Statics and Strength of Materials pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Pearson

作者:Harold I. Morrow

出品人:

页数:784

译者:

出版时间:2006-5-22

价格:GBP 59.99

装帧:Hardcover

isbn号码:9780131719774

丛书系列:

图书标签:

• Statics
• Strength of Materials
• Engineering Mechanics
• Civil Engineering
• Mechanical Engineering
• Structural Analysis
• Material Science
• Engineering
• Physics
• Textbook

好的，这是一份关于《Statics and Strength of Materials》之外的其他工程力学类书籍的详细介绍，旨在提供一个全面且深入的对比视角，但内容完全独立于您提到的那本书： --- 工程力学核心系列：从理论基石到高级应用 在工程科学的广阔领域中，对材料行为、结构稳定性和受力分析的深入理解是所有设计与建造活动的基础。本系列丛书聚焦于机械工程、土木工程以及航空航天领域中至关重要的力学分支，旨在提供从基本原理到复杂模型构建的完整知识体系。 第一卷：《连续介质力学导论：张量分析与本构关系》 本卷是理解材料在宏观尺度下响应复杂载荷的理论核心。它摒弃了仅处理简单线性系统的传统方法，转而深入探讨连续介质的数学描述。 核心内容阐述： 张量代数与分析基础： 引入二阶和四阶张量的概念，详述柯西应力张量、应变张量及其在不同坐标系（笛卡尔、柱面、球坐标）下的变换规则。重点讲解了应力不变量、主应力、主方向的几何意义，以及它们在判断材料失效临界状态中的作用。我们通过详细的数学推导，展示了平衡方程和相容性方程在张量形式下的表达。 本构关系与弹性体理论： 区别于传统的胡克定律的简化形式，本卷深入探讨了各向异性材料的本构关系，如正交各向异性材料的弹性矩阵表示。对于线性弹性体，详细分析了三维静力平衡方程与几何相容性方程的耦合，即Navier方程的推导过程。此外，还涵盖了 Saint-Venant 问题的提纲挈领性讨论，以及边界条件在求解中的关键性。 能量原理的应用： 系统阐述了虚功原理、最小势能原理（Potential Energy Principle）和最小余能原理（Complementary Energy Principle）。这些原理不仅是静力学分析的基石，更是理解有限元方法（FEM）变分基础的关键。章节专门讨论了这些原理在推导结构动力学方程中的衔接作用。 非线性弹性与超弹性： 针对橡胶、高分子材料等大变形问题，引入了材料导数、变形梯度以及显著导数（如Jaumann导数）。详细介绍了 Mooney-Rivlin 模型、Neo-Hookean 模型等超弹性本构关系，并通过实例演示了如何利用这些模型解决大变形接触问题。 --- 第二卷：结构动力学与振动分析 本卷将读者的视野从静态平衡扩展到时间依赖的动态响应分析，是理解机械系统、桥梁结构在地震或风荷载作用下稳定性的必备教材。 核心内容阐述： 单自由度系统（SDOF）的响应： 从牛顿第二定律出发，推导出系统的运动微分方程。详细分析了无阻尼和有阻尼系统的自由振动（固有频率、阻尼比的物理意义）与强迫振动（谐响应、频率响应函数）。重点讨论了共振现象的机理及其在工程中的规避策略，包括使用转移矩阵法分析瞬态响应。 多自由度系统（MDOF）的建模与求解： 引入拉格朗日方程，系统地推导出系统的质量矩阵 ($mathbf{M}$)、刚度矩阵 ($mathbf{K}$) 和阻尼矩阵 ($mathbf{C}$)。核心部分在于特征值问题的求解——即模态分析。详尽解释了振型（Mode Shapes）的物理意义，以及通过模态叠加法（Modal Superposition Method）求解复杂系统的瞬态响应，特别是如何确定有效模态数。 连续体动力学基础： 将自由度概念推广到无限自由度系统，如悬臂梁、弦的振动。推导了一维波动方程，并使用傅里叶级数和分离变量法求解其边界条件下的简谐振动。这部分内容为理解波的传播和冲击载荷在结构中的传播提供了理论基础。 随机振动与谱分析： 针对随机载荷（如风、地震、机器振动），本卷介绍了随机过程理论的基础，如功率谱密度（PSD）和自相关函数。详细阐述了均方根响应（RMS）和峰值响应的计算方法，特别是对于线性系统，如何利用输入激励的PSD来确定输出响应的PSD，这是现代抗震设计和疲劳分析的重要工具。 --- 第三卷：材料与结构失效的物理机制 本卷超越了传统的弹性分析，深入探究材料在超出弹性极限后的行为，特别是疲劳、蠕变和断裂等关键失效模式。 核心内容阐述： 塑性理论基础： 从微观晶体塑性到宏观连续介质的过渡。详细讲解了屈服准则（如 Tresca 和 von Mises 准则）的几何解释和应用场景。对于各向同性硬化模型，阐述了后屈服区的应力-应变路径演化，包括随动硬化（Kinematic Hardening）和随动硬化（Isotropic Hardening）的数学描述。 疲劳分析： 疲劳被分解为低周疲劳（LCF）和高周疲劳（HCF）。 S-N 曲线法（应力寿命法）： 解释了应力幅、平均应力对疲劳寿命的影响（如 Goodman、Haigh 图），并讨论了表面处理对疲劳强度的增益。 $Delta K$ 法（应变能量释放率法）： 重点分析了 Paris 律，用于描述裂纹的稳定扩展速率。详细讨论了应力强度因子 ($K$) 的计算方法，包括裂纹尖端场的应力奇异性以及修正后的J积分在评估裂纹尖端塑性区中的作用。 断裂力学与韧性评估： 本卷的核心是线性弹性断裂力学（LEFM）。系统阐述了裂纹尖端的应力场解（奇异场），并引入了断裂韧度 ($K_{IC}$) 作为材料抵抗快速断裂的内在指标。通过详细的有限元案例，展示了裂纹扩展路径的预测。对于大塑性断裂问题，则引入了J积分作为衡量裂纹尖端塑性耗散能的能量判据，并探讨了其与小塑性裂纹扩展的联系。 蠕变与高时效效应： 针对高温和长期服役条件下的材料退化，本卷分析了蠕变本构模型（如 Norton 幂律和Findley 模型）。讨论了稳态蠕变速率的确定，以及蠕变与疲劳的耦合作用（Creep-Fatigue Interaction, CFI），这对燃气轮机叶片和核反应堆部件的设计至关重要。 --- 通过这三卷的系统学习，读者将能够从基本的张量数学工具，过渡到动态系统的控制分析，最终深入理解材料在极端环境下的失效物理，构建一个全面、深入且具有实践指导意义的工程力学知识体系。

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