚焦于材料模型的扩展。我们详细讨论了各向异性材料（如复合材料）的本构关系表示，引入了粘弹性、粘塑性等时效性模型的初步概念。此外，鉴于现代制造技术对材料性能的特殊要求，本章还对梯度材料（Material Gradients）的力学特性进行了初步探讨，以期拓宽读者的视野。 第三部分：动力学与稳定性分析的现代视角 经典动力学往往侧重于质点和刚体的运动，而现代工程则要求我们面对柔性体和复杂系统的振动。 第三章：柔性体动力学与模态分析 本章的核心在于将连续介质的运动微分方程（欧拉-伯努利梁理论或更先进的弹性动力学方程）转化为离散化的有限元模型。我们详细介绍了特征值问题的建立过程，并重点阐述了结构振动的模态分析及其在工程设计中的应用，如避免共振、控制振动响应等。对阻尼的处理不再停留于简单的粘性阻尼，而是引入了结构阻尼和材料阻尼的概念。 第四章：结构稳定性与非线性问题的引言 结构失稳是工程中灾难性的后果。本章系统分析了几何非线性和材料非线性对结构承载能力的影响。欧拉屈曲理论被置于更广阔的非线性屈曲分析背景下考察。我们强调了“小变形”假设的局限性，并为后续进入更深入的非线性有限元分析（如大变形分析或接触问题）做了理论铺垫。 第三部分：计算方法的整合与工程应用 力学的理论只有通过有效的计算手段才能转化为实际可操作的设计方案。《现代工程力学基础》的独特之处在于，它从一开始就将计算思维融入理论讲解之中。 第五章：变分原理与有限元法的桥接 本章是全书的理论高潮。我们以虚功原理和瑞利-里兹原理为核心，系统推导了有限元方法的变分基础。通过对形函数（Shape Functions）的选择、刚度矩阵的装配过程的详细剖析，读者能够清晰地理解有限元方法的“黑箱”是如何被打开的。本章不只是展示公式，更注重对单元选择、网格划分对结果影响的物理洞察。 第六章：高级主题的初步探索——接触与断裂 现代工程设计中无法回避接触和损伤问题。本章对复杂接触（如滚动摩擦、多点接触）的数值处理方法进行了概述，并引入了断裂力学的基本概念——应力强度因子和断裂韧性。虽然本书旨在作为“基础”，但对这些前沿领域的介绍，意在激发读者对更深入研究的兴趣。 结语：面向未来的工程师思维 《现代工程力学基础》旨在培养的不是计算工具的使用者，而是物理现象的深刻理解者和问题的解决者。本书中的每一个章节，都强调了从物理直觉出发，运用数学工具进行精确描述，最终回归工程判断的完整循环。掌握了本书所阐述的原理与方法，读者将能够自信地驾驭从经典到现代的各类工程力学挑战，为未来的结构设计、材料开发和先进制造提供坚实的理论支撑。它不仅仅是一本教材，更是一份通往专业深度的思维指南。 ---

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