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出版者:

作者:杨文柱 编

出品人:

页数:458

译者:

出版时间:2007-9

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787111216001

丛书系列:

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• bbb
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• 吊装计算
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结构力学基础：荷载、应力与变形的精确分析 本书旨在为土木工程、机械工程及相关领域的学生、初级工程师及技术人员提供一套全面、深入且实用的结构力学基础知识体系。 不同于侧重于特定工程应用（如起重吊装）的计算手册，本书将焦点集中于结构力学最核心的理论基石——如何理解和量化材料在各种外部作用下的内部响应和宏观行为。我们坚信，扎实的理论基础是进行任何可靠工程设计与分析的前提。 本书共分为十章，内容循序渐进，从最基本的力学概念出发，逐步深入到复杂的静定与超静定结构分析。 第一部分：基础与静力平衡（第1-3章） 第1章：工程力学的基本概念与刚体平衡 本章首先回顾了力学的基本公理，重点阐述了位移、速度和加速度的矢量特性，并引入了刚体这一理想化模型。核心内容在于力的概念、力的平行四边形法则、力的合成与分解。我们详细讨论了力矩的概念及其在二维和三维空间中的表示方法，为后续的平衡方程建立奠定基础。重点案例分析了构件上的约束类型（如铰支座、滚动支座、固定端）及其反力特性，确保读者能够准确判断和建立结构的自由体图（FBD）。本章的练习题设计侧重于复杂多力系下的静力平衡条件的求解。 第2章：平面桁架分析 桁架作为最基础的结构形式之一，是学习结构分析的绝佳起点。本章系统介绍了节点法（或称结点法）和截面法（或称零件法）的详细步骤与适用条件。对于节点法，我们详细解析了如何利用平衡方程求解节点上的未知力，并区分了杆件的拉力与压力。截面法则着重讲解了如何通过合理切割将复杂结构简化，并利用水平、垂直及力矩平衡求解内部力。此外，本章还探讨了零度杆的判断标准及其在简化计算中的意义，并引入了更高效的刚架分析的预备知识。 第3章：梁和刚架的内力分析 梁是工程中最常见的受力构件。本章的核心是建立剪力（V）和弯矩（M）的微分关系，即著名的 $dV/dx = w(x)$ 和 $dM/dx = V(x)$，以及它们与分布荷载 $w(x)$ 的积分关系。我们详细演示了如何绘制精确的剪力图（SFD）和弯矩图（BMD），包括在集中荷载、均布荷载和梯形荷载作用下的作图技巧。对于刚架结构，本章教授如何利用这些内力图，结合力的平衡条件，对复杂刚架进行内力分解和求解。特别强调了荷载的传递路径对内力分布的影响。 第二部分：材料特性与应力分析（第4-6章） 第4章：应力与应变的基本概念 本章是连接“外力”与“材料响应”的桥梁。我们首先定义了正应力、剪应力，并解释了它们在结构安全评估中的重要性。正应力的计算公式 $sigma = P/A$ 和剪应力的基本公式 $ au = VQ/It$ 被深入剖析。本章重点讲解了应力状态的描述，通过二维应力张量来表示某一点的应力状况。我们详细讨论了材料在单向拉伸或压缩试验中表现出的应力-应变曲线，引入了胡克定律及其适用范围，并定义了弹性模量（杨氏模量）和泊松比。 第5章：轴向荷载下的变形分析 本章将应力概念应用于实际变形计算。重点推导了轴向拉伸或压缩杆件的总变形 $delta = int (P(x)/AE) dx$ 的公式。我们详细讨论了静定杆件的轴向位移计算，包括温度应变对总变形的影响。随后，本章引入了静不定问题的分析方法，即如何通过建立几何相容性方程与静力平衡方程联立求解内部反力。泊松比的概念在本章得到进一步应用，用以分析横向变形。 第6章：扭转分析 本章专门研究杆件在扭矩作用下的响应。详细推导了圆截面杆件的剪应力公式 $ au = Tr/J$ 和相对扭转角公式 $phi = TL/JG$。我们解释了扭转刚度 $JG$ 的物理意义。对于非圆截面，本章介绍了扭转中心的概念以及通过引入圣维南南（Saint-Venant）自由扭转理论对薄壁杆件进行近似分析的方法。 第三部分：截面特性与组合变形（第7-10章） 第7章：截面的几何性质：面积矩与惯性矩 本章是进行弯曲和挠度计算的必备工具。我们详细定义了静矩（面积矩）及其在求解形心轴上的应用。核心内容在于面积惯性矩 $I$ 的计算，包括直接积分法和利用平行轴定理计算复杂截面（如工字钢、T型钢）的惯性矩。此外，本章还引入了极惯性矩 $J$，并讨论了截面模量 $W$ 在确定最大弯曲应力中的作用。 第8章：梁的弯曲应力和挠度 本章是结构分析的重中之重。首先，我们推导了欧拉-伯努利梁弯曲正应力公式 $sigma = My/I$，并解释了中性轴的概念。重点在于如何利用该公式结合第3章的弯矩图，确定梁中最大危险点的应力。随后，本章详细介绍了挠度计算的积分法（双重积分法），以及利用虚功原理（单位荷载法）求解梁的线位移和转角，特别是针对复杂的静定梁结构。 第9章：组合应力和失效理论 现实中的结构往往承受复合作用（如同时存在弯矩和轴力）。本章讲解了应力转换和主应力概念。利用莫尔圆，我们展示了如何从已知的二向应力状态（如 $sigma_x, sigma_y, au_{xy}$）计算出主应力 $sigma_{max}$ 和 $sigma_{min}$。基于此，本章系统介绍了失效理论，包括最大剪应力理论（Tresca准则）和最大形状因子理论（Von Mises准则），帮助工程师根据材料特性选择合适的安全判据。 第10章：超静定结构分析导论（虚功原理的应用） 本章将分析范围扩展到静力平衡方程无法单独求解的超静定结构。我们将虚功原理（包括虚应变能和虚应力做功）系统地应用于梁、框架和桁架。通过建立变形几何相容性方程与能量平衡方程的联系，读者将掌握求解超静定结构反力和内力的一般方法。本章将虚功法视为连接静定与超静定结构分析的统一框架，为更高级的有限元分析打下坚实的理论基础。 全书配有大量精选的工程算例和具有挑战性的课后习题，旨在确保读者不仅理解理论，更能熟练地将其应用于实际的结构力学问题求解中。本书强调的是“为什么”和“如何推导”，而非仅仅是“如何套用公式”。

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这本书的叙事风格充满了老一辈工程师特有的那种务实和严谨，读起来感觉像是在一位经验极其丰富的大师手把手地指导你进行工程设计。文字的表达非常精炼，杜绝了一切华而不实的辞藻，每一个段落都直击问题的核心。我发现，它在处理那些常见的工程陷阱时，展现出了极高的洞察力。例如，在讲解螺栓预紧力与摩擦系数动态变化的关系时，作者不仅指出了理论值与实际操作的偏差，还特别强调了环境湿度对紧固效果的潜在影响，这是很多标准教材中会忽略的“野外因素”。这种深入到操作层面的细节把握，使得这本书的价值远远超出了单纯的理论参考书，更像是一本集成了几十年一线经验的“避坑指南”，对于项目经理和现场技术员来说，简直是不可多得的宝藏。

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这本书的版式设计真的非常贴合现代信息获取的习惯，大量使用了图示化的流程说明，这一点非常加分。它不仅仅是文字的堆砌，更像是为复杂问题建立了一套可视化导航系统。我特别喜欢它在每个关键计算点后面都会附带一个“注意事项/常见误区”的小方框，用粗体字标出，非常醒目。这些小方框里的内容，往往是新手在实操中极易犯错的地方，比如静载和动载荷的切换时点把握不清，或者安全系数取值范围的误区。作者似乎非常了解读者的学习路径和困惑点，提前设置了这些“路标”，让人在学习过程中能不断地自我校准，避免了后期返工的麻烦。这种以用户体验为中心的编排理念，让一本技术书籍读起来都充满了积极的互动感，让人倍感亲切和信赖。

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我最近一直在寻找一本能够系统梳理机械传动原理的深度资料，翻阅了市面上不少号称权威的著作，但大多停留在理论的表面，或者将复杂的数学公式堆砌在一起，缺乏实操层面的指导。然而，这本书的切入点非常独到且实用。它没有过多纠缠于高深的物理学推导，而是直接将那些复杂的力学原理，转化为工程师在实际工作中能够立即使用的、简化的计算模型和经验公式。我尤其欣赏其中关于材料疲劳寿命的估算章节，它结合了不同载荷情景下的实际案例数据，提供了一套快速评估方案，这对于项目前期快速确定设计参数至关重要。书中的章节逻辑衔接非常自然，从基础的静力学分析平稳过渡到动态载荷的考虑，这种循序渐进的编排方式，极大地降低了自学这门复杂学科的门槛，让技术人员的知识体系构建更加扎实有效。

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说实话，我原本对接这类偏向“速查手册”性质的书籍抱持着谨慎的态度，担心内容会过于浅薄，无法应对复杂工况。但这本书完全颠覆了我的固有印象。它巧妙地平衡了“简易”和“深度”之间的关系。所谓“简易”，并非指计算结果的粗糙，而是指计算步骤的优化与效率。它提供了一套清晰的流程图和决策树，指导读者快速定位到适用的计算模型，避免了在海量公式中迷失方向。例如，在进行复杂结构稳定性校核时，它引入了一种矩阵简化法，大大缩短了迭代计算的时间，同时通过附录中的多组参数对照表，保证了结果的精度在工程容许范围内。这对于追求效率的现代工程项目管理来说，无疑是巨大的时间成本节约，体现了作者对工程时效性的深刻理解。

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这本书的装帧设计着实令人眼前一亮，封面采用了那种沉稳的墨绿色，配上烫金的字体，显得既专业又不失典雅，让人在书店的众多技术书籍中一眼就能注意到它。纸张的质感也非常好，不是那种廉价的、一看就容易泛黄的纸张，拿在手里很有分量感，翻阅起来也有一种舒适的触感。内页的排版布局非常考究，字体大小适中，行间距和页边距都把握得恰到好处，即便是长时间阅读也不会感到视觉疲劳。更值得称赞的是，书中穿插的一些插图和图表，线条清晰、逻辑分明，即便是对于初次接触此类复杂机械领域的人来说，也能迅速抓住核心概念。这种对细节的关注，无疑体现了出版方对专业读者的尊重，让人忍不住想立刻翻开它，探究里面的学问。它给我的第一印象是，这是一本经过精心打磨、值得珍藏的工具书。

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