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出版者:化学工业出版社

作者:黄璐

出品人:

页数:416

译者:

出版时间:2001-2-1

价格:35.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787502531317

丛书系列:

图书标签:

• 化工设计
• 化工工程
• 流程设计
• 设备设计
• 工程计算
• 工业化学
• 化学工程
• 工艺流程
• 安全设计
• 自动化控制

好的，这是一份关于一本名为《结构力学基础与应用》的图书简介，其内容完全不涉及“化工设计”这一主题，旨在提供一份详尽、专业且自然的图书介绍。 --- 图书简介：《结构力学基础与应用》 概述：工程科学的基石与现代设计的桥梁 《结构力学基础与应用》并非一本关于化学过程或装置布局的著作，而是深入探讨固体受力分析、变形计算以及结构稳定性的经典工程教科书。本书聚焦于宏观世界中材料如何响应外力作用，是土木工程、机械工程、航空航天乃至精密仪器设计等所有涉及载荷传递与安全性的学科领域中不可或缺的理论支撑。 本书旨在为读者构建一个从微观材料性质到宏观结构响应的完整知识体系，强调理论的严谨性与工程实践的紧密结合。我们坚信，只有深刻理解力是如何在结构中流动的，才能真正实现安全、经济且高效的结构设计。 第一部分：静力学的原理与平衡的艺术（约 350 字） 本书的开篇奠定了结构力学分析的基石——静力学。我们从最基本的概念入手，清晰阐述了力的概念、矢量表示、力系平衡的条件以及自由体图的绘制技巧。 关键内容包括： 1. 约束理论与反力计算： 详细分析了工程结构中常见的各种约束类型（如铰接、固定、滚动支撑），并系统性地介绍了求解复杂平面及空间力系平衡方程的方法。 2. 构件内力分析： 引入了截面法的核心思想，用于精确计算梁、桁架和框架结构内部的轴力、剪力和弯矩。特别强调了如何通过内力图（轴力图、剪力图、弯矩图）直观地展示结构受力状态的分布规律。 3. 桁架分析： 专门章节讲解了如何应用结点法（或节点法）和截面法（或截割法）来分析静定桁架的杆件内力，确保读者能够熟练处理桥梁和屋架等典型结构。 第二部分：材料的本构关系与应力分析（约 400 字） 结构力学从研究力的平衡转向研究力在材料内部引起的效应——应力与应变。本部分深度剖析了材料在不同载荷条件下的响应机制。 核心理论深度解析： 1. 应力与应变基础： 详细定义了正应力、剪应力，并引入了应变的概念。重点阐述了胡克定律在材料弹性范围内的普适性，并讨论了泊松比对材料横向变形的影响。 2. 复合应力状态分析： 这是本书的难点与重点。我们超越了一维受力分析，深入讲解了应力转换理论，包括莫尔圆在二维平面应力状态下的应用。读者将学会如何通过莫尔应力圆来确定构件危险截面上的主应力和最大剪应力。 3. 失效准则： 基于计算出的主应力，本书系统介绍了判定材料是否发生屈服或破坏的经典准则，如最大正应力理论（库仑-特雷斯卡准则）和最大畸变能密度理论（冯·米赛斯准则），为安全系数的选取提供理论依据。 4. 扭转与压曲： 针对细长杆件，本书独立成章探讨了圆截面和任意截面构件的扭转应力分布规律，并引入了欧拉公式，为理解细长柱的失稳（压曲）现象打下基础。 第三部分：变形与超静定结构的分析（约 450 字） 仅知道构件的内力是不够的，工程设计必须保证结构具有足够的刚度，即限制其变形。本部分引入了能量法，并着重解决工程中最常见的超静定结构问题。 关键分析工具与方法： 1. 变形计算的几何方法： 详细讲解了积分法（Double Integration Method）和弯曲图中转角与位移的几何关系，用于精确计算梁的挠度和转角。 2. 能量法精讲： 本书投入大量篇幅介绍结构分析的强大工具——单位力法（Unit Load Method）和卡氏第二定理（Castigliano’s Second Theorem）。通过计算虚功，读者能够高效、准确地求解复杂结构（包括桁架和框架）的位移和转角，且不受结构静定性的限制。 3. 超静定结构求解： 这是连接基础理论与实际工程设计的关键一步。本书采用力的兼容性方程（超静定力法）和位移兼容性方程（超静定变形法/挠角法），系统地阐述了如何建立多余约束方程，从而求解静力学上无法确定的超静定框架、连续梁和多跨桁架的内力和支座反力。 第四部分：结构动力学初步与高级主题（约 300 字） 在现代工程中，结构往往需要承受振动载荷（如风、地震、机器振动）。本书的最后部分将读者导向更广阔的领域——结构动力学。 前沿及应用展望： 1. 单自由度系统振动： 引入了自由振动、有阻尼振动和受迫振动的基本概念，解释了固有频率和振型的重要性。 2. 结构动力学基础： 讨论了地震作用下结构的反应，引入了反应谱分析的基本概念，确保结构设计能应对动态环境下的安全挑战。 3. 有限元思想的引入： 简要介绍了将连续体离散化为有限单元的思想，为读者过渡到更高级的有限元分析软件应用打下必要的理论准备。 总结：面向实践的工程思维 《结构力学基础与应用》力求在理论深度和工程实用性之间找到完美的平衡。全书配有大量精心挑选的例题和习题，这些例题均取材于实际工程场景，旨在培养读者独立分析和解决复杂结构问题的能力。阅读本书后，读者将掌握结构分析的“语言”，能够自信地评估任何静定或超静定结构的安全性、刚度与稳定性，从而成为一名合格的结构工程师或进行严谨设计的基础研究人员。 --- 适用对象： 土木工程、机械工程、材料科学、力学等相关专业本科生及研究生，以及需要复习或深入理解结构力学原理的工程技术人员。

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这本书的章节安排也很有意思，它并非完全按照标准的“单元操作”顺序来组织内容，而是采用了主题驱动的叙事方式。例如，某一章的主题是“容错性”，围绕这个主题，作者将涉及到的内容分散在不同章节中进行阐述——有关于材料科学的选择、有关于控制系统的冗余设计、甚至还穿插了人员培训和应急预案的内容。这种跳跃性的结构，初看可能会让人觉得脉络不够清晰，但当你深入阅读后，会发现这恰恰模拟了真实工程项目中的跨学科协作状态。设计工作从来不是孤立的，一个反应堆的选型可能同时受到管道应力分析和环境法规的制约。通过这种分散又汇聚的结构，作者巧妙地迫使读者像一个项目经理一样，学会将不同领域的知识点关联起来，思考它们之间的相互作用和制衡关系。我个人非常欣赏这种打破学科壁垒的编排方式，它极大地拓宽了我对“设计”二字的理解，让我意识到这门学科的核心在于系统集成而非单一技术的精通。

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如果说有什么让我感到略微遗憾的，那大概是这本书对新兴计算工具的应用讨论相对保守。在全书的论述中，无论是模拟优化还是数字化孪生技术，都只是作为辅助工具被轻描淡写地提及，作者的重心显然还是放在了基于经典热力学和流体力学原理的传统设计方法上。这使得这本书在反映当前工业4.0的趋势方面显得略微滞后。然而，也正是这种“保守”，赋予了它一种独特的永恒价值。它没有追逐时髦的技术热点，而是将基石打得无比扎实。它教导我们，无论计算能力如何发展，对物理世界基本规律的深刻理解永远是创新的原点和安全底线。因此，这本书更像是一部传世的“内功心法”，它不会教你最新的招式，但会让你把基础招式练到炉火纯青。对于一个希望建立长期、稳固工程知识体系的人来说，这种对基础原理的执着坚守，远比介绍几个最新的软件界面更有价值。读完它，你获得的不是一套工具，而是一种对待工程问题的严谨、谦卑且富有远见的态度。

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我不得不提一下这本书在图表运用上的克制与精准。很多同类书籍为了显得“内容丰富”，会塞满大量的、难以辨认的流程图和P&ID（管道及仪表流程图），结果往往是读者看得头晕眼花，关键信息被淹没在无数的线条和符号中。这本书则完全反其道而行之，它很少直接引用标准图纸，而是用大量手绘的、概念性的草图来阐述核心原理。这些草图不是那种随意的涂鸦，而是经过精心设计的示意图，它们专注于提炼一个环节的本质——比如热量传递的路径，或者流体的混合状态——从而帮助读者建立起对物理过程的直观认知。举个例子，在讲解反应器内搅拌桨的设计时，作者没有给出复杂的流体力学公式，而是画了一个二维的剖面图，用不同方向的箭头清晰地展示了层流、湍流以及死区的形成，这种视觉化的解释，比任何复杂的数学模型都来得更迅速、更深刻。这种“少即是多”的编辑哲学，使得这本书非常适合在旅途中或碎片时间阅读，它让你在不感到知识超载的情况下，逐步建立起坚实的工程直觉。

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翻阅这本书，我感受到的与其说是一本专业指南，不如说是一部工程哲学的深度探讨。它没有停留在纯粹的技术层面，而是不断将读者的视线拉高，去思考“系统”的本质。比如在谈到工艺流程优化时，作者花了大量的篇幅去讨论“冗余设计”的必要性，这在追求极致效率的现代工业思维中显得尤为可贵。他强调，真正的“设计”不是将流程压榨到极限，而是要为不可预测的外部冲击预留缓冲空间，这是一种对工程稳定性的终极敬畏。书中的语言风格是那种典型的、经过反复锤炼的学术散文体，句子结构复杂但不拖沓，逻辑链条严密得像一个精密齿轮组。我发现自己常常需要停下来，反复咀嚼一些关于风险评估的段落，作者对“黑天鹅事件”在化工系统中的潜在影响分析得极其透彻，他引用的案例大多来自上世纪那些著名的事故，但分析角度却极为现代，着重于管理流程和决策机制的失效，而不是仅仅归咎于技术失误。这种将人文思考融入硬核技术的尝试，使得这本书的价值远远超出了“操作手册”的范畴，它更像是一本关于如何在复杂系统中保持清醒和负责任态度的指南。

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这本书的封面设计得极其简洁，几乎没有任何多余的装饰，纯粹的白色背景上印着几个沉稳的黑色宋体字，散发着一种老派的、令人信赖的工业美学。我拿到手的时候，首先吸引我的是它的重量感，这可不是那种轻飘飘的纸质读物，翻开扉页，一股淡淡的油墨味混合着纸张特有的干燥气息扑面而来，瞬间把我拉回了大学图书馆里那些堆满教科书的角落。内容上，我原本以为会是晦涩难懂的公式堆砌，毕竟“设计”这个词在我的印象里总是和复杂的计算模型绑定在一起。然而，这本书的开篇却以一种近乎讲故事的方式，娓娓道来一个化工厂从概念到落成的全过程，它没有急于展示复杂的流程图，而是先搭建了一个宏大的背景——为什么我们需要这个化工厂，它解决的是什么社会需求，这种叙事手法极大地降低了我的阅读焦虑。书中的插图大多是工程图纸的简化版本，线条精准，标注清晰，即便是初次接触这个领域的读者，也能从中窥见一丝严谨的脉络。我尤其欣赏作者在介绍设备选型时所采用的对比分析法，将不同材质、不同能耗的反应器并置讨论，让“选择”这一行为不再是凭空臆想，而是基于成本、安全和效率的权衡，这种处理方式非常贴近实际工作的思考逻辑，让人感觉自己不是在读一本教科书，而是在听一位经验丰富的老工程师分享他的职业心路。

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