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出版者:中国石化

作者:张应立//周玉华

出品人:

页数:483

译者:

出版时间:1970-1

价格:88.00元

装帧:

isbn号码:9787802299177

丛书系列:

图书标签:

• 机械安全
• 安全技术
• 机械工程
• 安全防护
• 风险评估
• 设备安全
• 工业安全
• 操作规程
• 安全管理
• 实用手册

《现代工程材料力学基础与应用》 本书简介 在快速发展的现代工业和工程领域，对材料性能的深入理解和精准应用是确保结构安全、提升产品性能的关键。本书《现代工程材料力学基础与应用》旨在为工程师、科研人员以及高年级工科学生提供一套全面、深入且注重实践的材料力学理论与应用框架。它超越了传统材料力学课程中偏重于经典梁、柱分析的范畴，将重点聚焦于在复杂应力状态、极端工况以及先进材料体系下的力学行为预测与控制。 第一部分：材料力学基本原理的深化与拓展 本书开篇即对经典材料力学中的应力、应变概念进行了高度提炼和现代化阐释。我们不再将应力视为简单的力/面积比，而是从张量分析的角度，详细阐述了柯西应力张量、主应力分析在三维复杂载荷环境下的必要性和实用性。 1.1 连续介质力学的基石： 深入探讨了弹性力学的基本假设和控制方程，包括平衡微分方程、几何方程和本构关系。重点剖析了线弹性本构关系的各项参数（杨氏模量、泊松比、剪切模量）的物理意义及其在各向异性材料中的修正。引入了莫尔圆在二维应力分析中的精确几何解释，并将其推广到三维的主应力场解析。 1.2 能量法与变分原理： 这是理解结构稳定性和变形的强大工具。本书详细介绍了虚功原理和最小势能原理，并将其应用于复杂结构（如薄壁结构、曲面壳体）的分析。重点讲解了弹性体的应变能密度函数，以及如何利用能量法快速估算复杂载荷下的挠度和内力，尤其是在有限元方法（FEM）的理论基础构建中，能量方法的地位不言而喻。 1.3 屈服、塑性与失效的临界判据： 区别于仅停留在屈服应力计算的层面，本书深入分析了多晶体材料在复杂应力下的塑性流动准则。详细对比了Tresca 准则、von Mises 准则的适用范围和工程精度。在塑性部分，系统地介绍了理想塑性体、工作硬化材料的本构模型，以及如何利用塑性应变增量理论分析材料的路径依赖性。 第二部分：结构稳定性分析与动力学响应 现代工程结构，特别是轻量化和高长细比结构，其失效往往由失稳控制。本部分强化了对结构稳定性的认识。 2.1 欧拉屈曲的局限与修正： 除了经典的欧拉屈曲公式，本书重点探讨了非线性屈曲和后屈曲行为。引入了初始几何缺陷对临界载荷的影响分析，并介绍了基于能量方法的打击屈曲分析，这对于高速机械和航空航天结构至关重要。 2.2 动力学基础与振动控制： 系统的分析了单自由度、多自由度系统的自由振动、受迫振动和稳态响应。重点是模态分析及其在实际工程中的应用，如何通过改变结构的质量、刚度分布来避免或抑制共振。此外，还引入了粘弹性阻尼理论和主动/被动减振技术的力学基础。 第三部分：先进材料与特殊构件的力学行为 本书紧跟材料科学前沿，将传统力学应用于新一代材料和工程构件。 3.1 复合材料的层合板理论： 针对航空航天和风能领域广泛应用的纤维增强复合材料，本书详细介绍了单层板的本构关系，并基于经典的经典层合板理论 (CLT) 推导出铺层板的有效刚度矩阵（A、B、D矩阵）。着重分析了剪切耦合效应、热耦合效应，以及如何通过优化铺层角度设计具有特定刚度和抗分层能力的结构。 3.2 断裂力学与疲劳寿命预测： 从Griffith 能量判据出发，系统地阐述了线弹性断裂力学 (LEFM) 的核心概念，特别是应力强度因子 ($K_I, K_{II}, K_{III}$) 的计算方法和在裂纹扩展分析中的应用。随后，深入探讨了弹塑性断裂（J 积分） 在厚构件中的应用。在疲劳寿命方面，详细对比了应力控制（Basquin） 和应变控制（Coffin-Manson） 寿命预测模型，并介绍了Paris 疲劳裂纹扩展定律在剩余寿命评估中的实用技巧。 3.3 高温与蠕变力学： 针对燃气轮机、核反应堆等高温服役环境，本书专设章节讲解了材料的蠕变本构关系（如Norton定律），以及如何结合时效参数（如Larson-Miller参数）进行高温结构的设计和寿命预测。 第四部分：数值计算方法在材料力学中的应用 现代工程分析几乎完全依赖于计算工具。本书为读者提供了必要的理论桥梁，以有效使用有限元软件。 4.1 有限元方法的理论基础： 简明扼要地介绍位移法和形函数的构建，从变分原理到刚度矩阵的推导过程。重点讲解了高斯积分点、单元选择（如四面体单元、壳单元） 对计算结果准确性的影响。 4.2 接触与非线性问题的处理： 详细分析了结构接触的力学建模（如罚函数法、拉格朗日乘子法），以及在处理大变形、材料非线性（塑性、蠕变）时，增量法与平衡迭代的收敛性问题。 总结 《现代工程材料力学基础与应用》不仅是对经典力学知识的系统回顾，更是面向21世纪工程挑战的工具书。它强调理论的深度与工程实践的紧密结合，旨在培养读者在面对新材料、复杂载荷和苛刻服役条件下，进行可靠的力学评估和结构优化的能力。本书内容严谨，推导详实，配有丰富的工程算例，是结构工程师和材料科学研究人员案头的必备参考。

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这本书的深度和广度达到了一个令人赞叹的平衡点。它没有为了追求面面俱到而显得浅尝辄止，也没有为了追求深度而变得过于小众晦涩。特别让我欣赏的是，书中对新兴技术，例如工业物联网（IIoT）在实时安全监控中的应用，也进行了前瞻性的探讨。作者并没有简单地罗列这些技术名词，而是深入分析了它们在实际安全管理中的潜在风险点和应对策略，展现出极强的与时俱进的能力。这对于身处快速迭代的现代工业环境中的从业者来说，提供了宝贵的参考。很多老旧的安全手册往往会忽略这些前沿动态，使得信息滞后。而这本书则成功地将历史积累的经典原则与未来的技术趋势相结合，形成了一个完整、连续的安全知识体系。它不仅解决了我们今天遇到的问题，更在为明天可能出现的挑战提前布局，是一本真正具有前瞻性和指导意义的著作。

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我是在一个复杂的项目收尾阶段接触到这本书的，当时我们正面临一批老旧设备的现代化改造和安全评估难题。这本书的章节划分非常贴合实际操作的需求，它没有停留在理论的宏大叙事上，而是直接切入了具体的风险识别和控制措施。比如，在处理高压气动系统安全规范时，我发现它引用的案例都是近年来行业内真实发生过的事故教训，分析得入木三分，这种“血的教训”式的讲解，比单纯的条文背诵要有效得多。我特别喜欢其中关于人机工程学在安全设计中的应用那一章，作者从操作员的生理和心理特性出发，提出了许多非常人性化的安全改进建议，这在很多传统手册里是看不到的。阅读过程中，我发现书中的很多表格和检查清单可以直接拿来套用，大大减少了我在制定现场安全方案时来回查阅各类规范的时间。它更像是一本“实战圣经”，而不是一本“理论教科书”，对于需要快速解决现场燃眉之急的专业人士来说，这种即时反馈的价值是无可估量的。

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这本书的叙事风格非常平实，没有过多的学术腔调，仿佛一位经验丰富的老专家在耳边循循善诱。它在描述安全准则时，总是先阐述其背后的工程原理，然后再给出具体的实施步骤，这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，极大地提升了我对安全规范的内在理解深度。我注意到，作者在引用标准时，还会附带一些历史背景的介绍，比如某个安全距离的确定是如何经过几代工程师的反复验证和争论才确立下来的。这使得那些冷冰冰的数字和参数，一下子变得“有温度”起来，让人更容易产生敬畏之心。对于我这样倾向于深入探究事物本质的学习者来说，这种深层次的剖析是极其宝贵的。它帮助我从“为了合规而做”的心态，转变为“为了本质安全而设计”的更高层次的思维模式。整本书读下来，不仅是知识的积累，更是一次职业素养和安全意识的全面洗礼，让人受益匪浅。

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这本书的装帧设计非常精美，封面采用了哑光处理，手感细腻，书脊的文字清晰易读，整体给人一种专业、严谨的感觉。内页纸张厚度适中，光线不刺眼，长时间阅读也不会感到疲劳。作为一名常年与设备打交道的工程师，我非常看重工具书的实用性和耐用性，这本书的材质显然是经过精心挑选的。翻开扉页，目录的编排逻辑清晰，让人能迅速定位到自己感兴趣的部分。尤其值得称赞的是，插图和图表的质量非常高，很多复杂的机械结构和安全流程图，通过这些高质量的图示，变得直观易懂，这对于理解那些晦涩难懂的技术标准至关重要。这本书的排版也很有讲究，合理的留白让阅读体验更加舒适，没有那种信息堆砌带来的压迫感。它不仅仅是一本工具书，更像是一件工艺品，体现了出版方对细节的极致追求。这本书拿在手里，就感觉像是拥有了一件可靠的“工作伙伴”，让人对即将展开的阅读内容充满期待。我甚至会特意把它放在办公桌最显眼的位置，因为它散发出的专业气息，能随时提醒我保持严谨的工作态度。

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从阅读体验来看，这本书的术语运用精准且统一，这对于跨部门沟通至关重要。在我的工作环境中，技术文档经常因为不同部门对同一概念使用不同词汇而产生歧义。然而，这本书在定义每一个关键术语时都非常严谨，并且在首次出现时就提供了清晰的界定，使得无论阅读者背景如何，都能建立起一套共同的理解框架。此外，书中对不同行业（如汽车制造、化工、航空航天等）安全案例的交叉引用非常丰富，这极大地拓宽了我的视野，让我意识到许多看似孤立的安全问题，其实背后有着共通的底层逻辑。比如，它在讨论预防性维护与安全的关系时，巧妙地结合了不同行业的最佳实践，这种跨界的知识融合，让我能够将学到的方法论应用到我原本不熟悉的领域中去，提供了全新的解决问题的思路。这种知识的迁移能力，是评估一本优秀参考书价值的重要标准。

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