具体描述
《理论力学教程/高等学校通用教材》是根据理论力学课程教学基本要求编写的面向21世纪的课程教材。书中注意了对原有教材内容改革，积极引入面向21世纪的新内容；在一定程度上消除了部分重叠内容，同时在课程体系上进行了较大幅医的改革创新，对原有理论力学课程体系进行整合优化、融会贯通。其目的是为培养适合21世纪要求的高素质复合型人才服务。
本教程主要包括：刚体静力学、工程运动学、工程动力学、高等动力学基础四部分。可供高等工科院校的航空航天、机械、土木建筑、水利水电、机电、采矿、材料等专业选用，其中打“*”的内容为选学内容，可根据学时要求及具体的教学需要选用；也可供其他专业和有关工程技术人员选用。
经典建筑的蓝图：结构工程力学原理与应用 本书导言： 自古以来，人类对稳定与坚固的追求从未停歇。从宏伟的金字塔到精巧的桥梁，再到我们日常依赖的高楼大厦，支撑这一切的基石始终是隐藏在材料之下的力量与形变的规律。本书并非探讨微观粒子或抽象的运动轨迹，而是专注于宏观世界中，结构如何承受载荷，如何保持自身的完整性与功能。我们致力于提供一套严谨、全面且极具实践指导意义的结构力学知识体系，它是所有土木、结构、机械以及建筑工程专业人士必须掌握的核心语言。 第一部分：静力学的基石——力的平衡与构件分析 本部分将带领读者从最基础的力学概念出发，构建起分析静止结构物的思维框架。 第一章：力与平衡的基本原理 我们将深入探讨力的概念——矢量特性、合成与分解。重点分析二维及三维空间中的平衡方程，确保读者对“合力为零、合力矩为零”的物理意义有深刻理解。本章会详细阐述约束的种类与反力计算。从简支梁、悬臂梁到更复杂的桁架结构，我们将展示如何通过平衡方程来确定所有外部作用力和约束力。此处强调的是对实际工程中支座和连接件的物理建模能力。 第二章：结构的主体——桁架、框架与拱 桁架作为最有效率的平面受力结构之一，其分析方法是本部分的重中之重。我们将系统介绍结点法和截面法在桁架内力求解中的应用，侧重于对冗余和不足约束桁架的识别与处理。随后，转向框架结构，引入复杂载荷（如移动荷载）对梁系的影响。拱结构作为一种独特的受压结构，其受力特点和力矩线分析方法将被详细阐述，解释其在抵抗水平推力时的优越性。 第三章：构件的内力——剪力、弯矩与轴力图 这是将抽象力转化为工程图纸的关键一步。本章致力于建立起描述构件内部应力状态的数学工具。我们将详细推导梁的剪力方程和弯矩方程，并展示如何利用微分关系（$frac{dV}{dx} = w(x)$ 和 $frac{dM}{dx} = V(x)$）快速绘制复杂荷载下的剪力图和弯矩图。对于框架结构，我们将讨论在传递力矩作用下，内力图的绘制技巧，这是后续强度和刚度校核的基础。 第二部分：材料的响应——应力、应变与本构关系 结构力学不仅仅是力的平衡，更是对材料在这些力作用下如何反应的研究。 第四章：一维应力与应变分析 本章聚焦于杆件在轴向拉伸或压缩下的行为。定义应力（法向应力）和应变，并构建起材料最基本的本构关系——胡克定律。我们将讨论材料的弹性极限、屈服点和极限强度，并引入安全系数的概念。随后，内容扩展至静不确定体系（静不定问题）的分析，讲解如何结合变形相容方程来求解超静定结构。 第五章：横截面的性质与梁的弯曲 梁的弯曲是工程中最常见的受力形式之一。本章深入探讨横截面的几何性质，如面积惯性矩、截面模量和中性轴的确定。基于这些性质，我们将推导出标准的梁的弯曲正应力公式 ($sigma = frac{My}{I}$)，并解释应力沿截面的分布规律。同时，本章会详细分析剪切应力在梁截面上的分布情况，尤其关注矩形和工字型截面的剪应力集中现象。 第六章：扭转与复合应力状态 当杆件承受扭转力矩时，其内部产生切应力。本章分析圆截面杆件的扭转公式，并探讨非圆截面在扭转作用下的应力集中问题。更进一步，我们将进入复合应力状态的分析。重点讲解二维和三维应力状态下的应力转换，引入莫尔圆（Mohr's Circle）作为求解主应力和最大剪应力的强大几何工具。讨论应力状态下的失效准则，如最大剪应力理论和最大变形能理论，这是判断结构是否安全失效的关键。 第三部分：刚度与变形——结构分析的高级主题 结构不仅要“不破”，还要“不变形过度”。本部分侧重于结构的位移和变形分析。 第七章：结构变形分析的能量方法 能量方法为解决复杂结构变形问题提供了优雅的途径。本章首先引入虚功原理，这是建立结构变形与内力关系的核心。随后，详细阐述单位载荷法（或称为虚应力法）在计算位移中的应用。重点引入结构分析中极其重要的单位力法（Unit-Load Method），通过虚应力和虚位移的积分来求解梁、框架及桁架的线位移和转角。 第八章：超越单位力法——结构位移的系统计算 本章将单位力法系统化，并引出更强大的工具：卡斯特里亚诺第二定理（Castigliano’s Second Theorem），用于求解位移或转角。对于静不定结构，结合能量方法，我们将展示如何利用最小势能原理来建立超静定结构的平衡方程，从而求解出多余约束力。本章内容为后续学习有限元分析方法奠定了坚实的理论基础。 第九章：梁的挠度和斜率 专门针对梁的变形，本章将详细推导欧拉-伯努利梁理论，并运用微分方程求解挠度和斜率。讨论如何通过边界条件确定积分常数。本章将区分简支梁、固定端梁在均布荷载和集中力作用下的挠度曲线，并强调在实际工程中，控制挠度有时比控制强度更为关键。 结语：理论与实践的桥梁 本书的最终目标是培养工程师的结构直觉。所有理论推导都紧密联系着实际构件的受力情景。我们通过大量的算例和习题，确保读者能够熟练地将力学原理应用于实际的桥梁、厂房、塔架等工程结构的设计与评估中。掌握这些原理，意味着你能够理解并驾驭工程世界中最基本的稳定力量。
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