材料力学解题指导及习题集 (平装) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育出版社

作者:本社编

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2002-4-6

价格:20.9

装帧:平装

isbn号码:9787040004427

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• 材料力学解题指导及习题集
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结构动力学基础与应用 内容简介 本书系统深入地阐述了结构动力学的基础理论、分析方法及其在工程实践中的广泛应用。全书内容组织严谨，逻辑清晰，旨在为土木、机械、航空航天等领域的工程师、研究人员以及高年级本科生和研究生提供一本全面、实用的参考教材。 第一部分：动力学基础与单自由度系统分析 本书首先从最基本的概念入手，建立结构动力学的基本认识框架。 第一章：引言与基本概念 本章详细介绍了结构动力学的研究范畴、重要性及其在抗震设计、风荷载响应分析中的核心地位。重点阐述了自由度（DOF）的概念，区分了集中质量模型与离散化模型。讨论了惯性力、阻尼力与恢复力在动力响应中的物理意义，并引入了系统的运动微分方程的建立基础——牛顿第二定律和能量法。 第二章：无阻尼单自由度系统自由振动 这是系统分析的起点。本章深入探讨了理想化无阻尼系统在初始激励下的响应。详细推导了特征方程，求解了固有频率（Natural Frequencies）和固有周期（Natural Periods）。通过对初始条件的分析，给出了系统位移、速度随时间的精确解析解，并对简谐运动的特性进行了深入剖析。本章特别强调了特征值问题的求解方法及其在工程预测中的价值。 第三章：有阻尼单自由度系统自由振动 引入阻尼这一不可避免的能量耗散机制。系统讲解了粘性阻尼（Viscous Damping）的数学模型，区分了欠阻尼、临界阻尼和过阻尼三种状态。详细推导了三种情况下的运动微分方程解，重点分析了欠阻尼系统中的对数衰减率（Logarithmic Decrement）及其与阻尼比（Damping Ratio）的关系。通过实际算例，展示阻尼如何显著影响结构的振动衰减过程。 第四章：有阻尼单自由度系统受迫振动 本章聚焦于系统受到外部周期性激励时的响应。首先，推导了稳态响应的解析解，并着重分析了频率响应函数（Frequency Response Function, FRF）。通过对共振现象的深入研究，解释了激励频率与系统固有频率接近时振幅的急剧放大效应。本节还引入了共振曲线的绘制与分析，为理解多自由度系统中的模态耦合奠定基础。此外，本章还覆盖了瞬态响应与稳态响应的叠加原理。 第五章：单自由度系统对任意激励的响应 本章引入了更具工程意义的分析工具——卷积积分（Convolution Integral），即Duhamel积分。详细解释了该积分的物理意义，即系统对瞬时脉冲响应的累积效应。本章提供了计算任意地震动、冲击载荷等非周期性激励响应的通用方法，并结合数值积分方法（如Newmark-$eta$法）对复杂激励下的响应进行初步探讨。 第二部分：多自由度系统动力学分析 将分析从简化模型提升到更贴近实际工程结构的多自由度（MDOF）系统。 第六章：多自由度系统的运动方程 本章介绍了建立MDOF系统运动方程的两种主要方法：牛顿法（直接力法）和拉格朗日方程法。重点讲解了系统的质量矩阵（Mass Matrix, [M]）、刚度矩阵（Stiffness Matrix, [K]）和阻尼矩阵（Damping Matrix, [C]）的构建过程。特别讨论了经典（或比例）阻尼和非经典阻尼的物理意义和数学表征。 第七章：无阻尼多自由度系统的自由振动与模态分析 这是MDOF分析的核心。本章详细阐述了特征值问题的求解，即$left([K]-omega^2[M] ight){phi}={0}$的求解。系统介绍了求解大矩阵特征值（固有频率和特征向量）的数值方法，如子空间迭代法。模态分析（Modal Analysis）被深入讲解，包括模态的物理意义、模态正交性、以及如何通过模态坐标变换将耦合的微分方程组解耦为一组独立的单自由度方程。 第八章：模态叠加法与有阻尼MDOF系统响应 基于模态分析的结果，本章阐述了工程中最常用的模态叠加法（Modal Superposition Method）来求解有阻尼系统的瞬态响应。详细介绍了如何计算各阶模态的参与系数（Modal Participation Factor）和模态有效质量。本章也简要讨论了求解非经典阻尼系统响应的近似方法和数值积分技术的应用。 第三部分：数值方法与高级主题 本部分侧重于现代计算工具的应用和更复杂的动力学现象。 第九章：结构动力学问题的数值求解 针对无法解析求解的复杂问题，本章详细介绍了时间域的数值积分技术。重点对比分析了中心差分法（Central Difference Method）、龙格-库塔法（Runge-Kutta Methods）和Newmark-$eta$法的稳定性和精度。讨论了系统刚度矩阵（K）的迭代求解策略。 第十章：地震工程中的响应分析 将理论应用于最关键的抗震设计领域。本章讲解了反应谱分析法（Response Spectrum Analysis）的原理和应用限制，特别是如何利用谱峰因子（CQC, SRSS等）进行保守或精确的峰值响应估计。分析了地震波的特性及其对结构的影响。 第十一章：结构振动测试与参数识别 简要介绍了实验模态分析（Experimental Modal Analysis, EMA）的基本流程，包括传感器布置、数据采集（时域和频域）、以及如何通过实测数据反演系统的质量、刚度和阻尼参数，从而验证和修正动力学模型。 --- 本书结构完整，理论与实践并重，旨在使读者不仅掌握动力学分析的数学工具，更能理解其背后的物理机制，从而能够自信地处理复杂结构在动态载荷下的行为预测与安全评估问题。书中配有丰富的工程实例和图示，有助于深化理解。

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老实说，我这本书买来主要是冲着它名字里的“习题集”三个字去的。坦白讲，市面上很多习题集都是“注水猪肉”，题目要么太简单，要么就是答案直接贴出来，毫无参考价值。但这本《材料力学解题指导及习题集》完全颠覆了我的预期。它的题目难度覆盖面极广，从期中考试的常规题型到研究生入学考试的压轴题，几乎囊括了所有可能遇到的陷阱和考点。我最喜欢它在解析部分的处理方式，它不会只给出一个标准解法，而是会列出不止一种解题思路，甚至会指出不同解法的优缺点和适用范围。比如，在计算复合材料的等效模量时，它对比了经典的层合板理论和更接近实际的数值模拟思路的差异，这对我准备参加专业技能竞赛帮助太大了。感觉作者团队对教学内容和考试趋势有着非常深刻的洞察力，准备得极其充分，完全站在学生的角度考虑问题。

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从一名资深教师的角度来看待这本习题集，我必须说，它的编写质量是顶尖的。我观察了它对能量法、虚功原理等高级解题技巧的应用讲解。很多教材往往只是简单提及这些方法，但在实际应用时却含糊其辞。然而，这本书详尽地展示了如何运用这些能量方法来简化复杂结构的位移和应变计算，特别是对于那些几何结构不规则的杆件，它的解题示范简直是教科书级别的优雅。我注意到，书中的很多解题步骤中，穿插了对**工程经验法则**的引用和讨论，这体现了编者深厚的工程实践背景，而不是单纯的理论研究者。这种理论与实践的完美结合，使得学生在掌握计算技能的同时，也培养了严谨的工程思维。对于任何希望在材料力学领域打下坚实基础，并期望未来从事高精度分析工作的读者来说，这本书的价值绝对是无可替代的，它不仅仅是本工具书，更是一份关于如何像工程师一样思考的指南。

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这本《材料力学解题指导及习题集》简直是我的救星！说实话，我一开始接触材料力学这门课的时候，感觉就像在爬一座陡峭的冰山，那些复杂的公式、抽象的理论，让我一个头两个大。我尝试了好几种不同的参考书和网上的教学视频，但总觉得缺少那么一点“实战感”。直到我拿到了这本解题指导，一切都变了。它不是那种冷冰冰的理论堆砌，而是真正地把理论和实际应用紧密地结合在一起。书中的例题解析非常细致入微，每一步的推导都清晰可见，简直就像有一位经验丰富、耐心十足的老师在我旁边手把手地教我。特别是对于那些容易混淆的概念，比如应力集中和疲劳破坏的判断，书里给出了非常直观的图解和深入浅出的解释。我特别欣赏它在习题编排上的梯度设计，从基础的概念应用到复杂的综合性问题，循序渐进，让人很有成就感地不断攻克难关。做完一章的习题，我感觉对知识点的掌握程度都有了一个质的飞跃。这对于我这种需要通过大量练习来巩固理解的学习者来说，无疑是最好的学习伴侣。

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我不得不提一下这本书的“指导”功能，它简直是自学者的福音。我之前因为课程冲突，缺席了几堂关于断裂韧性计算的课，理论基础很薄弱。抱着试试看的心态翻阅了这本书相应的章节，结果让我惊喜万分。它的理论回顾部分极度精炼，没有过多冗余的数学推导，而是直奔核心公式的物理意义。然后紧接着就是一系列针对性的例题，每道例题的讲解都仿佛在进行一次小型研讨会，不仅教会了如何计算，更重要的是阐明了背后的力学原理和假设前提。特别是关于蠕变和松弛的章节，这些原本公认难啃的知识点，通过书中的图表和清晰的步骤分解，变得异常直观易懂。我感觉自己不是在“死记硬背”公式，而是在“理解”材料在不同环境下的“行为模式”。这种由浅入深的渐进式学习路径，极大地增强了我的学习自信心，让我第一次觉得材料力学不再是遥不可及的学科。

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我拿到这本教材时，第一印象是它的装帧非常扎实，平装本拿在手里很有分量感，一看就知道是经过精心制作的。作为一名结构设计专业的学生，我对工具书的要求一向很高，不仅要求内容准确无误，更要求排版清晰、易于查阅。这本书在这方面做得相当出色。字体选择适中，公式的排版规范专业，即便是在涉及复杂张量分析或者非线性材料模型的部分，关键信息也能被迅速捕捉。更难能可贵的是，它对一些经典破坏案例的分析，加入了现代工程实践的视角，这让原本枯燥的力学计算多了一层现实意义。比如，书中对桥梁结构在极端荷载下的响应模拟，展示了理论预测与实际失效模式的关联性，这种深度思考的引导非常重要。我过去做题常常是只求算出答案，但这本书却引导我去思考“为什么是这个答案”，以及“在实际工程中这个答案意味着什么”。这种教学上的深度，远超一般的习题集范畴，更像是一本高级工程师的思考笔记。

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