机械设计基础实验教程

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出版者:北京理工大学出版社发行部
作者:陈亚琴 编
出品人:
页数:115
译者:
出版时间:2006-2
价格:11.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787564000943
丛书系列:
图书标签:
  • 机械设计
  • 机械工程
  • 实验教程
  • 高等教育
  • 机械原理
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具体描述

机械设计基础实验教程(第2版),ISBN:9787564000943,作者:陈亚琴,孟梓琴主编

好的,这是一本名为《结构力学基础与应用》的图书简介,字数约1500字,旨在详细介绍其内容,并且不包含《机械设计基础实验教程》中的任何信息。 --- 结构力学基础与应用 导言:理解物质世界的内在力量 在工程科学的宏伟殿堂中,结构力学无疑是一门基石性的学科。它不仅是理解和预测各类结构(从微小的电子元件支撑到宏伟的桥梁大坝)在荷载作用下如何响应的基础理论,更是连接理论分析与工程实践的桥梁。本书《结构力学基础与应用》旨在为读者提供一个全面、深入且具有实践指导意义的结构力学知识体系。 本书的编写遵循“从基础到深入,由理论到应用”的原则,力求在严谨的理论推导与丰富的工程实例之间找到完美的平衡点。我们深知,结构力学的学习不仅仅是掌握公式,更重要的是培养一种对力、变形与稳定性的直觉性理解。 第一部分:基本概念与静力学基础 本书的第一部分为后续内容的学习奠定坚实的基础。我们从结构力学的基本概念入手,明确区分了刚体、理想化模型以及结构体系的分类。 一、结构与力系分析: 本章详细阐述了力的概念、力的表示方法(如矢量表示)以及力系的平衡条件。重点讲解了如何对外力、反力进行精确的计算与判断。我们引入了力的投影、力矩的概念,并深入讨论了平面力系和空间力系的平衡方程。针对复杂结构,本章详细介绍了截面法的应用,这是后续进行内力分析的关键工具。读者将学习如何通过构建平衡方程,精确求解梁、桁架等结构在不同荷载作用下的反力与内力分布。 二、结构的静力可靠性与稳定性初步: 在静力分析的基础上,本章引入了结构可靠性的初步概念。结构必须满足强度、刚度和稳定性三个基本条件。本章着重于静定结构的分析,确保读者能够完全掌握在无多余约束条件下结构内力与位移的精确计算方法。 第二部分:静定结构内力分析的深化 静定结构是结构力学学习的起点,但其分析方法和技巧的熟练掌握,是理解超静定结构的前提。 一、梁内力图的绘制与应用: 本章聚焦于梁结构的内力分析。我们将系统地介绍剪力图(V)和弯矩图(M)的绘制方法,包括直接积分法和荷载法。我们详细剖析了剪力和弯矩图的荷载-剪力-弯矩之间的微分关系,这不仅是绘制工具,更是理解结构受力状态的关键。对于分段荷载和集中力作用下的梁,我们提供了高效的图解法,以提高计算效率和准确性。 二、桁架结构分析: 桁架是工程中最常见的理想化结构形式之一。本章详细介绍了分析桁架内力的两大经典方法:结点法和截面法。特别强调了如何识别零杆和如何简化复杂桁架。通过大量工程实例,读者将掌握如何快速确定桁架中每一杆件的拉力或压力。 三、拱与框架结构: 本章将分析扩展到包含弯曲和轴向力共同作用的框架结构,并引入了三铰拱的分析方法。三铰拱的特殊性在于其额外的铰接点提供了一个额外的平衡方程,使得原本属于几何不变体系的拱结构可以被静定求解。 第三部分:材料性质、应力与应变分析 本部分将理论分析转向了材料层面的微观响应,是连接结构分析与材料科学的重要环节。 一、应力与应变的概念: 本章从微元体出发,定义了正应力、剪应力。重点讲解了柯西应力关系,并引入了描述材料变形的应变概念。我们将应力和应变成对描述结构内部状态的核心物理量。 二、胡克定律与本构关系: 本章详细阐述了胡克定律在各向同性材料中的应用,包括杨氏模量(弹性模量)和泊松比。对于复杂的应力状态,我们引入了广义胡克定律,为后续的强度判据奠定基础。 三、应力状态的转换与主应力: 工程实践中,结构内部的应力状态往往是复杂的,需要进行坐标系的旋转来寻找最危险的应力状态。本章系统推导了二维应力转换方程,并详细讲解了莫尔圆(Mohr's Circle)在确定主应力和最大剪应力中的应用。通过莫尔圆,读者可以直观地理解应力状态的几何意义。 四、强度理论: 基于应力分析的结果,本章引入了评估结构是否破坏的强度理论。我们将深入探讨最大剪应力理论(Tresca准则)和最大畸变能理论(Von Mises准则),并结合工程实例分析它们的应用范围和适用性。 第四部分:静不定结构分析 静不定结构(超静定结构)是绝大多数实际工程结构的形式。它们的求解需要额外的变形协调条件。 一、静不定性的判断与分类: 本章首先明确了静不定结构的定义,并教授如何判断结构的静不定次数(内、外)。 二、变形几何方程: 在求解超静定结构前,必须掌握变形的计算方法。本章系统介绍单位力法(虚功原理)和互等定理,用于计算结构在单位荷载或真实荷载作用下的位移和转角。我们将推导弯矩、拉力、剪力对位移的贡献方程,并详细演示如何利用这些工具精确计算结构变形。 三、力的平衡法(超静定分析核心): 本章的核心内容是力的平衡法(也称力法)。通过引入多余约束力作为虚设力,将超静定问题转化为求解静定结构的虚功方程组。我们将详尽讲解如何建立和求解超静定方程,并展示其在梁、刚架和连续梁中的应用。 四、位移法基础: 作为与力法相对应的另一种核心方法,本章引入了位移法的理念。位移法以位移(节点转角和位移)为基本未知数,侧重于结构刚度。我们将介绍节点荷载和位移关系,为后续更复杂的结构分析方法(如矩阵刚度法)打下概念基础。 第五部分:稳定性分析与屈曲 结构稳定性是保证结构安全的关键因素,尤其在受压构件的设计中占据核心地位。 一、失稳现象与欧拉公式: 本章探讨了细长受压杆件在临界荷载下突然丧失原有平衡状态的现象——失稳。我们将详细推导著名的欧拉临界力公式,并分析影响压杆稳定性的关键参数,如有效长度系数和长细比。 二、实际压杆的稳定性分析: 欧拉公式仅适用于理想弹性状态。本章将讨论在实际工程中,由于材料塑性、初始缺陷等因素导致的非线性屈曲问题。我们将介绍安全系数的选取和经验公式(如安定性曲线)在工程设计中的应用。 结语 《结构力学基础与应用》不仅仅是一本教科书,它更是一本引导读者进入结构世界大门的工具书。本书的知识体系严密,涵盖了结构力学从基本静力分析到复杂超静定结构求解,再到材料本构关系和结构失稳的全部核心内容。我们坚信,通过对本书内容的系统学习和实践,读者将能够建立起扎实的理论基础和敏锐的工程直觉,为未来从事各类结构设计与分析工作做好充分准备。

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在翻阅这本书的过程中,我最看重的是它在实验数据处理和结果分析方面是否能提供足够的指导。机械设计实验往往会产生大量的原始数据,如何有效地整理、统计、分析这些数据,并从中提炼出有价值的信息,是衡量一个实验是否成功的重要标准。我希望这本书能提供一些通用的数据处理方法,比如如何使用Excel或其他专业软件进行数据拟合、误差分析等。更重要的是,我希望它能针对每一个实验项目,给出具体的分析思路和方法,比如在进行材料强度测试时,如何计算屈服强度、抗拉强度等关键参数,以及如何根据这些参数来评价材料的性能。此外,关于实验误差的讨论也是必不可少的。任何实验都存在误差,了解误差的来源、大小以及如何减小误差,是提高实验准确性和可靠性的关键。我希望能在这本书里找到关于系统误差和随机误差的详细解释,以及一些常用的误差分析方法,比如标准差、置信区间等。最后,对于实验报告的撰写,我也希望这本书能提供一些建议和规范。一份清晰、完整、有深度的实验报告,不仅能体现学生对实验的理解程度,也能锻炼他们的科学写作能力。我希望这本书能引导读者如何合理地组织实验报告的结构,包括绪论、实验原理、实验步骤、实验结果、数据分析、讨论与结论等部分,并且能提供一些范例,让我知道一份合格的机械设计实验报告应该是什么样的。

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我希望这本书能够清晰地展示不同实验项目之间的联系,构建一个完整的知识体系。机械设计是一个庞大而复杂的领域,其中的各个分支和概念之间往往相互关联,相互支撑。一本好的教程,不应该将每个实验孤立地呈现,而是应该能够帮助读者看到它们之间的内在联系,从而形成一个更宏观、更系统的认识。例如,在学习了材料力学实验之后,我应该能够理解这些材料性能是如何影响到传动机构的设计的,而传动机构的设计又会涉及到动力学分析,动力学分析的结果又会影响到载荷的计算,载荷的计算又会回到材料力学的范畴。我希望这本书能够通过一些“承上启下”的语言,或者在章节之间设置一些“关联提示”,来帮助我构建起这样的知识网络。如果能在书的开头或结尾,提供一个整体的机械设计实验流程图,或者展示一些典型的机械产品是如何通过一系列实验来完成设计和优化的,那将是非常有启发性的。我希望这本书能够帮助我理解,实验不仅仅是为了完成某个任务,更是为了理解机械设计这个学科是如何一步步构建起来的,以及各个环节是如何协同工作的。

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这本书,我拿到手的第一感觉就是它的装帧设计挺有意思的,封面色彩的搭配和图案的选用,都透着一股严谨又不失活力的气息。拿到之后,我迫不及待地翻开,想看看这本《机械设计基础实验教程》到底能带给我哪些惊喜。首先映入眼帘的是扉页,字迹清晰,纸张的触感也很好,不是那种粗糙的纸,而是带着一种细腻的质感,让人觉得这本书的整体品质都相当不错。我一直对机械设计这个领域抱有浓厚的兴趣,虽然之前也看过一些相关的书籍,但总觉得缺少一些实践操作的指导,而这本书的名字里就带有“实验教程”这几个字,这让我对它充满了期待,希望能通过这本书掌握一些实际的实验技能,了解机械设计的原理在实际操作中是如何体现的。我特别关注的是它的目录结构,我需要它能够条理清晰地将各种实验项目按照一定的逻辑顺序编排,这样我才能循序渐进地学习,不至于在一开始就感到无从下手。我希望能在这本书里找到一些经典的机械设计实验,比如关于材料力学性能的测试,或者是一些传动机构的装配和调试,甚至是一些更复杂的动力学分析的实验。我理解一本好的实验教程不仅仅是提供实验步骤,更重要的是要解释清楚每一个实验背后的原理,以及如何通过实验数据来验证理论知识,并且能够引导读者思考实验过程中可能遇到的问题以及如何解决。这本书的排版也很大程度上影响着我的阅读体验,我希望它能有清晰的图示和表格,这样在理解实验步骤和分析结果的时候会更加直观和方便。而且,对于实验器材的介绍,如果能有详细的型号和规格说明,那将是非常实用的,毕竟不是每个学校的实验室都会配备完全一样的设备。

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我特别关注的是这本书在实验器材的选用和安全注意事项方面是否提供了详尽的说明。作为一本实验教程,它直接关系到学生在实验过程中的操作规范和人身安全。我希望它能够明确列出每一个实验项目所需的具体实验设备、量具、工具等,并且对这些器材的功能和使用方法进行简要介绍。例如,在进行受力分析实验时,是否需要用到应变片、应变仪,以及如何正确地粘贴应变片,如何连接应变仪都是非常重要的细节。更重要的是,对于每一个实验,都应该有明确的安全提示和注意事项。机械设计实验常常涉及一些具有潜在危险的设备或操作,比如高速旋转的零件、高压液压系统、高温加热设备等。我希望这本书能够详细说明在进行这些实验时需要注意的安全事项,比如穿戴合适的防护装备(如安全眼镜、手套),正确操作设备,以及在出现意外情况时应如何应对。如果能包含一些应急处理的预案,那就更好了。此外,对于实验过程中可能出现的常见故障,以及如何进行简单的维护和排除,如果能有所提及,那对于我们这些初学者来说将是莫大的帮助,可以让我们在遇到问题时,不至于束手无策。我希望这本书能真正做到“授人以渔”,不仅仅教会我如何操作,更能让我理解操作背后的逻辑和潜在的风险。

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在评估这本书的实用性时,我特别看重它是否能够引导我去掌握实际操作中的一些“窍门”或者“技巧”,以及如何应对实验过程中可能出现的突发状况。理论学习固然重要,但动手操作的熟练度往往是决定实验成败的关键。我希望这本书能提供一些关于如何正确使用仪器设备的细节指导,比如如何进行仪器的校准,如何读取仪表的精确值,如何避免误操作导致仪器损坏等。而且,一些实验的成功与否,往往取决于一些细微的操作,比如在安装某些部件时,是否需要先预紧,或者在测量时,是否需要等待设备稳定。这些“经验之谈”对于初学者来说是极其宝贵的。更重要的是,实验过程中难免会遇到各种意想不到的问题,比如传感器失灵、电源不稳定、数据异常等等。我希望这本书能提供一些常见故障的分析和排除方法,例如,如果数据突然出现大幅波动,应该先检查哪些环节?如果设备发出异响,可能是什么原因?能够提供一些“排障指南”,让我能够冷静地处理这些突发情况,而不是因为一点小问题就功亏一篑。

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在仔细阅读这本书的每一个环节后,我对其内容的严谨性和科学性有了初步的判断。机械设计作为一门工程学科,其基础实验教程的准确性和可靠性是至关重要的。我希望这本书在涉及数据、公式、理论推导时,能够做到严谨、无误,并且有可靠的理论依据支撑。例如,在介绍应力应变关系时,是否能够引用经典的力学理论,如胡克定律,并且给出其适用范围。在实验数据处理部分,所使用的统计方法和计算公式是否是行业标准,并且有清晰的来源说明。此外,对于实验设备的原理说明,以及测量方法的选择,也应该是有科学依据的。我希望书中能够避免一些模糊不清的表述,或者过于主观的解释。如果书中能够引用一些权威的文献或者行业标准作为参考,那将大大增强其可信度。我认为,一本优秀的实验教程,不仅要教会学生“怎么做”,更要让学生明白“为什么这么做”,并且确保“怎么做”是科学、可靠的。

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在深入了解这本书的内容时,我发现它对实验现象的描述和理论解释的结合做得相当到位。一本好的实验教程,不仅仅是给出操作步骤,更重要的是能够帮助我们理解实验过程中所观察到的现象是如何与机械设计理论相呼应的。我希望这本书能够对每一个实验的预期结果有一个清晰的说明,并且能够详细解释在实验过程中可能会出现的各种现象,例如材料在加载过程中变形的模式、应力集中的表现、振动频率的变化等等。更关键的是,它需要将这些现象与相关的机械设计理论,比如材料力学中的应力-应变曲线、弹性力学中的应力分析方法、振动力学中的固有频率计算等,进行深入的联系和阐述。我希望它能够通过形象的比喻或者生动的案例,来解释一些抽象的理论概念,让我们可以更容易地理解。例如,在讲解摩擦力的实验时,是否能通过一些生活中的例子,比如推一个箱子、刹车等,来引入摩擦力的概念,然后引申到实验中的测量和分析。我期待的是,读完这本书,我不仅能够完成实验操作,更能对机械设计的一些核心概念有更深刻的理解,并且能够将这些理论知识灵活地运用到实际问题中去。

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在我看来,一本真正有价值的《机械设计基础实验教程》,应该能够点燃我对机械工程的热情,并为我的未来学习和职业发展打下坚实的基础。我希望通过阅读这本书,我不仅能掌握基础的实验技能,更能培养出对机械设计原理的深刻理解和应用能力。我希望这本书能够成为一个跳板,让我能够自信地去探索更复杂的机械设计问题,去参与更有挑战性的工程项目。我期待它能够激发我的创新思维,让我不仅仅满足于完成预设的实验任务,而是能够主动去思考如何改进实验方法,如何设计新的实验来验证新的理论。我更希望,当我未来进入实际工作岗位后,能够回忆起这本书,并且发现它所教授的知识和技能,仍然对我有着重要的指导意义。这本书的价值,不仅仅体现在它是否能让我通过考试,更在于它是否能为我成为一名优秀的机械工程师,播下种子,并提供沃土。我期待它能成为我机械设计学习旅程中,一段难忘且收获颇丰的经历。

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我非常关注这本书是否提供了足够丰富的案例研究和拓展思考题,以帮助我巩固所学知识并激发进一步的探索欲。一本优秀的教程,不应该仅仅停留在基础知识的灌输,更应该能够引导读者进行更深层次的学习和思考。我希望这本书能在每个实验项目后,提供一些与该实验相关的实际应用案例,比如某个机械零件的设计过程中是如何考虑该实验原理的,或者某个工程项目中遇到的类似问题是如何通过实验数据来解决的。这些案例可以帮助我理解理论知识的实际意义和价值。此外,拓展思考题的设计也至关重要。我希望这些题目不仅仅是重复性的练习,而是能够引导我去分析、去创新,比如“如果改变某个实验参数,结果会如何变化?为什么?”或者“除了本实验介绍的方法,还有哪些其他方法可以测量或分析该物理量?”这类问题可以激发我的主动思考和解决问题的能力。我甚至希望书中能有一些与时俱进的,比如结合了现代制造技术(如3D打印)或者智能制造(如传感器技术)的实验项目,这样能够让我对机械设计的未来发展有一个初步的了解,并培养我的前沿意识。

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我特别希望这本书在语言风格上能够兼具学术性和可读性,既能传达精确的科学信息,又能让初学者易于理解和接受。有些机械设计方面的书籍,虽然内容很专业,但语言过于晦涩难懂,让非专业背景的读者望而却步。我希望这本书能够采用一种清晰、简洁、逻辑性强的语言风格,避免使用过多过于专业化的术语,或者在必要时进行详细的解释。同时,我也希望它能够避免过于口语化或者不够严谨的表达方式。我喜欢那种能够将复杂的概念用简单明了的方式解释清楚的书籍,能够在我阅读的过程中,不断地引发我的思考,而不是仅仅被动地接受信息。例如,在解释一个复杂的力学模型时,如果能配上一些形象的比喻或者动画演示(尽管这是书本,但我期待的是那种能在我脑海中形成画面的描述),会更容易被我理解。我希望这本书能成为我学习机械设计实验的良师益友,能够引导我逐步深入,而不是让我感到沮丧和迷失。

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