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出版者:化学工业

作者:董大勤

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2000-3

价格:48.00元

装帧:

isbn号码:9787502512798

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《工程力学：受力分析与强度设计》 内容简介 本书旨在为读者提供一套系统、严谨的工程力学基础知识体系，重点关注工程结构和机械部件在各种载荷作用下的受力行为分析，以及如何根据材料强度特性进行科学合理的设计。本书并非一本关于特定设备类型机械原理的教材，而是着重于普适性的力学原理及其在工程设计中的应用，为理解和解决各种工程问题奠定坚实的理论基础。 第一章：绪论与基本概念 本章将首先阐述工程力学的核心地位及其在现代工程实践中的重要性，强调其作为一切工程学科的基石作用。我们将深入探讨“力”这一基本概念，详细介绍力的性质、分类（如集中力、分布力）、力的合成与分解的方法，并引入力的投影概念。随后，我们将介绍“约束”的概念，这是理解物体运动状态及受力情况的关键，并详细讲解常见的几何约束类型及其反力特性。本章还将引入“刚体”的概念，明确其在力学分析中的简化意义，并初步介绍力的平衡条件，为后续章节的深入分析做好铺垫。 第二章：静力学 本章将全面展开静力学的研究。我们首先将复习并深化力的平衡条件，包括平面汇交力系、平面任意力系及空间力系的平衡方程。通过大量的实例分析，读者将学会如何建立物体的受力图，准确判断所有外力和约束反力，并运用平衡方程求解未知力。本章将重点介绍几种重要的力系分析方法，如虚拟力法、位移法等，并对这些方法的适用范围和优缺点进行对比。此外，我们还将探讨摩擦力的基本原理，包括静摩擦与动摩擦的区别，以及在工程实践中摩擦力的影响与应对策略，例如在连接件、传动装置中的作用。 第三章：材料力学基础 本章将聚焦于材料的力学性能及其在外力作用下的响应。我们将详细介绍应力与应变的概念，区分名义应力和真实应力，以及与之对应的工程应变和真应变。本章将深入讲解材料在拉伸、压缩、剪切和弯曲载荷下的基本受力状态，并详细介绍应力-应变曲线，解释弹性模量、泊松比、屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率等关键材料力学参数的意义及其测试方法。我们还将引入应力集中和应力梯度等概念，阐述其对构件强度性能的影响。本章的重点在于让读者理解材料在外力作用下的变形规律和破坏机理。 第四章：杆件的轴向载荷分析 本章将针对最基本的杆件受力形式——轴向载荷进行深入分析。我们将详细推导轴向拉伸和压缩杆件的应力、应变以及轴向变形的计算公式。通过引入胡克定律，我们将建立应力与应变之间的线性关系。本章还将探讨超静定轴向杆件的分析方法，学习如何运用几何变形协调条件来求解超静定结构的内力。我们还将讨论温度变化对轴向杆件产生的影响，并介绍如何进行温度应力分析。本章的实践部分将通过一系列实例，展示如何计算不同截面形状和材料的轴向杆件的强度和刚度。 第五章：梁的弯曲与剪切 本章是材料力学中的核心内容之一，将深入研究梁在横向载荷作用下的受力行为。我们将详细介绍弯矩和剪力的概念，并推导其与外部分布载荷之间的微分关系。本章将重点讲解梁的内力图（剪力图和弯矩图）的绘制方法，这是进行梁的强度和刚度分析的基础。在弯曲应力分析方面，我们将推导梁在弯曲时的正应力公式，并讲解中性轴、惯性矩等关键概念。对于剪切应力，我们将推导梁横截面上的剪应力分布规律。此外，本章还将介绍梁的变形分析，包括弯曲变形的计算方法，如积分法、弯矩分配法等。我们将通过实际工程案例，演示如何根据梁的受力情况选择合适的材料和截面尺寸，以满足强度和刚度的要求。 第六章：扭转与组合变形 本章将扩展杆件的受力分析范围，首先探讨圆轴的扭转。我们将介绍剪切应力在扭转载荷下的分布规律，并推导圆轴扭转时的剪应力和角度变形公式。本章还将介绍等截面直梁受弯曲和扭转组合作用下的应力分析方法，以及薄壁杆件的扭转特性。我们将讨论如何确定组合载荷下构件的等效应力，并介绍相关的强度计算准则，如最大剪应力理论、最大应力理论等。本章的实例分析将涵盖一些典型的组合载荷问题，帮助读者掌握综合分析和设计能力。 第七章：应力状态与强度理论 本章将对前几章的应力分析进行归纳和升华，深入探讨二维和三维的应力状态。我们将介绍应力张量的概念，以及如何通过坐标变换来寻找主应力。在此基础上，我们将详细介绍几种常用的强度理论，如：最大拉应力理论、最大剪应力理论（特雷斯卡理论）、最大正应变理论、胡塞-米赛斯-里海（von Mises-Hencky）理论等。本章将重点讲解这些理论的适用范围、物理意义以及如何运用它们来判断构件是否会发生失效。通过对不同材料和不同应力状态的分析，读者将能够更精确地评估构件的安全性。 第八章：连接件的力学分析 本章将把前述的力学原理应用于实际工程中的连接件。我们将详细分析螺栓连接、铆接、焊缝等常见连接形式的受力特点。例如，对于螺栓连接，我们将分析其在轴向力、剪力以及组合载荷下的受力情况，并根据螺栓材料的强度进行设计计算。对于焊缝，我们将分析其在各种载荷作用下的应力分布，并根据焊缝材料的许用应力进行强度校核。本章将强调在连接设计中，不仅要考虑连接件本身的强度，还要考虑被连接构件的应力集中和整体稳定性。 第九章：屈曲与失稳 本章将关注细长杆件在外力作用下可能发生的失稳现象——屈曲。我们将详细介绍欧拉（Euler）屈曲公式，阐述其推导过程及其适用条件，包括理想细长杆件、端部约束情况等。本章还将讨论非理想细长杆件的屈曲问题，并介绍经验公式和修正方法。我们将分析不同约束条件下压杆的临界屈曲载荷，并强调在工程设计中，防止构件发生屈曲失稳的重要性。 第十章：疲劳与断裂 本章将探讨材料在反复循环载荷作用下可能发生的疲劳失效。我们将介绍应力幅、平均应力、疲劳极限、S-N曲线等概念，并讲解几种常见的疲劳寿命估算方法。本章还将触及材料的断裂力学基础，介绍断裂韧度、裂纹扩展等概念，并解释疲劳裂纹萌生和扩展的机制。我们将通过实例说明如何通过合理的设计来提高构件的抗疲劳性能，例如通过优化截面形状、降低应力集中等。 总结 《工程力学：受力分析与强度设计》是一本侧重于普适性力学原理及其在工程实践中应用的教材。它通过系统的理论讲解和丰富的实例分析，帮助读者掌握如何准确地分析工程结构和机械部件在各种载荷下的受力行为，理解材料的力学性能，并运用科学的设计方法确保构件的强度、刚度和稳定性。本书旨在培养读者严谨的逻辑思维和解决工程问题的能力，为他们在更专业的工程领域学习和实践打下坚实的基础。本书不涉及任何具体的化工设备结构、原理或操作，而是聚焦于所有工程领域通用的力学分析与设计方法。

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这本书的理论深度和工程实践的平衡点把握得非常巧妙。我注意到，它在介绍基础机械原理时，并没有陷入基础物理的泥潭，而是迅速将这些原理锚定到化工流程的特定需求上。例如，在处理高压和高温环境下的密封技术时，作者并没有停留在简单介绍填料密封和机械密封的结构差异上，而是引入了气体动密封的理论基础，并结合实际的压力容器规范，对不同密封形式的失效模式进行了概率分析。这种层次递进的讲解方式，极大地满足了我对“为什么是这样设计”的好奇心，而非仅仅停留在“它长什么样”的层面。对于那些希望从操作员晋升到工艺工程师的人来说，这种深度是不可或缺的，它构建起了一座从感性认识到理性控制的坚实桥梁。

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这本书的深度和广度真是让人眼前一亮。我原以为这会是一本偏向理论、晦涩难懂的教材，但事实证明，作者在内容组织上非常用心。它不仅仅罗列了各种设备的基本原理，更深入地探讨了这些原理在实际工程中的应用和演变。尤其是在材料科学与结构设计结合的那几个章节，对不同工况下的应力分析和疲劳寿命预测，讲解得非常透彻，完全跳出了以往那种公式堆砌的窠臼，而是结合了大量的工程案例来阐述。比如，在讨论反应釜的搅拌系统设计时，书中不仅分析了流体力学模型，还详尽对比了不同搅拌器构型在处理高粘度流体时的能耗差异和混合效率，这对于我这个实际操作人员来说，提供了非常直接的指导价值。而且，书中对新技术的引入也毫不滞后，关于模块化设计和智能监测系统在化工设备中的集成应用，都有相当前瞻性的论述，显示出作者对行业未来趋势的敏锐洞察。总的来说，它更像是一本结合了前沿研究与工业实践的百科全书，远超我预期的专业深度。

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我发现这本书在对“安全与法规遵从”这块的强调力度非常大，这一点在很多技术手册中常常被一笔带过。本书中专门开辟了章节，详细对比了ASME、PED（欧盟压力设备指令）以及中国相关标准的异同，并分析了这些法规对设备设计选型产生的具体约束条件。比如，在讨论储罐的防腐蚀设计时，书中不仅提到了材料的耐腐蚀性曲线，还结合了最新的环保法规对排放物处理的要求，反推了内衬材料的选择倾向。这使得读者在学习设备知识的同时，也能培养起一种强烈的合规意识和风险控制思维。它不只是一本教会你如何制造设备的书，更是一本教会你如何“安全、合法”地运行和管理化工资产的指南。这种对工程伦理和行业责任的关注，让这本书的价值上升到了一个更高的维度。

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这本书的排版和图示质量，在同类专业书籍中绝对是顶级的。很多技术书籍的图纸往往模糊不清，或者专业术语的注释严重不足，让人不得不频繁查阅其他资料。但翻阅此书时，我的体验非常流畅。所有的流程图、剖视图都采用了高清的矢量图绘制，关键部件的细节放大清晰锐利，即便是复杂的泵和压缩机内部结构，也能一目了然。更值得称赞的是，它在阐述复杂的热力学或流体力学概念时，辅以大量的三维动态示意图的文字描述（虽然是静态书本，但描述性极强），帮助读者构建起立体的空间认知。例如，讲解涡轮机械的动平衡原理时，它用生动的比喻和清晰的力矩分解图，让一个原本需要大量高等数学工具才能理解的概念，变得异常直观易懂。这种对阅读体验的重视，无疑是提升学习效率的关键因素。

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说实话，我手里已经有好几本关于化工机械的书了，但很多都停留在机械结构图的简单介绍层面，读起来枯燥乏味。这本书最吸引我的地方在于它那种极其细腻的“现场感”。作者似乎深谙工程师在实际调试和维护设备时会遇到的痛点。比如在讲解换热器的清洗维护章节，它没有泛泛而谈“定期清洗”，而是细化到了不同污染介质下，采取机械清洗、化学清洗以及超声波清洗各自的优缺点和操作规程，甚至连清洗液体的配比都有详细的表格支撑。我特别欣赏作者在叙述中流露出的那种对“可靠性”的执着追求，它不断提醒我们，一个设计再精妙的设备，如果忽略了可维护性，最终都会在生产线上功亏一篑。这种从“设计者”到“使用者”再到“维护者”的视角转换，使得全书的知识体系非常闭合和完整，读完后感觉像是完成了一次完整的设备生命周期培训。

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