工程力学理论与仿真

工程力学理论与仿真 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:李鸿,杨丽红,周博
出品人:
页数:418
译者:
出版时间:2008-8
价格:42.00元
装帧:
isbn号码:9787118058390
丛书系列:
图书标签:
  • 1
  • 工程力学
  • 理论力学
  • 计算力学
  • 有限元
  • 仿真
  • 结构力学
  • 材料力学
  • 工程分析
  • 数值方法
  • 力学基础
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具体描述

《普通高等教育"十一五"规划教材·工程力学理论与仿真(第2版)》包括静力学、材料力学、运动学及动力学三部分,适用于70学时至100学时高等学校的工程力学课程。全书共分三篇:上篇静力学,中篇材料力学,下篇运动学及动力学。静力学主要研究作用于物体系统的各种力系的简化及力系的平衡问题;材料力学主要研究杆件发生拉、压、剪、扭、弯等基本变形时的强度和刚度计算及压杆的稳定性问题并对其作了计算机模拟分析;运动学主要研究点和刚体作各种运动时的速度和加速度;动力学主要研究质点及质点系的动力学普遍方程、动量定理及动量矩定理。

《解析力学:原理与计算》 本书旨在深入剖析经典力学的核心理论,并结合现代计算方法,为读者提供一个全面而严谨的学习框架。我们不局限于传统教科书中对基本概念的陈述,而是着重于理论的逻辑推演、物理意义的深度理解以及实际问题的建模与求解。 核心内容概述: 第一部分:宏观力学基础 第一章:运动的描述与牛顿定律 我们将从运动学入手,详细介绍位移、速度、加速度等基本概念,并深入探讨其矢量特性。 直线运动与曲线运动的分析将覆盖匀变速运动、圆周运动等关键情况。 着重讲解牛顿运动定律的内涵,特别是惯性、力和加速度之间的精确关系。 对各种力的性质(如重力、弹力、摩擦力、张力)进行细致的分类和数学描述。 惯性参考系与非惯性参考系的概念辨析,以及在非惯性系下引入惯性力(如离心力、科氏力)的推导和应用。 通过大量典型算例,展示如何运用牛顿定律解决实际的动力学问题,如物体的受力分析、运动状态预测等。 第二章:功、能与动量 本章将引入功和能的概念,对功的定义、计算方法进行深入阐述,并区分保守力和非保守力。 详细讲解动能定理,阐明功与动能变化之间的内在联系。 深入探讨势能的概念,包括重力势能、弹性势能等,并建立势能与保守力之间的定量关系。 能量守恒定律的推导与应用,分析机械能守恒在简化复杂问题求解中的作用。 动量和冲量的定义及其关系,动量守恒定律的原理和适用范围。 分析碰撞问题,包括弹性碰撞和非弹性碰撞,利用动量守恒和能量(若适用)分析碰撞过程中的能量传递和动量变化。 研究简谐振动,分析其能量的转换,并探讨阻尼振动和受迫振动的基本特性。 第三章:刚体的定性与动力学 本章将从点质点力学扩展到刚体,介绍刚体的基本概念,如质心、转动惯量等。 详细讲解角位移、角速度、角加速度等描述刚体转动的基本量。 分析力矩和角动量,以及它们与刚体转动状态的关系。 牛顿第二定律的转动形式——转动定律的推导与应用。 通过求解各类刚体绕固定轴转动的动力学问题,训练读者分析和处理实际工程中的转动场景。 介绍刚体的平面运动,如滚动、滑动等,并运用能量、动量等概念分析其运动规律。 第二部分:进阶理论与方法 第四章:振动与波 深入研究单自由度系统的振动,包括自由振动、阻尼振动和受迫振动。 讲解振动的表征参数,如频率、周期、振幅、相位等,以及如何通过这些参数分析振动特性。 介绍振动的叠加原理,分析简谐振动的合成与分解。 研究多自由度系统的振动,引入振动模态和固有频率的概念。 从微观层面探讨波的传播,包括机械波和电磁波的基本性质。 波的叠加、干涉、衍射等现象的原理和数学描述。 利用傅里叶分析等数学工具,分析复杂波动的构成及其在信号处理等领域的应用。 第五章:连续介质力学入门 本章将引入流体力学与弹性力学的基本概念。 流体力学基础: 介绍流体的连续性假设、流速场、流线、迹线等概念。 讲解流体的静力学,包括压强、浮力等。 深入分析流体的动力学,如伯努利方程的推导及其在流体流动分析中的应用。 探讨粘性流动的基本特性,如粘度、纳维-斯托克斯方程的物理意义(不进行详细推导,侧重概念理解)。 弹性力学基础: 介绍应力、应变的概念,以及它们在材料变形中的作用。 讲解胡克定律及其在简单弹性体中的应用。 分析简单杆件的轴向变形、剪切变形和弯曲变形。 引入弹性模量、泊松比等材料力学参数,阐述它们对材料变形特性的影响。 第三部分:计算方法与应用 第六章:数值分析方法在力学中的应用 本章旨在介绍将力学理论应用于实际问题时常用的数值计算方法。 有限差分法: 介绍如何将微分方程转化为代数方程组,以及其在求解偏微分方程中的应用。 有限元法(概念性介绍): 阐述有限元法的基本思想,即将复杂结构离散化为有限个单元,并通过单元分析最终求解整体响应。重点在于理解其思想和基本流程,而非详细的推导。 数值积分与微分: 介绍龙格-库塔法等求解常微分方程的数值方法,以及如何利用数值方法处理实验数据。 探讨如何利用这些数值方法来模拟动态系统的行为,分析结构的应力应变分布,预测流体流动规律等。 学习目标: 通过本书的学习,读者应能: 1. 深刻理解经典力学的基本原理,并能够清晰地阐述其物理意义。 2. 熟练掌握运用牛顿定律、功-能原理、动量守恒等解决各种力学问题的分析方法。 3. 建立对刚体转动、振动与波、连续介质力学等进阶理论的直观认识。 4. 了解将抽象的力学理论转化为可执行的计算过程的数值方法及其在工程应用中的重要性。 5. 培养严谨的科学思维和分析解决实际工程问题的能力。 本书内容结构清晰,理论阐述严谨,例题分析透彻,旨在帮助读者在扎实的理论基础上,进一步提升解决复杂工程问题的能力。

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读后感

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用户评价

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**这本书为我构建了一个扎实的工程力学知识体系。** 在阅读《工程力学理论与仿真》的过程中,我逐渐认识到工程力学在现代工程中的核心地位。这本书的结构非常清晰,从最基础的力学概念到复杂的仿真技术,层层递进,循序渐进。我特别欣赏作者在讲解过程中所采用的深入浅出的方法,他能够将那些原本抽象难懂的理论,通过生动形象的比喻和具体的工程实例,变得易于理解。例如,在解释材料的塑性变形时,作者将原子层面的滑移过程与宏观的延性表现联系起来,让我对材料的内在机制有了更深的认识。书中关于各种材料属性的介绍,如弹性模量、泊松比、屈服强度、断裂韧性等,都进行了详细的阐述,并且说明了它们在工程设计中的重要性。更重要的是,这本书将仿真技术贯穿其中,让我能够将理论知识应用于实际问题。例如,通过有限元仿真,我能够预测一个复杂结构在不同载荷条件下的应力分布和变形情况,并根据仿真结果来优化结构设计。这种理论与仿真的完美结合,不仅提升了我对工程力学的理解,更重要的是,它赋予了我解决实际工程问题的能力。我能够将书中学到的知识,直接应用于我正在进行的项目中,通过仿真来预测结构的行为,优化设计方案,从而提高工程效率和安全性。

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**这本书就像一本魔法书,让我对原本陌生的工程概念产生了浓厚的兴趣。** 接触《工程力学理论与仿真》之前,我总觉得工程力学是一门枯燥乏味的学科,充斥着复杂的公式和抽象的理论。然而,这本书彻底改变了我的看法。作者以一种非常人性化的方式,将工程力学中的奥秘一一揭示。我尤其喜欢书中对各种经典力学问题的深入剖析,例如梁的弯曲、轴的扭转、以及复杂结构的受力分析。作者并没有简单地给出公式,而是从物理本质出发,一步步推导出这些公式,并详细解释了它们在实际工程中的意义。我印象深刻的是书中关于应力集中的部分,作者通过图示和仿真结果,清晰地展示了在几何形状突变处应力的集中现象,以及如何通过优化设计来避免这些不利影响。更令我惊喜的是,这本书将仿真技术与理论知识紧密结合,让我能够亲手模拟和验证这些力学原理。例如,在模拟一个桥梁在不同风载荷下的响应时,我能够通过书中介绍的仿真方法,建立模型,施加载荷,然后观察桥梁的振动和变形。这种实践经验极大地加深了我对理论知识的理解,也让我对工程设计充满了信心。这本书不仅仅是一本技术书籍,它更像是一位智慧的引导者,带领我一步步探索工程力学的奇妙世界。

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**这本书不仅传授了知识,更重要的是它教会了我如何思考。** 在研读《工程力学理论与仿真》的过程中,我最深的感受是,作者不仅仅是在讲解力学原理,他更是在引导读者培养一种分析和解决问题的思维方式。书中在处理每一个力学问题时,都会先从物理本质出发,分析问题的关键因素,然后逐步构建数学模型,最后通过理论推导或仿真模拟来求解。这种严谨的逻辑思维过程,让我受益匪浅。我曾经对结构的稳定性和动力学响应感到困惑,但通过书中对这些问题的系统性分析,我才真正理解了背后的原理。例如,在讲解结构的屈曲失稳时,作者不仅给出了欧拉公式,还详细解释了屈曲的物理机理,以及影响屈曲载荷的各种因素。更令我印象深刻的是,书中将仿真技术作为一种重要的分析工具进行介绍。作者详细阐述了如何建立仿真模型,如何选择合适的单元类型和材料模型,以及如何进行仿真结果的后处理和验证。这种将理论知识与仿真技术相结合的学习方式,让我能够更有效地解决实际工程问题。我能够将书中学到的知识,直接应用于我正在进行的项目中,通过仿真来预测结构的行为,优化设计方案,从而提高工程效率和安全性。

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**这本书的仿真部分是我学习的重点,它让我能够将理论付诸实践。** 《工程力学理论与仿真》之所以令我着迷,很大程度上在于它将复杂的理论知识与实际的仿真应用相结合。作者在书中详细介绍了各种工程力学分析方法,从基础的静力学到复杂的动力学,从材料的本构关系到结构的失效机理,都进行了深入的阐述。我尤其欣赏书中关于有限元分析的部分,它为我提供了一个系统性的框架来理解如何将连续的物理问题离散化,然后通过计算机进行求解。例如,在模拟一个飞机的机翼在飞行过程中承受的载荷和变形时,我能够通过书中介绍的仿真流程,建立机翼的有限元模型,施加各种载荷,然后观察其应力分布和位移情况。这种实践经验极大地加深了我对理论知识的理解,也让我对工程设计充满了信心。书中也涉及了断裂力学的仿真,通过裂纹扩展的模拟,让我对材料在承受载荷过程中的失效机理有了更深刻的理解。我能够将书中学到的知识,直接应用于我正在进行的项目中,通过仿真来预测结构的行为,优化设计方案,从而提高工程效率和安全性。

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**这本书的仿真部分是我学习的重中之重,它将枯燥的理论变得生动有趣。** 我一直对工程领域的仿真技术非常感兴趣,而《工程力学理论与仿真》恰恰满足了我的需求。书中关于仿真方法的介绍,从概念到实践,都进行了非常细致的阐述。我尤其喜欢作者在讲解数值方法时所展现出的清晰思路,例如在有限元分析中,他详细介绍了单元的离散化、形函数的使用、刚度矩阵的组装等核心步骤,并且通过具体的例子展示了如何从离散化的节点位移来计算单元内的应力分布。我曾经在工作中遇到过一个结构动力学分析的难题,正是通过书中关于模态分析和瞬态动力学分析的讲解,我才找到了解决问题的突破口。作者不仅介绍了分析方法,还深入探讨了结果的可视化技术,如何通过渲染、动画等方式将仿真结果以直观的方式呈现出来。这对于我向非技术背景的同事解释复杂的力学行为非常有帮助。书中也涉及了断裂力学的仿真,通过裂纹扩展的模拟,让我对材料在承受载荷过程中的失效机理有了更深刻的理解。这种理论与仿真方法的紧密结合,不仅提升了我对力学理论的认识,更关键的是,它赋予了我解决实际工程问题的能力。我能够将书中学到的知识,直接应用于我正在进行的项目中,通过仿真来预测结构的行为,优化设计方案,从而提高工程效率和安全性。

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**这本书的结构安排堪称典范,引人入胜且富有启发性。** 《工程力学理论与仿真》给我的感觉就像是打开了一扇通往工程世界的大门。作者在内容的组织上非常巧妙,从最基础的力学概念开始,逐步深入到更复杂的理论和仿真技术。我特别欣赏书中在讲解抽象概念时所使用的生动比喻和直观图示,例如将应力比作物体内部的“互相拉扯”,或者将应变比作物体的“变形程度”。这些形象的描述,极大地降低了理解难度,让我能够轻松地掌握那些原本可能难以理解的力学原理。书中关于材料力学的章节尤其让我印象深刻,它详细介绍了各种材料的力学性能,如弹性、塑性、强度、刚度等,以及这些性能对工程设计的影响。更重要的是,这本书将仿真技术融入其中,让我能够将理论知识应用于实践。例如,通过有限元仿真,我能够预测一个复杂结构在不同载荷条件下的应力分布和变形情况,并根据仿真结果来优化结构设计。这种理论与仿真的完美结合,不仅提升了我对工程力学的理解,更重要的是,它赋予了我解决实际工程问题的能力。

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**这本书为我打开了理解复杂工程系统的全新视角。** 在接触《工程力学理论与仿真》之前,我对许多工程现象的理解都停留在表面,仅仅知道“是什么”而不知道“为什么”。然而,这本书以其深入浅出的讲解,让我逐渐掌握了那些隐藏在现象背后的力学原理。我尤其赞赏作者在处理动力学问题时所展现出的严谨性。从牛顿运动定律的阐释,到能量守恒、动量守恒等基本定理的推导,书中每一个步骤都清晰明了,逻辑性极强。我曾经对复杂的振动系统感到束手无策,但通过书中对自由振动、受迫振动以及阻尼振动的详尽讲解,我才真正理解了其背后的数学模型和物理意义。作者不仅解释了理论公式,更重要的是,他阐述了这些公式是如何从基本原理推导出来的,以及在实际工程中它们是如何被应用的。当涉及到材料的疲劳、断裂等现象时,书中并没有回避其复杂性,而是通过引入损伤力学和断裂力学的概念,提供了一种系统性的分析方法。我注意到书中大量运用了图表和示意图来辅助说明,这些图形不仅美观,而且极具信息量,能够帮助我直观地理解那些难以用文字表达的力学概念。更让我印象深刻的是,书中对仿真技术在工程力学中的应用进行了细致的介绍。例如,在模拟结构在动态载荷下的响应时,作者详细介绍了如何建立动力学仿真模型,包括质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵的构建,以及如何利用数值积分方法求解运动方程。这种对仿真流程的细致刻画,让我对如何利用仿真工具解决实际问题有了更清晰的认识。

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**我从未见过如此全面且深入的工程力学著作。** 《工程力学理论与仿真》这本书的广度和深度都令我惊叹。作者在内容的组织上非常有条理,从静态力学到动力学,从连续介质力学到材料力学,涵盖了工程力学的主要分支,并且在各个分支内部都进行了细致的阐述。我特别欣赏作者在讲解复杂概念时所使用的类比和图示,这使得原本抽象的数学模型变得易于理解。例如,在讲解材料的本构关系时,作者通过不同材料在应力-应变曲线上的差异,生动地展示了它们的力学行为。我曾经对材料失效的机制感到困惑,但书中关于塑性力学和损伤力学的章节,为我提供了清晰的解释,让我能够理解材料在达到屈服极限或断裂极限时的行为。更重要的是,这本书不仅仅是理论的罗列,它还将仿真技术融入其中,通过实际的仿真案例,展示了如何运用计算机来解决工程问题。例如,在结构分析中,作者详细介绍了如何利用有限元方法进行静力学分析,如何模拟结构的变形和应力分布,以及如何评估结构的承载能力。这种理论与仿真的双重维度,让我在学习过程中能够触类旁通,融会贯通。我能感受到作者在编写这本书时所付出的心血,他不仅提供了知识,更重要的是,他传递了一种解决问题的思路和方法。

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**沉浸在力学世界的探索之旅,这本书绝对是一次引人入胜的体验。** 当我翻开《工程力学理论与仿真》的第一页,便被其严谨而又富有吸引力的叙述风格所吸引。作者并没有一开始就抛出艰深的公式和定理,而是以一种循序渐进的方式,引导读者一步步走进工程力学的宏伟殿堂。从最基础的概念,如力、力矩、位移和速度,到更复杂的应力、应变和材料特性,书中都进行了详尽而清晰的阐释。我尤其欣赏作者在解释抽象概念时所使用的生动比喻和实例,例如将力的传递比作蝴蝶效应,或是将结构的稳定性类比为巧妙的平衡艺术。这些鲜活的描述不仅加深了我对理论知识的理解,更激发了我对工程力学应用的热情。书中对不同材料在受力状态下的行为进行了深入剖析,从宏观的弹性变形到微观的晶格结构变化,都进行了细致的描绘,让我对材料的力学性能有了前所未有的认识。更令人惊喜的是,作者在理论讲解的基础上,巧妙地融入了大量的仿真案例。这些案例并非简单的数值演示,而是深入解析了仿真模型是如何构建的,仿真参数的设置如何影响结果,以及如何对仿真结果进行有效解读。我特别对书中关于有限元分析的部分印象深刻,作者不仅介绍了有限元的基本原理,还通过具体的实例展示了如何将复杂的工程问题转化为有限元模型,并利用仿真软件进行求解。这种理论与实践的完美结合,让我能够将书本上的知识真正运用到解决实际工程问题中去。这本书不仅仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的导师,带领我进行一场关于力学世界深度探索的旅程。

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**这本书为我提供了理解和解决复杂工程问题的有力工具。** 《工程力学理论与仿真》的价值在于它不仅仅是理论的传授,更是能力的培养。作者以一种非常清晰和系统的方式,将工程力学的核心概念和分析方法娓娓道来。我特别喜欢书中对各种经典工程问题的详细解析,例如桥梁的受力分析、建筑物的抗震设计,以及机械零件的强度校核。作者不仅给出了求解方法,更重要的是,他解释了这些方法背后的物理原理和数学依据。我曾经对结构的动力学行为感到困惑,但通过书中对振动理论、模态分析和瞬态动力学分析的讲解,我才真正理解了这些现象的发生机制。更令我印象深刻的是,这本书将仿真技术作为一种重要的分析工具进行介绍。作者详细阐述了如何建立仿真模型,如何选择合适的单元类型和材料模型,以及如何进行仿真结果的后处理和验证。这种将理论知识与仿真技术相结合的学习方式,让我能够更有效地解决实际工程问题。我能够将书中学到的知识,直接应用于我正在进行的项目中,通过仿真来预测结构的行为,优化设计方案,从而提高工程效率和安全性。

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