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出版者:

作者:高文胜

出品人:

页数:229

译者:

出版时间:2010-1

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787113108007

丛书系列:

图书标签:

• 三维设计
• 造型设计
• 建模
• 渲染
• 设计软件
• 工业设计
• 艺术设计
• 计算机图形学
• 视觉艺术
• 创意设计

建筑工程力学与结构分析 本书聚焦于建筑工程领域的核心理论与实践应用，深入剖析结构受力机理、材料性能以及复杂结构的稳定性与可靠性。 --- 第一部分：基础理论与静力学原理 本书首先构建了坚实的力学基础，为后续复杂的结构分析打下理论基石。 第一章：工程力学的基本概念与公理 本章详细阐述了工程力学的研究范畴、基本假设（如连续介质假设、理想化模型）以及作用在结构上的基本力学量（力、力矩、应力、应变）的定义与量纲。重点介绍了力的平衡条件、刚体的概念及其在工程中的应用。通过对静力平衡方程在平面和空间中的完整表述，使读者掌握判断结构是否处于平衡状态的判据。 向量代数与空间力系平衡： 详细推导了笛卡尔坐标系下力、力矩的分解与合成方法，重点解析了空间任意力系的平衡方程，并引入了虚功原理作为分析静力平衡的补充工具。 约束与反力： 系统分类了常见的结构约束类型（如铰接、滑动、固定），并演示了如何根据平衡条件和约束性质准确计算各种类型的反力，为后续的内力分析奠定基础。 第二章：结构内力分析与图解法 本章是结构力学计算的起点，专注于如何确定构件内部承受的应力和力。 截面法与内力方程： 详细介绍了截面法在求解梁、桁架、框架内部轴力（N）、剪力（Q）和弯矩（M）中的应用。通过对结构进行恰当的切割，建立了控制内力的微分方程组。 图线绘制与性质： 系统讲解了如何根据荷载分布和边界条件，绘制剪力图（SFD）和弯矩图（BMD）。深入探讨了荷载、剪力和弯矩图线之间的微积分关系（如剪力图是荷载积分，弯矩图是剪力积分），并利用这些关系快速准确地确定极值点和拐点。 复杂结构内力计算： 拓展至斜向荷载作用下的梁、以及包含集中力偶和集中荷载的复杂结构内力求解流程。 第三章：结构几何性质与材料本构关系 本章聚焦于构件的几何特性及其对抵抗变形能力的影响，以及材料在受力下的响应规律。 截面几何性质： 深入讲解了梁的惯性矩（$I$）、面积矩（$S$）、截面模量（$W$）的计算方法，包括平行轴定理和转轴定理在不规则截面分析中的应用。对空心截面、复合截面的惯性矩计算进行了详细的步骤指导。 材料力学基础： 阐述了线弹性材料的本构关系，重点介绍了胡克定律（Hooke's Law）及其在单向、双向应力状态下的应用。引入了剪切模量（$G$）、体积变形模量（$K$）等弹性常数，并推导了它们之间的关系。 应力分析： 详细分析了正应力（拉伸、压缩、弯曲）和剪应力（剪切、扭转）的形成机制与计算公式，为后续的强度校核做准备。 --- 第二部分：应力、变形与强度、刚度 本部分将理论知识与实际工程问题相结合，探讨构件在荷载作用下的变形规律及其是否满足强度和刚度的要求。 第四章：轴向变形与应用 本章专门研究构件在轴向拉伸或压缩作用下的长度变化。 轴向变形计算： 导出并应用轴向拉伸/压缩的位移公式 $Delta L = frac{NL}{AE}$，并讨论了材料的线弹性范围与屈服极限。 静不定结构的轴向分析： 重点分析由两个或多个构件串联或并联组成的静不定轴向结构。通过引入变形相容条件（位移相等或总位移为零），建立了求解超静定结构的方程组，并计算了各杆件的内力和应力。 温度应力： 引入温度变化对结构产生的影响，分析在约束条件下由温度应力引起的内力和变形。 第五章：弯曲变形与挠度计算 本章是结构分析的重点，涉及梁的抗弯性能与变形。 挠度公式推导： 基于弯曲理论，推导了梁的弯曲微分方程 $frac{d^2w}{dx^2} = frac{M(x)}{EI}$。 精确解法： 详细介绍了求解梁挠度的精确方法，包括积分法（Double Integration Method）和弯矩累积法（Area Moment Method）。重点讲解了在不同边界条件（简支梁、悬臂梁、固定端梁）下如何利用初始条件确定积分常数。 叠加原理应用： 利用叠加原理分析组合荷载作用下梁的挠度，提高了复杂问题求解的效率。 第六章：扭转变形与剪应力 本章专注于研究圆截面杆件在扭矩作用下的力学行为。 扭转刚度与剪应力： 推导了圆轴扭转的应力公式 $ au = frac{Tr}{I_p}$ 和转角公式 $ heta = frac{TL}{GI_p}$，其中 $I_p$ 为极惯性矩。 非圆截面扭转： 讨论了方截面、矩形截面等在扭转下的应力集中现象，引入了扭转系数的概念进行修正计算。 第七章：结构强度与刚度校核 本章将应力分析结果与工程规范相结合，确保结构的安全性和适用性。 强度准则： 介绍并比较了最大正应力理论（Rankine）、最大剪应力理论（Tresca）和最大畸变能理论（Von Mises）在判断材料失效（屈服）中的适用性。 安全系数确定： 讲解了如何根据材料的许用应力，对梁、轴等主要构件进行强度校核，确定构件的安全裕度。 刚度要求： 阐述了在实际工程中，结构变形（如梁的挠度）限制的重要性，并根据规范限值对结构设计进行刚度控制。 --- 第三部分：超静定结构分析与稳定性 本部分引入了更高级的分析技术，用于处理传统静力学无法直接求解的超静定结构，并探讨了结构的失稳问题。 第八章：超静定结构的能量法分析 本章利用能量原理解决超静定结构问题，具有极高的通用性。 单位力法（Principle of Virtual Work）： 详细阐述了虚功原理在求解位移和反力中的应用。重点推导了求位移的公式，并将其扩展到求解超静定结构的冗余力。 卡氏定理（Castigliano's Theorem）： 系统讲解了第一定理（用于求位移）和第二定理（用于求力）的应用，特别是在复杂桁架和框架中的求解技巧。 静不定性的判断与冗余力的求解： 明确了结构静不定次数的计算方法，并通过单位力法和能量法求解一次和二次超静定结构的冗余内力。 第九章：力矩分配法与荷载传递 本章侧重于框架结构的实际分析方法，特别是应用于超静定框架。 基本概念： 引入了固定端弯矩（FEM）、刚度系数、分配系数和 2:1 修正等核心概念。 荷载传递过程： 分步详解了力矩分配法的迭代计算流程，包括初始分配、平衡与传递，直至收敛。重点处理了具有不同刚度或不同端部条件的复杂框架。 第十章：结构稳定性理论 本章探讨了在受压荷载作用下，细长杆件可能发生的失稳现象。 欧拉公式与临界荷载： 详细推导了欧拉公式（Euler Formula）及其在细长杆件中的应用，确定了临界屈曲载荷 $P_{cr}$。 有效长度与率（$lambda$）： 讨论了不同约束条件下（如一端固定一端自由、两端铰接等）的有效长度系数 $L_e$，并引入了细长比 $lambda$ 来区分杆件的受压状态（细杆、中间杆、粗杆）。 实际屈曲的修正： 介绍了考虑材料塑性影响的容许载荷计算方法，如规范中基于五段曲线（或修正欧拉公式）对中等细长杆件的承载力进行校核。 附录：常用材料的力学性能表与标准截面惯性矩速查表 本书的附录提供了工程中常用的钢材、混凝土和木材的力学性能参数，以及标准工字钢、槽钢等型材的截面特性数据，方便读者进行实际工程计算和查阅。 --- 本书特色： 理论与实践紧密结合： 每一个理论推导后，均配有详细的工程算例，模拟实际施工中可能遇到的荷载工况。 图示清晰： 采用大量原理图、受力图和荷载-内力图来阐释复杂的力学概念，增强直观性。 注重思维训练： 强调“静力平衡先行，变形相容为辅”的分析思路，培养读者对结构力学问题的系统性解题能力。 适用对象： 土木工程、结构工程、建筑工程及相关工科专业本科生、研究生，以及初涉结构设计领域的工程师。

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这本书的价值，在于它对“流程优化”和“效率提升”的深入探讨。作为一个长期在效果图制作行业打拼的自由职业者，我深知时间就是金钱，一个好的工作流程能省下多少返工时间。《三维造型设计》用相当大的篇幅专门讨论了项目管理的视角下的三维工作流。它系统地分析了从概念导入、资产管理、版本控制到最终输出的整个链条中的常见瓶颈，并提供了切实可行的解决方案。比如，书中详细对比了不同软件间数据交换的最佳实践，避免了导入导出时因格式不兼容导致的精度损失和面数爆炸问题。此外，它还提供了一套非常实用的“模块化建模”策略，鼓励我们将复杂模型拆解成可复用的组件，极大地提高了大型场景的构建效率。这本书的实用性已经超越了基础教程的范畴，它更像是一部行业内资深人士总结出来的“效率手册”。读完之后，我立即对我的日常工作流程进行了调整，效果立竿见影，真是一本能带来实际效益的宝典。

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这本书的排版和视觉呈现绝对是行业内的顶尖水准。作为一名视觉设计师，我非常看重阅读体验。《三维造型设计》的纸张质感非常舒服，印刷色彩还原度极高，特别是那些展示光影和材质效果的渲染图，色彩的层次感和细节的捕捉能力令人惊叹。更重要的是，作者在内容组织上体现出极强的逻辑性。它不是按照软件的菜单顺序来编排，而是完全围绕“造型思维”这条主线展开。从早期的概念草图如何转化为精准的数字模型，到后续如何运用拓扑学原理优化网格，每一步都过渡得自然流畅。书中还穿插了一些历史上著名设计师的作品分析，这让枯燥的技术学习过程变得充满艺术气息。每次翻阅，我都会发现一些新的细节，比如作者对不同渲染引擎对特定材质表现差异的对比分析，这些都是实践中才能总结出的宝贵经验。这本书，与其说是一本工具书，不如说是一本艺术鉴赏与技术实践相结合的“设计圣经”。

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说实话，我本来对这种号称“全方位”的教程书持保留态度的，通常都是蜻蜓点水，什么都讲一点，但都不够深入。但《三维造型设计》完全颠覆了我的认知。我主要关注的是工业设计方向，对曲面的精度和工程公差要求很高。这本书在讲解高阶曲面处理时，简直是教科书级别的严谨。它详细分析了NURBS曲面在不同控制点下的形变规律，并且给出了大量实际案例中如何通过调整曲率来避免视觉上的瑕疵。我尤其欣赏作者对“设计美学”和“技术实现”之间平衡的探讨。很多教程只教你怎么做，但这本书会告诉你“为什么”要这么做，背后的设计哲学是什么。比如，它对“黄金分割”和“斐波那契数列”在三维空间中的应用解析得尤为精妙，让我的作品瞬间提升了一个档次。读完之后，我感觉自己不再仅仅是一个“操作员”，而是一个真正理解了造型语言的设计师。这本书的深度，完全可以作为专业院校的参考用书，不是那种流行读物能比拟的。

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我是一个偏爱角色建模和动画领域的学习者，过去找的很多资料都过于偏向硬表面建模，对于如何塑造富有生命力和情感的有机体造型总是力不从心。《三维造型设计》中关于人体解剖和动态捕捉部分的讲解，简直是为我量身定做的惊喜。它不仅仅停留在肌肉和骨骼的表层结构，而是深入探讨了如何通过调整次级曲面来表现紧张感、放松感或疲惫感。作者还引入了影视特效行业中常用的“雕塑微调”流程，教我们如何利用数字雕刻工具去模拟传统粘土雕塑的细腻笔触。我尤其喜欢其中关于“动态平衡点”的章节，它教会我如何让一个静态的姿势看起来充满了故事性，而不是僵硬地立在那里。这本书的案例库非常丰富，不仅有静态的特写镜头，还有关于运动轨迹的分析图，这对于我理解如何在三维空间中表现时间感和速度感大有裨益。这本书成功地将艺术家的感性思维与工程师的理性规范完美地融合在了一起。

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这本《三维造型设计》简直是我的设计启蒙！我之前对3D建模和设计完全是小白一个，看着那些复杂的软件界面就头疼。但是这本书的叙述方式非常亲和，它不是那种枯燥的理论堆砌，而是像一个经验丰富的前辈手把手带着你入门。最让我惊喜的是，它对基础概念的讲解极其透彻，比如什么是多边形建模，什么是细分曲面，作者都能用非常形象的比喻来解释，让我一下子就明白了其中的原理。我特别喜欢其中关于“结构思维”的那一部分，它教我如何在动手操作之前，先在脑海中构建起物体的空间逻辑和骨架。这本书里有很多配图，而且图例的选择非常巧妙，都是一些日常生活中常见的物品，这极大地降低了我的学习门槛。我感觉自己不再是面对一个冰冷的软件，而是像在玩一个有趣的积木游戏，只是这个积木可以无限塑形。现在，即便是面对一些复杂的有机体造型，我也不再感到无从下手，而是能从最基本的几何体开始，逐步推导出想要的形状。这本书为我打下的基础，让我对后续更深入的学习充满了信心，强烈推荐给所有想跨入三维设计领域的新手们！

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