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出版者:

作者:孙力红 编

出品人:

页数:315

译者:

出版时间:2010-1

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787302210467

丛书系列:

图书标签:

• 计算机绘图
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工程力学基础：结构强度与变形分析 本书全面系统地阐述了工程力学领域的核心原理与应用，旨在为工程技术人员和理工科学生提供坚实的理论基础和解决实际问题的能力。全书内容深入浅出，覆盖了静力学、运动学、动力学、材料力学以及结构稳定性分析等关键模块。 第一部分：静力学与平衡分析 本部分聚焦于物体在静止或匀速直线运动状态下的受力分析与平衡条件。 第一章：绪论与力系的平衡 详细介绍了力的基本概念、力的可传性原理、力矩的定义与性质。重点讲解了平面力系和空间力系中刚体平衡的必要与充分条件。通过大量的实例，如桁架、梁的支座反力计算，引导读者掌握如何建立准确的受力图（Free-Body Diagram, FBD）并应用平衡方程求解未知力。本章特别强调了约束反力的分类与确定方法，为后续复杂结构分析奠定基础。 第二章：平面与空间桁架分析 系统介绍了桁架结构的组成、分类及其在工程中的应用。详细阐述了两种主要的分析方法：节点法（Method of Joints）和截面法（Method of Sections）。节点法侧重于分析每个连接点的受力平衡，适用于求解结构中所有杆件的内力；而截面法则提供了一种高效的途径来确定特定杆件的内力，尤其适用于大型结构的部分分析。对零力杆的识别与处理也进行了深入探讨。 第三章：任意截面上的应力与应变（初步） 虽然详细的材料力学内容在后续章节展开，但本章首先引入了应力（Stress）的基本概念，定义了正应力和剪应力，并探讨了它们在截面上的分布特性。引入了应变（Strain）的概念，用于描述物体的相对变形。通过胡克定律（Hooke's Law）连接了应力和应变，为理解材料在受力下的响应机制打下基础。 第二部分：运动学与动力学基础 本部分转向研究物体的运动规律及其受力情况之间的相互关系。 第四章：质点运动学与动力学 从最基本的质点运动学出发，分析了直线运动、平面曲线运动和空间曲线运动的描述方法（如位置、速度、加速度矢量）。随后，过渡到牛顿第二定律在工程中的应用，即动力学分析。本章重点讲解了力的投影法、冲量与动量定理、动能与动能定理在解决受变力作用下的运动问题中的应用。 第五章：刚体运动学与动力学 本章将分析的重点从质点扩展到刚体。讨论了刚体的平面运动（平移、转动、平面一般运动）和空间运动描述。重点分析了刚体绕定轴转动的动力学问题，引入了转动惯量、转动定律（牛顿第二定律的转动形式）。并对冲量矩定理和动能定理在刚体运动中的应用进行了详细推导和实例演示，特别关注了轮系和摆锤等典型机构的分析。 第三部分：材料力学：强度、刚度和稳定性 本部分是工程力学理论的核心，侧重于材料在各种载荷下的内部响应和结构安全性评估。 第六章：轴向变形与拉伸/压缩 详细分析了杆件在轴向拉伸或压缩载荷下的行为。内容包括：轴力图的绘制、正应力的计算公式推导 ($sigma = P/A$)、线应变与轴向变形的计算 ($delta = PL/AE$)。系统讨论了材料的应力-应变曲线、弹性模量（杨氏模量）、泊松比（Poisson's Ratio）的物理意义和工程应用。本章包含了安全系数的确定以及许用应力的概念。 第七章：扭转变形与强度 本章专门研究圆轴和非圆截面杆件在扭转载荷下的内力（扭矩）和变形（转角）。推导了扭转正应力的公式 ($ au = Tr/J$)，并解释了极惯性矩（Polar Moment of Inertia）在扭转刚度中的作用。通过实例分析，展示了如何设计圆轴以承受给定的扭矩，同时确保其剪切应力不超过材料的许用值。 第八章：梁的弯曲内力与应力分析 这是结构分析中极为关键的一章。首先介绍了梁的分类、支座类型和截面符号约定。系统推导了梁的剪力（V）和弯矩（M）方程，并利用这些方程绘制剪力图和弯矩图，这是进行应力分析的前提。随后，推导了纯弯曲下梁的应力分布规律——正应力公式 ($sigma = My/I$)，解释了弯曲梁中的中性轴概念，并计算了最大正应力。 第九章：梁的横截面惯性特性与刚度 深入探讨了梁横截面的几何特性，特别是面积惯性矩 ($I$) 的计算方法，包括平行轴定理（Steiner's Theorem）在复杂截面惯性矩计算中的应用。本章还引入了面积惯性积（用于处理斜弯曲问题）。在刚度方面，重点分析了梁的挠度问题，推导了梁的挠度微分方程，并应用积分法（Double Integration Method）和弯矩-面积法求解常见简支梁和悬臂梁的挠度。 第十章：应力状态分析与失效理论 本章将前面分析得到的单向应力（如拉、压、弯、扭）提升到复杂应力状态的综合分析。详细阐述了莫尔圆（Mohr's Circle）在二维应力状态下的应用，用于确定主应力（Principal Stresses）和最大剪应力。基于实验数据，系统介绍了工程中常用的材料失效准则，如最大正应力理论（Rankine）和最大剪应力理论（Tresca），指导工程师根据材料特性选择合适的安全判据。 第十一章：梁的斜弯曲与组合变形 本章处理梁承受非对称载荷或非沿对称轴方向载荷的情况。分析了斜弯曲问题，需要将载荷分解到主惯性轴上，计算主平面上的应力和挠度。此外，还详细分析了组合变形问题，即一个构件同时承受轴向力、弯矩和扭矩的情况。通过叠加原理（Principle of Superposition），计算出作用于关键点上的最大等效应力，并结合失效理论进行强度校核。 第十二章：结构稳定性——压杆失稳 本部分关注在受压情况下，细长杆件可能发生的突然的几何形态变化——失稳（Buckling）。系统分析了欧拉公式（Euler's Formula）的推导过程及其适用范围（弹性失稳）。讨论了杆端约束条件对临界载荷的影响，引入了有效长度系数。对于欧拉公式不适用的短细/中等细度杆件，介绍了基于经验公式（如$ ext{J.B. Johnson}$公式）的失稳载荷估算方法。 全书结构逻辑严密，从基本力学原理到复杂工程构件的强度和稳定性设计，提供了完整的理论框架和实用的工程计算工具，是理解和掌握工程结构性能的必备参考书。

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