Technische Mechanik

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出版者:Springer
作者:Dietmar Gross
出品人:
页数:482
译者:
出版时间:2007-03-20
价格:USD 39.95
装帧:Paperback
isbn号码:9783540707370
丛书系列:
图书标签:
  • 力学
  • 工程力学
  • 静力学
  • 动力学
  • 材料力学
  • Technische Mechanik
  • 德语教材
  • 工程教育
  • 机械工程
  • 物理学
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具体描述

Dieser Band ist der vierte Teil des Lehrbuches A1/4ber Technische Mechanik fA1/4r Ingenieurstudenten und Praktiker aller Fachrichtungen. Behandelt werden - Hydromechanik - Grundlagen der ElastizitAtstheorie - Statik spezieller Tragwerke - Schwingungen kontinuierlicher Systeme - EinfA1/4hrung in die StabilitAtstheorie - ViskoelastizitAt und PlastizitAt - Numerische Methoden in der Mechanik. Das Werk enthAlt zahlreiche durchgerechnete Beispiele, die das VerstAndnis des Stoffes erleichtern. Band 1 behandelt die Statik, Band 2 die Elastostatik, Band 3 die Kinetik.

探索机械世界的奥秘:一本关于力学基础理论的深度解析 这本《Technische Mechanik》并非一本关于特定书籍的介绍,而是一次对机械工程基石——技术力学(Technische Mechanik)——核心概念的深入探索。它旨在为读者构建一个清晰、系统且富有洞察力的力学知识体系,帮助理解宏观世界中物体运动和受力行为的根本规律。 本书内容涵盖了技术力学的三个主要分支:静力学(Statik)、动力学(Dynamik)和材料力学(Festigkeitslehre)。我们将从最基础的物理概念出发,层层递进,揭示支撑现代工程设计与分析的理论骨架。 第一部分:静力学——静止世界的平衡之道 静力学是技术力学的起点,它研究的是处于静止状态或匀速直线运动状态下的物体所受的力及其平衡问题。在本部分,我们将深入剖析: 力与力矩的概念: 什么是力?力的性质、表示方法(矢量)、力的叠加原理,以及力作用在物体上的效果——力矩。我们将通过大量的实例,理解力的分解与合成在解决实际问题中的应用。 受力分析与约束: 如何准确地识别和绘制物体在特定条件下的受力图(Free-body diagram)是解决力学问题的关键。本书将详细介绍各种常见的约束(如固定端约束、铰支约束、滚动约束等)及其反力,并教授如何根据实际情况进行受力分析。 平衡方程: 对于静止的物体,其受力必满足平衡条件。我们将系统讲解二维和三维空间中的力的平衡方程(∑F=0 和 ∑M=0),并提供一系列经典问题(如梁的受力分析、桁架的内力计算、摩擦力的应用等)的解题步骤和技巧。 重心与形心: 重心是物体所受重力的合力作用点,形心则是几何图形的“中心”。我们将探讨如何计算复杂形状物体的重心和形心,以及它们在力学分析中的重要性。 虚功原理与柔性构件: 在更高级的层面,我们将引入虚功原理,它为解决复杂的静力学问题提供了一种优雅的方法。同时,也会触及一些柔性构件(如绳索、链条)在受力分析中的特点。 第二部分:动力学——运动世界的法则 动力学是研究物体运动及其原因(力)之间关系的学科。本部分将带领读者穿越时空的轨迹,理解运动的本质: 运动学(Kinematik): 专注于描述物体的运动,而忽略引起运动的原因。我们将学习描述物体位置、速度和加速度的各种方法,包括直线运动、曲线运动,以及角速度、角加速度等概念。平动、转动以及刚体的平面运动将被详细解析。 动力学基本定律: 牛顿运动定律是动力学的基石。我们将深入理解牛顿第一、第二、第三定律,特别是牛顿第二定律(F=ma)的矢量形式及其在计算中的应用。惯性力、动量、冲量等概念也将贯穿其中。 功、能与能量守恒: 能量是物体状态的量度。我们将学习功的定义、动能、势能,以及功-能定理。能量守恒定律在解决动力学问题中的强大威力将得到充分展现。 振动与波动: 简谐振动是力学中最基本也是最重要的振动形式。我们将分析简谐振动的特点、方程,以及各种阻尼和受迫振动。此外,对波的传播及其性质的初步探讨也将有所涉及。 相对运动与参考系: 在复杂的运动分析中,相对运动的概念至关重要。我们将学习不同参考系之间的运动转换,以及惯性系与非惯性系的区别,并介绍科里奥利力等效应。 第三部分:材料力学——材料的内在强度 材料力学是研究固体材料在受力作用下变形和强度问题的学科,它是工程设计中确保结构安全的关键: 应力(Stress)与应变(Strain): 什么是应力?它是单位面积上所承受的力,包括正应力和剪应力。什么是应变?它是材料变形的相对量。我们将学习如何计算这些基本量。 材料的力学性能: 各种材料(如钢、铝、混凝土等)在拉伸、压缩、弯曲、剪切和扭转等试验下的力学响应将得到详细阐述。弹性模量、泊松比、屈服强度、抗拉强度等关键参数将被逐一解析。 杆件的轴向受力: 最基本的受力形式——杆件承受轴向拉力或压力。我们将学习轴向应力、轴向变形的计算,以及应力集中的现象。 梁的弯曲与剪切: 梁是工程中最常见的结构构件。本书将深入分析梁在横向载荷下的弯曲应力、剪切应力,以及弯曲变形的计算。剪力图和弯矩图的绘制技巧将是学习的重点。 扭转: 轴类零件在受扭矩作用下的应力与变形分析。我们将学习圆轴和薄壁圆筒的扭转公式。 组合变形与应力状态: 实际工程中,构件往往同时承受多种载荷。我们将学习如何分析杆件的组合变形,以及复杂应力状态下的主应力、最大剪应力与强度理论。 稳定性与失稳: 对于细长杆件,即使应力远未达到材料的屈服强度,也可能发生突然的变形,即失稳。我们将探讨压杆的稳定性问题,如欧拉(Euler)公式的应用。 通过《Technische Mechanik》,读者将不仅仅是学习一套数学公式,更是理解物理世界运作的逻辑。本书强调理论与实践的结合,通过丰富的案例分析,帮助读者将抽象的力学原理应用于解决实际工程问题,从而为进一步的专业学习和工程实践奠定坚实的基础。无论是对物理现象充满好奇的学生,还是致力于工程创新的工程师,都能从中获得深刻的启迪与实用的工具。

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读后感

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用户评价

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对于我这样一名希望在工程领域有所建树的初学者而言,选择一本合适的教材至关重要。《Technische Mechanik》无疑是我近期遇到的最令人满意的一本。这本书最大的优点在于其对概念的深入剖析和对应用的广泛覆盖。它不仅仅是理论的罗列,而是将抽象的力学原理与实际工程问题紧密结合。例如,在讲解材料力学中的应力与应变时,书中不仅给出了基本的定义和计算公式,还通过分析梁的弯曲、轴的扭转等具体案例,直观地展示了这些概念在实际工程设计中的重要性。我特别欣赏书中对各种加载情况的详细分析,比如集中力、均布力、力偶等,以及它们对结构产生的不同影响。通过阅读这本书,我学会了如何根据实际受力情况,选择合适的力学模型,并运用所学的知识进行初步的工程分析。书中还提供了一些有限元分析的初步介绍,虽然不是本书的重点,但为我今后深入学习更高级的工程分析方法打下了基础。此外,该书的语言风格简洁明了,没有过多的专业术语堆砌,即使是初学者也能轻松理解。排版精美,图文并茂,让阅读过程更加愉悦。

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我一直认为,一本真正好的技术书籍,不仅要教会你“是什么”,更要教会你“怎么做”。《Technische Mechanik》在这方面做得非常出色。它不仅仅陈述了力学原理,更重要的是,它指导了我如何将这些原理应用到实际问题的解决中。书中的每一个章节都配有大量的例题,并且这些例题的解答过程都非常详细,一步步地展示了解决问题的思路和方法。我特别喜欢书中对解题步骤的分析,它不仅仅是给出答案,而是解释了每一步为什么要这样做,以及这样做有什么意义。这让我学到的不仅仅是技巧,更是解决问题的思维方式。此外,书中还鼓励读者进行独立思考和探索,提供了许多开放性的问题,引导读者去发现新的知识和解决方案。这种教学模式,极大地提升了我学习的主动性和独立性。

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作为一名对工程实践充满热情的业余爱好者,《Technische Mechanik》为我打开了理解许多工程现象的窗口。我曾对许多机械装置的运转原理感到好奇,但缺乏系统的理论知识来解释。这本书就像一位经验丰富的工程师,耐心地为我解答疑惑。它从最基础的力和运动的概念出发,逐步深入到更复杂的动力学和材料力学问题。我尤其喜欢书中关于刚体运动学的讲解,它清晰地阐述了平动和转动的概念,以及它们如何组合成复杂的运动。书中对刚体惯性张量和转动惯量的详细推导,让我明白了为什么不同的物体在相同受力情况下会有不同的运动轨迹。此外,关于功和能的概念,书中也给出了非常生动形象的比喻,例如将做功比作能量的转移,这使得我更容易理解能量在系统中的传递和转化。书中对各种连接方式,如铰链、滑块、绳索等,在力学分析中的作用也有细致的介绍,这些都是工程实践中不可或缺的知识。

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一本优秀的教材,不仅仅在于它能够清晰地阐述理论知识,更在于它能否激发读者深入探究的兴趣。在我翻开《Technische Mechanik》的扉页的那一刻,我便被它严谨而又生动的叙事风格所吸引。我并非物理学领域的科班出身,对工程力学的理解也仅限于一些基础的物理概念。然而,这本书以其循序渐进的讲解方式,让我这个“门外汉”也能逐渐领略到工程力学的魅力。从最基础的静力学原理,例如力的分解、合成、平衡条件,到更复杂的重心、转动惯量等概念,作者都通过丰富的图示和贴近实际生活的例子进行解释。我尤其喜欢书中对每一个定理、每一个公式的推导过程都进行了详尽的阐述,这不仅让我理解了“是什么”,更让我明白了“为什么”。例如,在讲解虚功原理时,作者并没有直接给出结论,而是先从能量守恒的角度出发,一步步引导我们理解为什么虚功原理能够如此简洁有效地解决复杂的力学问题。这种“授人以渔”的教学方式,对于培养独立思考能力至关重要。此外,书中精选的习题也极具代表性,它们涵盖了理论知识的各个侧面,并且难度梯度设计合理,能够有效地检验学习成果,并帮助我巩固和深化对知识的理解。在解决习题的过程中,我常常需要回顾书中的相关章节,这又进一步加深了我对概念的印象。总而言之,《Technische Mechanik》是一本能够让你在不知不觉中爱上工程力学的优秀教材,它不仅仅是一本书,更是一把开启理解物理世界奥秘的金钥匙。

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《Technische Mechanik》的排版和设计也堪称一流。书籍的纸张质量上乘,印刷清晰,无论是文字还是图表,都给人以非常舒适的阅读体验。书中大量的插图都绘制得非常精美,并且都具有很强的说明性,能够直观地展示复杂的力学现象和结构。我尤其喜欢书中对三维空间的图形表达,它能够清晰地展示物体的运动轨迹和受力情况,避免了因为理解立体几何而产生的障碍。此外,书中还运用了一些特殊的排版技巧,比如将重要的公式或概念用加粗的字体突出显示,或者将它们放在页面的醒目位置,这有助于我快速抓住知识的重点。整体而言,这本书的设计不仅美观,而且充分考虑到了读者的阅读习惯和学习需求,为我提供了一个极佳的学习环境。

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我必须承认,《Technische Mechanik》的内容之丰富和讲解之细致,远远超出了我的预期。这本书仿佛是一部关于力学世界的百科全书,涵盖了从基础的静力学到复杂的动力学和材料力学等各个分支。我尤其对书中关于结构稳定性的讨论印象深刻。它不仅仅讲解了失稳的几种基本形式,如屈曲和整体失稳,还提供了判断结构稳定性的判据和分析方法。这对于我理解建筑和桥梁等工程结构的安全性至关重要。书中还对各种材料的力学性能进行了详细的介绍,包括弹性模量、泊松比、屈服强度等,并解释了这些参数在工程设计中的意义。我曾经对材料的疲劳和断裂现象感到困惑,通过阅读这本书,我才了解到这些现象背后复杂的力学机理,以及如何通过合理的材料选择和结构设计来避免这些问题。

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每一次翻阅《Technische Mechanik》,我都会有新的收获。这本书的深度和广度都给我留下了深刻的印象。它不仅仅是一本入门教材,更是一本能够陪伴学习者不断成长的参考书。书中对于各种力学现象的解释,都力求从本源上揭示其内在规律。例如,在讲解摩擦力时,作者并没有止步于简单的滑动摩擦和静止摩擦,而是进一步探讨了静摩擦力的性质,以及如何判断物体是否会发生滑动,这些细节的深入,对于真正理解力学本质非常有帮助。书中还包含了许多关于振动理论的章节,从单自由度系统到多自由度系统,再到连续系统的振动,作者都给予了详尽的阐述。我尤其被书中关于共振现象的讨论所吸引,通过对共振的深入理解,我才真正认识到它在工程设计中既是需要避免的危险,也是可以利用的有利条件。书中提供的许多计算示例,都是针对实际工程中常见的问题,比如桥梁的受力分析、机械部件的动态响应等,这些案例的真实性,极大地提升了我学习的积极性。

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这本书的叙事风格非常独特,它不像传统的教科书那样刻板,而是充满了人文关怀和对科学探索的热情。《Technische Mechanik》在讲解复杂力学概念的同时,也融入了许多历史背景和科学哲学思考。例如,在介绍牛顿运动定律时,书中不仅仅给出了定律的表述,还回顾了牛顿在提出这些定律时所经历的思考过程,以及这些定律如何改变了人类对宇宙的认识。这种“讲故事”的方式,让我在学习知识的同时,也感受到了科学发展的脉络和人类智慧的光辉。书中还对不同力学方法的优缺点进行了比较分析,例如比较了直接法和能量法在解决问题时的效率和适用性,这有助于我培养辨证看待问题的能力。我还注意到,书中在讲解一些重要的定理时,都会引用历史上重要的科学文献,这进一步增强了我对知识来源的尊重和对科学严谨性的认识。

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我一直认为,好的技术书籍应该像一位循循善诱的老师,它不仅要传授知识,更要引导学习者建立起完整的知识体系和解决问题的思维框架。《Technische Mechanik》正是这样一本令人赞叹的书籍。它的结构设计非常合理,逻辑性极强。每一章节的引入都清晰地阐述了本章的学习目标以及它在整个工程力学知识体系中的位置,这使得我在学习过程中能够始终保持清晰的思路,不至于迷失在繁杂的细节中。书中对动力学部分的处理尤为精彩,从最基本的直线运动和曲线运动,到复杂的振动和刚体动力学,作者都用一种非常系统化的方式进行讲解。特别是对牛顿第二定律的应用,书中通过大量的实例,展示了如何将复杂的物理问题转化为数学方程,并最终求解。我印象深刻的是关于碰撞问题的讨论,作者不仅介绍了动量守恒定律,还详细分析了弹性碰撞、非弹性碰撞等不同情况下的能量转化,这让我对动量和能量这两个核心概念有了更深刻的理解。书中还穿插了许多历史发展的小故事,例如关于牛顿、欧拉等伟大科学家的生平事迹和他们的贡献,这不仅增加了阅读的趣味性,也让我感受到了科学研究的艰辛与伟大。这种人文关怀的融入,让这本书不仅仅是一本枯燥的技术手册,更是一部充满智慧和启迪的读物。

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《Technische Mechanik》的语言风格有一种独特的力量,它能够将看似枯燥的工程力学知识变得鲜活起来。作者善于运用比喻和类比,将抽象的力学概念具象化,让我这个非专业人士也能够轻松理解。例如,在解释惯性时,作者将惯性比作物体的“懒惰”程度,物体越“懒惰”,改变其运动状态就越困难。这种生动的比喻,让我在脑海中能够清晰地勾勒出惯性的概念。书中还包含了一些关于力学在日常生活中的应用案例,比如解释为什么汽车座椅需要有头枕,或者为什么飞机翅膀的设计能够产生升力。这些贴近生活的例子,不仅增加了学习的趣味性,也让我体会到工程力学无处不在的重要性。此外,书中对数学工具的应用也进行了详细的介绍,比如如何运用微积分来描述连续变量的变化,或者如何运用向量来表示力的大小和方向,这为我今后更深入地学习提供了坚实的数学基础。

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