具体描述
本书与随书附带的《机械原理计算机多媒体教学软件》配套使用。教师利用该教学软件可编制适合自己教学特点的电子教案，编制方法非常简单。上课时，教师可一边讲解，一边通过计算机键盘按键操作，控制声、像、图、文多媒体素材文件以各种不同方式进行播放和演示。为了便于教师编制电子教案，并能在课堂上灵活自如地操作计算机进行演示和讲解，本书除了介绍该软件的使用方法外，还将目前已经制作好的图片文件和动画文件的画面内容全部列出。本书和该软件还可供学生使用，便于学生复习所学课程，加深对所学知识的理解。软件中含有一个通用的、界面化输入的平面连杆机构运动分析和动态静力分析的程序，书中对该程序的使用做了介绍，学生 可按书中的介绍对各种不同机构进行分析练习。此程序也可用于工程设计中对实际机构进行分析。
《工程设计中的力学基础》 内容简介 在浩瀚的工程设计领域，每一个宏伟的建筑、精密的仪器、高效的机械，其背后都凝聚着对力学原理的深刻理解和巧妙运用。本书《工程设计中的力学基础》正是为有志于投身工程技术领域，或在现有工作中希望提升设计水平的专业人士和学生量身打造的系统性力学教程。它并非仅仅是理论知识的堆砌，而是将抽象的力学概念与具体的工程实例相结合，旨在构建读者坚实的力学思维框架，从而在设计过程中能够准确预测、评估和控制各种力学行为，确保设计的安全性、可靠性和经济性。 本书的编写宗旨在于，让读者不仅“知道”力学是什么，更要“懂得”力学如何应用于工程实践。我们将从最基础的静力学概念出发，逐步深入到动力学、材料力学以及更高级的振动和连续介质力学等领域。在每一个章节中，我们都力求做到理论讲解的严谨性与工程应用的紧密结合。 第一篇：静力学的基石 静力学是工程力学的基础，是分析静止物体受力情况的学科。在本篇中，我们将从最基本的力的概念、力的特性、力的合成与分解入手，这是理解一切后续力学分析的前提。随后，我们将详细介绍力的投影、力矩等概念，并探讨力在平面和空间机构中的应用。 力的概念与特性： 深入剖析力的矢量性、施力点、方向和大小，以及力的分类（如重力、弹力、摩擦力等）及其特点。 平衡方程与受力分析： 重点讲解分析物体受力情况的系统方法——受力图的绘制，并推导和应用静力学平衡方程。我们将通过大量的工程实例，如桥梁、起重设备、支架等的受力分析，来巩固这些基本原理。 摩擦力： 深入研究静摩擦和动摩擦的规律，以及在机械传动、制动装置等应用中的作用和计算方法。 虚拟位移原理： 引入一种更为高效的求解静力学问题的方法，尤其适用于复杂机构，展示其在机械设计中的威力。 第二篇：动力学的时空法则 一旦物体开始运动，或者我们关心的是运动过程中的力学行为，就需要动力学的工具。本篇将引导读者理解运动的规律，以及力与运动之间的相互关系。 运动学： 关注物体的运动本身，而不考虑引起运动的原因。我们将介绍刚体的运动描述，包括位移、速度、加速度的定义，以及运动轨迹、角位移、角速度、角加速度等概念。通过对不同运动形式（如直线运动、曲线运动、圆周运动、复合运动）的分析，帮助读者建立直观的运动模型。 动力学基本定律： 核心是牛顿运动定律。我们将详细讲解牛顿第一、第二、第三定律，并重点阐述惯性、质量、力、加速度之间的定量关系。重点介绍质点和刚体的动力学方程，以及如何运用这些方程分析直线运动、曲线运动和转动。 功、能与动量： 引入功、能、动量等更抽象但极其重要的力学概念。我们将探讨功与能（动能、势能）之间的转化关系，以及能量守恒定律在分析机械系统中的应用。动量和冲量的概念以及动量守恒定律，将在碰撞、冲击等问题分析中发挥关键作用。 振动分析基础： 介绍单自由度系统的自由振动和受迫振动，包括固有频率、阻尼比、共振等概念。这对于理解机械设备的稳定性、抗干扰能力至关重要。 第三篇：材料力学——结构的内在强度 工程设计离不开对材料在载荷作用下行为的理解。材料力学研究的是宏观物体在力的作用下产生的内力、应力、应变以及变形，并据此判断结构的安全性。 应力与应变： 深入讲解应力的定义（正应力、剪应力），以及应变（伸长、剪切）的定义。我们将通过实验数据（如应力-应变曲线）来解释材料的弹性、塑性、强度和刚度等基本力学性能。 轴向拉伸与压缩： 分析杆件在轴向拉力或压力作用下的应力和变形，介绍胡克定律，并讲解应力集中现象。 剪切与扭转： 研究杆件在剪切力和扭矩作用下的力学行为，如连接件的剪切强度、轴的扭转变形和强度计算。 弯曲： 这是材料力学中最为复杂也最重要的一部分。我们将详细讲解梁的弯曲变形（挠度）和内力（剪力、弯矩）的计算，以及弯曲应力（正应力）和剪应力的分布规律。通过理论推导和图表分析，让读者掌握梁的强度和刚度设计方法。 压杆稳定性： 探讨细长杆件在压力作用下可能发生的失稳现象（屈曲），介绍欧拉公式及其应用。 第四篇：高级力学概念与现代工程应用 在掌握了基础力学原理后，本书将进一步拓展至更高级的概念，并展示这些理论如何支撑现代工程的进步。 连续介质力学初步： 介绍连续介质模型，以及应力张量、应变张量等概念，为理解流体力学、弹性力学和塑性力学奠定基础。 有限元方法简介： 简要介绍有限元方法（FEM）这一强大的数值计算工具，它在现代工程设计中扮演着至关重要的角色，能够处理复杂的几何形状和载荷条件下的结构分析。 疲劳与断裂力学： 讨论材料在反复载荷作用下可能发生的疲劳失效，以及裂纹扩展的机制，这对保障工程结构的长期可靠性具有重要意义。 流体力学基础： 简要介绍流体静力学和流体动力学基本概念，如伯努利方程，以及其在船舶、航空航天、管道输送等领域的应用。 本书特色 循序渐进的教学结构： 内容设计遵循从基础到深入、从理论到实践的学习路径，确保不同基础的读者都能有效掌握。 丰富的工程实例： 每个章节都配有大量来自实际工程的案例分析，帮助读者将抽象的力学理论与具体的工程问题联系起来，提升解决实际问题的能力。 清晰的图示与动画引导： 配合精炼的图示和概念性的动画演示（假设书中包含这些多媒体元素），直观地展示力学现象，降低理解难度。 问题导向的学习模式： 每个章节末尾都设有思考题和习题，鼓励读者主动运用所学知识进行分析和计算。 强调设计思维： 本书的核心目标是培养读者的力学设计思维，使他们能够预测潜在的力学问题，并提出有效的解决方案。 读者对象 本书适合高等院校机械类、土木工程类、航空航天类、材料类等相关专业的本科生、研究生，以及从事机械设计、结构分析、产品研发等工作的工程师、技术人员。对于希望系统性学习力学知识，并将其应用于工程实践的自学者，本书同样是极佳的选择。 通过研读《工程设计中的力学基础》，读者将能够建立起对工程设计中力学行为的深刻洞察，掌握分析和解决复杂力学问题的能力，从而在充满挑战的工程设计领域中游刃有余，创造出更安全、更高效、更可靠的工程产品。
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