材料力学理论与习题

材料力学理论与习题 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:清华大学出版社
作者:纳什
出品人:
页数:488
译者:
出版时间:2003-3-1
价格:43.00
装帧:平装(无盘)
isbn号码:9787302062660
丛书系列:国际著名力学图书影印版系列
图书标签:
  • 材料力学
  • 工程力学
  • 固体力学
  • 结构力学
  • 力学
  • 教材
  • 习题
  • 应力
  • 应变
  • 变形
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具体描述

“沙姆纲要集”(SCHAUM'S OUTLINES)是风行于欧美各高等院校的大学生学习指导丛书,至今销售量已超过3000万册。本书是美国著名的材料力学学习指导书和习题集,至今已出到第4版。书中以简明易懂的方式告诉学生哪些是材料力学中必须掌握的知识而回避哪些不必要的细节,训练学生应用材料力学基本原理解题的思路和技巧,通过“边学边做”的方式让学生真正将知识学到手,是一本帮助学生独立自学、深入理解材料力学和取得优异成绩的优秀辅导教材。

本书主要读者对象是正在高等理工院校学习材料力学或工程力学课程的本科生和准备报考研究生的学生,同时也是力学教师、工程师和科技人员的有用参考资料。

《结构动力学基础》 内容提要: 本书系统地阐述了结构动力学的基本理论、分析方法和工程应用。全书内容由浅入深,理论推导严谨,并配有大量工程实例和习题,旨在帮助读者建立扎实的结构动力学知识体系,掌握应对复杂动态载荷下结构响应分析的能力。 第一章 绪论 本章首先界定结构动力学的研究范畴及其在土木、机械、航空航天等工程领域中的重要性。通过回顾经典静力学和材料力学的局限性,强调了考虑时间效应在现代工程设计中的必要性。重点阐述了线弹性、粘弹性及粘塑性材料在动态分析中的基本假设和适用条件。引入自由振动、强迫振动及随机振动等基本概念,并初步介绍结构的自由度、离散化以及数值分析的意义。 第二章 单自由度系统动力学 本章是结构动力学分析的基石。详细推导了经典单自由度系统的运动微分方程,涵盖无阻尼自由振动、有阻尼自由振动、简谐激励下的强迫振动以及任意激励下的响应分析。重点讨论了系统的固有频率、阻尼比(包括粘性阻尼和结构阻尼的表征)以及振型。深入分析了系统的振动特性,如固有频率的确定、共振现象的产生机理及其危害,并介绍了通过解析法(如待定系数法、拉普拉斯变换法)求解暂态响应和稳态响应的精确步骤。此外,还涵盖了冲击载荷和脉冲载荷作用下的瞬态响应分析。 第三章 多自由度系统动力学 多自由度系统是工程实际中更普遍存在的模型。本章从拉格朗日方程出发,系统地推导了多自由度系统的运动微分方程(矩阵形式)。核心内容在于模态分析,即如何通过特征值问题求解系统的固有频率和振型(主坐标变换)。详细讲解了质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵的建立过程。重点阐述了经典模态分析法(或称正交性原理)在线性系统动力学分析中的应用,特别是如何将复杂的多自由度问题解耦为若干独立的单自由度问题,从而利用第二章的方法求解各阶模态的响应。讨论了 Rayleigh 阻尼的建立及其在模态解耦中的作用与局限性。 第四章 连续体动力学基础 本章将分析将结构视为具有无限自由度的连续体模型,以奠定更精确分析的基础。主要关注梁、板结构的振动问题。通过欧拉-伯努利梁理论和更精确的Timoshenko梁理论,推导了无阻尼自由振动的偏微分控制方程。采用分离变量法求解常微分方程组,得出连续体结构的固有频率和振型函数(正交性)。对于特定边界条件下的连续梁振动,给出具体的解析解形式。简要引入有限元方法(FEM)在处理复杂边界条件和非均匀截面时的优势,为后续的数值方法做铺垫。 第五章 振动控制与能量分析 本章聚焦于如何通过主动或被动手段控制结构的振动响应。系统介绍了减隔震技术的基本原理,包括隔震支座(如铅芯橡胶支座、叠层橡胶支座)的动力学特性和模型化。重点阐述了粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器和调谐质量阻尼器(TMD)的工作机理及其在抑制特定振动模式中的效果。从能量角度,分析了能量耗散和能量传递过程,这有助于理解阻尼装置的效率和优化设计。 第六章 随机振动理论 工程结构常遭受地震波、风荷载等随机过程激励。本章将随机过程理论引入动力学分析。介绍随机变量、随机过程的基本概念,如概率密度函数、均值、方差、自相关函数和功率谱密度函数(PSD)。重点阐述了平稳随机过程的性质。应用线性系统理论,推导了随机激励下结构的稳态响应的功率谱密度函数(通过输入输出PSD的关系)。以白噪声和地震动模型(如地震动峰值和有效值)为例,计算了结构响应的均方根值和峰值响应,这是评估结构疲劳和极限状态的关键指标。 第七章 时程分析与计算方法 在实际工程中,常需要精确模拟结构在特定历史记录(如地震波)下的时间域响应,这依赖于数值积分方法。本章详细介绍几种主流的直接数值积分法,包括中心差分法(显式法)和Newmark-$eta$法、Wilson-$ heta$法(隐式法)。深入讨论了这些方法的稳定性和精度要求,特别是模态叠加法(基于模态分解的结果)与直接时间积分法的适用场景比较。最后,简要介绍非线性动力学分析的基本思路,包括材料非线性和几何非线性的引入对计算稳定性的挑战。 附录:线性代数基础回顾 复习求解特征值问题、矩阵的求逆与分解、模态坐标变换等在动力学分析中常用的线性代数工具。 适用对象: 土木、结构工程、机械工程、航空航天工程专业的高年级本科生及研究生。亦可作为从事结构抗震设计、结构健康监测、振动控制研究的工程技术人员的重要参考书。 本书特色: 理论与工程结合紧密: 避免纯理论的空泛,紧密联系实际的工程问题,如高层建筑抗风、桥梁抗震等。 习题设计精良: 每章末均附有层次分明的习题,包括理论推导题和工程数值计算题,以巩固学习效果。 现代化分析视角: 不仅教授经典解析方法,也充分展示现代计算工具(如有限元分析软件)在动力学问题求解中的应用基础。

作者简介

目录信息

Chapter 1 TENSION AND COMPRESSION
Chapter 2 STATICALLY INDETERMINATE FORCE SYSTEMS TENSION AND COMPRESSION
Chapter 3 THIN-WALLED PRESSURE VESSELS
Chapter 4 DIRECT SHEAR STRESSES
Chapter 5 TORSION
Chapter 6 SHEARING FORCE AND BENDING MOMENT
Chapter 7 CENTROIDS ,MOMENTS OF INERTIA ,AND PRODUCTS OF INERTIA OF PLANE AREAS
Chapter 8 STRESSES IN BEAMS
Chapter 9 ELASTIC DEFLECTION OF BEAMS :DOUBLE-INTEGRATION METHOD
Chapter 10 ELASTIC DEFLECTION OF BEAMS:METHOD OF SINGULARITY FUNCTIONS
Chapter 11 STATICALLY INDETERMINATE ELASTIC BEAMS
Chapter 12 SPECIAL TOPICS IN ELASTIC BEAM THEORY
Chapter 13 PLASTIC DEFORMATIONS OF BEAMS
Chapter 14 COLUMNS
Chapter 15 STRAIN ENERGY METHODS
……
· · · · · · (收起)

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