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页数:323

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出版时间:2005-9

价格:29.80元

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isbn号码:9787508335520

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好的，以下是一本名为《结构力学基础》的图书简介，内容详尽，不涉及《电机学》的任何内容： --- 结构力学基础 —— 深入理解与工程实践的桥梁 第一部分：绪论与基本概念 1. 结构力学的核心地位与发展历程 本书旨在系统阐述结构力学的基本原理、分析方法及其在土木、机械、航空航天等工程领域中的应用。结构力学作为连接材料科学、工程几何与实际工程设计之间的关键桥梁，其重要性不言而喻。本章将首先回顾结构力学自古希腊以来，特别是近现代工业革命以来所经历的理论突破与技术演进，着重介绍理性化分析方法取代经验设计的历史性转变。 2. 基本概念的界定：力、位移、应力与应变 本部分将对结构分析中的核心物理量进行精确定义和量纲分析。 力系与平衡条件： 详细讨论二维和三维静力平衡方程的推导与应用，强调刚体假设在初步分析中的作用。引入约束力的概念，分析不同类型支座（铰接、固定、滚动）对结构自由度的限制。 应力与应变的概念： 深入剖析柯西应力张量和应变张量的物理意义，特别是正应力和剪应力的几何解释。讨论工程实践中常用的名义应力和真应力之间的差异。 本构关系基础： 介绍线弹性材料的胡克定律，包括各向同性材料的本构方程（杨氏模量、泊松比、剪切模量之间的关系），并简要提及更复杂的本构模型（如弹塑性、粘弹性）在特定工程问题中的初步应用。 3. 结构分类与稳定性概述 对常见的工程结构类型进行分类，如梁、桁架、框架、拱和壳体。本章末尾将引入结构稳定性这一重要议题，预示后续章节中对失稳形式（如欧拉失稳、屈曲）的深入探讨，强调静定与静不定结构在应对外部荷载和温度变化时的本质区别。 --- 第二部分：静定结构分析 4. 平面梁和桁架的分析 本章是掌握结构力学分析的基础。重点在于熟练运用平衡方程求解静定结构中的内力和支座反力。 桁架分析方法： 详细介绍结点法（Method of Joints）和截面法（Method of Sections）的步骤、适用范围及解题技巧。通过实例展示如何处理复杂桁架的受力情况。 梁的内力图绘制： 系统阐述剪力（V）和弯矩（M）的微分关系，即 $dV/dx = q(x)$ 和 $dM/dx = V(x)$。通过精确的积分法和快捷的图形法（荷载-剪力-弯矩图关联法），指导读者准确绘制各种荷载（集中力、均布荷载、任意分布荷载）作用下梁的内力图。 5. 材料线性和几何线性的初步考虑 本章将开始区分纯粹的静力平衡分析与考虑变形效应的分析。虽然主要集中于静定结构，但会引入挠度计算的初步概念，为后续虚功原理的学习打下基础。 --- 第三部分：静不定结构分析的能量法 本部分是全书的理论核心，主要围绕能量原理展开，是解决复杂结构问题的通用工具。 6. 虚功原理与位移法基础 虚功原理（Principle of Virtual Work）： 详尽阐述虚位移原理，并将其推广至三维情况。强调虚功是功的代数和，以及虚力和实际力的适用原则。 结构变形的几何方程： 深入分析梁的挠度曲线微分方程，引入挠度、转角与曲率的关系。 单位荷载法（Unit Load Method）： 详细讲解如何通过施加单位虚力（或虚力偶）来计算结构中任意点的位移或转角。本方法尤其适用于静定结构中特定点的位移计算，但其本质是虚功原理的一种表现形式。 7. 弹性体系的能量法：莫尔定理（Castigliano's Theorems） 第一定理（位移与应变能）： 阐述应变能（Strain Energy）的概念，推导刚体结构在保守力作用下，某点位移等于应变能对作用于该点的力的偏导数。这为求解静不定结构的位移提供了强大工具。 第二定理（力的反演）： 解释如何利用第二定理求解静定结构中某个未知力（如拉力或约束力）的表达。 8. 求解静不定结构：位移法（Force Method / Flexibility Method） 本章将结构分析的焦点转向求解多余约束。 超静定度的确定： 教授系统确定结构超静定次数（静不定次数）的方法，包括内、外超静定度的计算。 基本方程的建立： 详细推导挠度方程（或称为柔度方程），即 $Delta_i = sum X_j delta_{ij} + Delta_{i0}$，其中 $X_j$ 为待求多余力，$ delta_{ij}$ 为柔度系数（单位力作用下的位移），$Delta_{i0}$ 为多余力为零时的位移。 柔度系数的计算： 重点介绍如何利用单位荷载法（或直接积分法）高效计算柔度系数 $delta_{ij}$。 应用实例： 针对一次、二次静不定梁、框架和桁架，展示完整的求解流程，包括确定基本体系、建立方程、求解多余力以及计算最终内力和反力。 --- 第四部分：静不定结构的变形法与超静定结构的分析 9. 刚度法（Stiffness Method / Displacement Method） 本章介绍现代结构分析的基石——刚度法，它从位移的自由度出发建立方程。 基本概念： 引入结构刚度（Stiffness）的概念，区分单元刚度和结构整体刚度。 单元力-位移关系： 建立单元层面的基本方程，并讨论如何在坐标变换中处理刚体位移。 力的平衡方程： 导出整体结构层面的平衡方程 $mathbf{R} = mathbf{K} mathbf{D}$，其中 $mathbf{R}$ 是节点荷载向量，$mathbf{K}$ 是整体刚度矩阵，$mathbf{D}$ 是待求节点位移向量。 求解过程： 阐述如何组装整体刚度矩阵（矩阵的装配法）、施加位移边界条件、求解节点位移，并最终反算内力和支座反力。该方法侧重于矩阵代数，是有限元分析的直接前身。 10. 复杂结构与温度效应的分析 梁端部弯矩迭加法： 特别针对超静定框架结构，详细介绍卡氏定理（Clapeyron's Theorem）在求解超静定梁中的应用。 温度应力分析： 分析温度变化在静定和静不定结构中引起的内力响应，强调温度对结构内力产生影响的机理。 --- 第五部分：结构稳定性理论 11. 结构失稳的基本形式与欧拉屈曲理论 本章转向研究结构在轴向荷载下突然发生破坏的现象——失稳。 失稳的类型： 区分材料屈服破坏与几何失稳。 欧拉屈曲公式的推导： 从平衡微分方程出发，通过求解特征值问题，严格推导出细长柱的临界屈曲载荷 $P_{cr} = frac{pi^2 E I}{( mu L)^2}$。 有效长度与约束条件： 讨论不同端部约束条件（如一端固定一端自由、两端铰接等）对临界载荷的影响，引入有效长度系数 $mu$。 12. 实际柱的屈曲与非线性分析的引入 非欧拉区： 讨论在实际工程中，由于初始缺陷和材料非线性，柱子的屈曲载荷往往低于欧拉理论值，引出临界应力与长细比的关系。 韧性屈曲与柔性屈曲： 区分细长柱与短柱的破坏模式。 屈曲的能量法分析： 简要介绍如何利用虚功原理和能量法来验证或推导屈曲载荷。 --- 附录 常用截面惯性矩与截面模量计算表 单位荷载法和刚度法的积分表 常用材料的弹性常数参考值 适用对象： 本书适用于土木工程、结构工程、机械工程等专业本科生、研究生，以及从事结构设计、分析与研究的工程师和技术人员。通过对本书的学习，读者将能建立起严谨的结构思维，并熟练掌握分析各类静力、静不定结构及稳定性问题的通用工具。

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内容深度上，这本书的广度和深度达到了一个令人敬佩的平衡点。它并非仅仅停留在基础概念的介绍，而是毫不含糊地深入到了前沿研究的某些特定领域，但即便是那些尖端内容，作者也处理得恰到好处，确保了核心读者群体——本科生和研究生——能够跟上节奏。例如，在讨论某些高级控制算法时，它不仅展示了数学模型，还紧接着分析了在非理想工况下的鲁棒性问题，这对于未来想从事系统优化设计的人来说，提供了宝贵的思考方向。我发现它在处理跨学科知识的融合方面也做得非常出色，经常能看到与材料科学、信号处理甚至信息技术交叉融合的实例，这充分体现了作者对本领域最新发展趋势的敏锐洞察力。阅读过程中，我感觉自己获得的不仅仅是知识点，更多的是一种解决复杂工程问题的思维模式和分析工具箱。

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这本书的装帧设计实在是让人眼前一亮，封面采用了一种深邃的藏蓝色，配以烫金的标题字体，散发着一种古典而又不失现代感的专业气息。当我第一次把它捧在手里时，那种沉甸甸的质感就预示着这是一本内容扎实、分量十足的著作。内页的纸张选择也十分考究，米白色调有效减轻了长时间阅读带来的视觉疲劳，而且油墨的印刷清晰度极高，即便是那些极其复杂的电路图和公式推导，也能看得一清二楚，这一点对于我们这些需要反复研读细节的工程技术人员来说，简直是福音。更值得称赞的是，这本书的排版布局非常人性化，章节之间的逻辑过渡自然流畅，图文并茂的设计使得抽象的理论概念能够迅速被具象化。我特别喜欢它在每一个理论点后都附带的“实践小贴士”栏目，那些简短却精辟的建议，往往能立刻将我从纯粹的数学推导中拉回到实际工程应用层面，这极大地提升了学习效率和阅读的趣味性。总而言之，从实体体验上来说，这绝对是一本值得收藏和经常翻阅的精品。

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这本书的习题设计是其价值体系中不可或缺的一部分，我敢说，很多参考书的习题只是对课本例题的简单变体，但这本书的练习题明显经过了精心编排和打磨。它们的设计理念似乎不是为了简单地检验读者是否记住了公式，而是为了引导读者去主动应用所学知识解决真实世界中可能遇到的“怪问题”。有些题目甚至需要结合不同章节的知识点进行综合分析，极大地锻炼了我的逻辑推理和问题分解能力。更棒的是，很多核心章节后附带的“拓展思考题”往往指向了当前工业界尚未完全解决的难题，这种设置极大地激发了我的好奇心和探究欲望，让我明白了学习的目的不只是通过考试，更是为了推动未来的发展。这种从理论到实践、再到前沿探索的完整学习闭环体验，使得这本书的价值远远超出了单纯的教材范畴，更像是一位严谨的同行伙伴。

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如果说有什么地方可以进行“吹毛求疵”般的探讨，那可能是在针对不同学习进度的读者的区分度上。这本书的整体难度定位是偏向扎实的，对于零基础的读者来说，开篇的几章需要极大的专注力和毅力才能攻克，因为作者几乎没有做“降低门槛”的妥协。虽然这种高起点保证了内容的纯粹性和深度，但偶尔也会让人感到一丝挫败感，需要反复查阅其他补充材料来填补知识上的空白。不过话又说回来，也正是这种不妥协的态度，使得一旦跨过了初始的门槛，接下来的学习就如履薄冰，受益匪浅。对于有一定基础的人来说，这本书的价值则体现得淋漓尽致，因为它提供的那些“你知道但未必深知”的细节和例外情况，恰恰是区分普通工程师与专家的关键所在。总而言之，它更像是一本要求读者付出对等努力才能获取丰厚回报的“硬核”之作。

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这本书的叙事风格简直像是一位经验丰富的老教授在给你耐心讲解入门知识，那种循序渐进、深入浅出的讲解方式，是很多教科书望尘莫及的。它没有一上来就抛出那些令人望而却步的高深理论，而是从最基本的物理现象和工程背景切入，构建起一个稳固的知识框架。作者似乎深谙初学者在面对复杂系统时的困惑点，总能在关键的转折处停下来，用清晰的比喻来解释背后的原理，比如对磁场的描述，他用了类似水流扩散的比方，一下子就让原本模糊的概念变得立体起来。我尤其欣赏它处理那些历史发展脉络的方式，没有将各个理论孤立看待，而是串联起不同学派的观点演变，让我能够理解为什么某些理论会被提出，又在什么条件下被修正或取代。这种带着“人情味”和历史厚重感的叙述，让学习过程不再枯燥，而更像是一场与知识先驱们的对话。

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