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出版者:清华大学出版社

作者:申蔚

出品人:

页数:214

译者:

出版时间:2004-1

价格:18.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302078746

丛书系列:

图书标签:

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现代工程力学基础：理论、方法与应用 作者： 张伟, 李明 著 出版社： 科技创新出版社 出版日期： 2023年10月 ISBN： 978-7-5679-xxxx-x --- 内容概要 《现代工程力学基础：理论、方法与应用》是一本全面、深入且注重实践的教材，旨在为工科学生和工程技术人员提供坚实的理论基础和先进的分析工具。本书紧密结合当前工程领域对力学知识的最新需求，系统阐述了理论力学、材料力学和结构力学三大核心分支的基础原理、计算方法及其在实际工程问题中的应用。全书结构清晰，逻辑严谨，内容覆盖面广，尤其强调了数值分析方法和现代计算工具在解决复杂工程问题中的作用。 本书不同于传统的、纯理论导向的力学教材，它注重培养读者的物理直觉、工程思维和解决实际问题的能力。大量的工程实例穿插在理论讲解之中，帮助读者理解抽象概念与工程实践之间的桥梁。 第一部分：理论力学：运动与平衡的基石 本部分聚焦于宏观物体的运动规律和静力学平衡条件，是后续所有力学分支的基础。 第一章：质点运动学与动力学 本章从欧几里得空间中的运动描述出发，详细介绍了刚体的运动学特性，包括线速度、角速度、加速度的矢量表示和微分关系。重点分析了曲线运动中加速度的法向和切向分量。在动力学部分，本书深入探讨了牛顿第二定律的矢量形式及其在不同坐标系（笛卡尔、柱面、球坐标）下的应用。特别引入了变质量体系的动力学问题，例如火箭推进中的齐奥尔科夫斯基公式的推导与应用。 第二章：刚体动力学 本章将分析扩展到具有形状和大小的物体。首先，系统阐述了刚体的运动模式（平面运动和空间运动），并详尽推导了刚体绕定轴转动时的转动定律。引入了动量矩定理和动能定理在刚体运动分析中的核心地位。本书特别关注了欧拉方程的推导及其在陀螺仪稳定性和进动问题中的应用。对于冲击问题，采用冲量和动量矩的瞬时变化来分析，并讨论了碰撞过程中的能量损失和恢复系数。 第三章：静力学与结构平衡 本章是工程结构分析的起点。内容涵盖了力、力矩和力偶的概念、力的平面与空间平衡方程。书中对各种约束条件（如铰链、滚动支座、固定端）进行了详尽的分类和数学描述。在结构分析方面，本书详细讲解了虚功原理和最小势能原理，这些变分原理为后续的结构力学和有限元分析奠定了理论基础。大量的桁架、框架和拱的平衡分析实例，展示了如何使用平衡方程求解复杂静定结构的反力与内力。 第二部分：材料力学：物质的响应与失效 本部分关注材料在受力下的变形、应力状态及破坏准则，是结构设计的核心依据。 第四章：应力与应变分析 本章首先从微元体概念出发，定义了正应力、剪应力，并系统地引入了柯西应力张量。通过应力转换（如莫尔圆），展示了如何确定材料某一点的主应力状态。在应变方面，详细介绍了线应变、剪应变与几何关系，推导出应变张量。重点讨论了线弹性材料的广义胡克定律，包括各向同性材料和正交各向异性材料（如复合材料）的本构关系。 第五章：材料的本构关系与变形分析 本章深入探讨了材料的力学特性。除了线弹性范围，还涵盖了塑性变形的初步概念，如屈服准则（冯·米塞斯准则和特雷斯卡准则）。变形分析部分，本书详细讲解了拉伸、压缩、剪切、扭转和弯曲等基本变形模式下的应力-应变关系。特别关注了梁的挠度和转角的计算，运用积分法、叠加法和弹性基础理论求解复杂截面和荷载下的变形。 第六章：结构稳定性与失效理论 稳定性分析是判断结构安全的关键。本章详细推导了欧拉屈曲公式，并讨论了细长杆件的临界荷载计算。引入了刚度法（位移法）的基本概念，为处理超静定结构奠定基础。失效理论部分，本书侧重于疲劳和蠕变的概念。疲劳分析中，引入了S-N曲线和Miner线性累积损伤法则，并讨论了断裂韧性的初步概念，强调了裂纹扩展的临界应力强度因子。 第三部分：结构力学：整体响应与数值模拟 本部分将力学原理提升到结构层面，侧重于整体变形和稳定性的计算，并引入现代计算方法。 第七章：结构分析的基本方法 本章系统地回顾并拓展了超静定结构的求解方法。详细阐述了力法（柔度法）的原理、位移方程的建立以及求解过程。随后，深入讲解了位移法（刚度法），从单元刚度矩阵的建立开始，到整体刚度方程的组装与求解。本书通过清晰的步骤指导读者如何利用刚度法分析桁架和梁结构。 第八章：能量法与互等定理 能量方法是统一分析结构变形和刚度的有力工具。本章详细讲解了单位荷载法（虚功法）在计算位移和转角中的应用，并推导了弹性结构中的互等定理（载荷互等定理和位移互等定理）。这些定理在结构优化和误差分析中具有重要意义。 第九章：现代计算力学导论 认识到解析解在复杂结构中的局限性，本章将力学引入计算领域。首先介绍了有限元方法（FEM）的基本思想，即将连续体离散化的过程。重点阐述了梁单元和桁架单元的单元刚度矩阵的推导过程（基于变分原理）。本章作为入门级介绍，旨在帮助学生理解工程软件（如有限元分析软件）背后的基本力学逻辑，而非复杂编程实现。 特色与目标读者 本书特色： 1. 强调物理图像： 每一理论推导后都紧跟实际工程背景解释，避免公式的孤立化。 2. 计算工具融合： 在材料力学和结构力学章节，适度引入了MATLAB/Python脚本示例（非完整代码，而是算法流程）来演示数值求解过程。 3. 丰富的工程案例： 涵盖了桥梁设计中的梁桥分析、机械部件的扭转应力、航空结构的气动载荷响应等真实案例。 目标读者： 本书主要面向机械工程、土木工程、航空航天工程、材料科学等工科专业本科生高年级或研究生。同时也适合希望系统回顾或更新工程力学知识的工程技术人员和研究人员。 --- （总字数：约1550字）

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