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出版者:

作者:Meriam, J. L./ Kraige, L. G.

出品人:

页数:744

译者:

出版时间:2009-5

价格:$ 149.16

装帧:

isbn号码:9780470499788

丛书系列:

图书标签:

• 工程力学
• 力学
• 工程
• 物理学
• 大学教材
• 高等教育
• 静力学
• 动力学
• 材料力学
• 结构力学

《工程力学》 引言 《工程力学》是一本深入探讨机械世界运作原理的经典著作。它为理解和分析工程系统中物体和结构的受力情况奠定了坚实的基础。本书旨在为学生和从业者提供一套系统的知识体系，使他们能够精确预测材料在各种载荷下的行为，从而设计出安全、高效且经济的工程解决方案。 核心内容概述 本书的核心在于对力、运动和物质之间相互关系的严谨阐述。它将工程力学划分为两个主要分支：静力学（Statics）和动力学（Dynamics）。 静力学（Statics） 静力学研究的是处于平衡状态下的物体，即当作用在物体上的合力及合力矩都为零时，物体的受力分析。这一部分内容是理解工程结构稳定性的基石。 1. 力的概念与分析：本书将从力的基本性质出发，详细介绍力的种类（如集中力、分布力、力偶等），力的表示方法（矢量），以及力的分解与合成。我们将学习如何在一个二维或三维空间中确定多个力的合力，并理解力的作用线和作用点的重要性。 2. 力矩与力偶：力矩是力作用在一点上引起的转动趋势。本书将深入讲解力矩的计算方法（矢量积），分析力偶的概念及其等效替换，以及如何求解复杂力系的总力矩。 3. 平衡方程：这是静力学的核心。本书将系统地推导和应用二维及三维物体的平衡方程，即所有外力之和为零，所有外力矩之和也为零。我们将学习如何建立受力图（Free Body Diagram, FBD），这是求解工程问题最关键的一步，确保所有相关力和约束反力都被正确识别和表示。 4. 结构分析：本书将介绍分析梁（Beams）、桁架（Trusses）和框架（Frames）等常见工程结构的方法。对于桁架，我们将学习节点法和截面法来确定杆件的内力（拉力或压力）。对于梁和框架，我们将应用平衡方程来确定支撑反力以及杆件内部的剪力和弯矩。 5. 摩擦：摩擦力是在接触面之间阻止相对运动或趋势的力。本书将详细讲解干摩擦（包括静摩擦和动摩擦）的性质、计算方法以及在实际工程中的应用，例如分析斜面上的物体、螺钉连接等。 6. 虚拟位移原理：作为一种更高级的分析工具，虚拟位移原理在静力学中提供了一种无需直接处理约束反力即可求解平衡问题的途径，尤其适用于复杂结构。 动力学（Dynamics） 动力学研究的是运动中的物体，以及引起运动的力。它关注物体速度和加速度的变化，以及这些变化与作用在其上的力的关系。 1. 运动学（Kinematics）：运动学是动力学的一部分，它专注于描述物体的运动，而不考虑引起运动的原因。本书将详细讲解以下概念： 直线运动：描述质点沿直线运动的位置、速度和加速度随时间的变化关系，包括匀速运动、匀加速直线运动等。 曲线运动：分析质点在二维或三维空间中的运动轨迹，包括位移、速度和加速度的矢量表示，以及切向加速度和法向加速度的概念。 刚体运动：扩展到刚体，包括平移、转动和一般平面运动。我们将学习描述刚体绕定轴转动的运动，以及描述平面内刚体的复杂运动。 2. 动力学（Kinetics）：动力学关注的是运动与力的关系。 牛顿第二定律：这是动力学中最核心的定律。本书将详细阐述 $F=ma$ （或者更一般的矢量形式 $Sigma vec{F} = mvec{a}$）如何应用于质点和刚体的直线运动、曲线运动以及刚体的转动。 功和能：引入功（Work）的概念，即力在位移上所做的量，以及动能（Kinetic Energy）的概念。我们将学习功-能定理（Work-Energy Theorem），它将功与物体动能的变化联系起来，提供了一种不直接求解力就能分析运动的方法。 冲量和动量：定义冲量（Impulse）为力对时间的累积效应，以及动量（Momentum）的概念。本书将阐述冲量-动量定理（Impulse-Momentum Theorem），该定理在分析碰撞、冲击等瞬时过程时极为有用。 振动：分析简谐振动（Simple Harmonic Motion, SHM）等周期性运动，包括弹簧振子、单摆等系统。我们将学习如何描述振动的位移、速度和加速度，以及系统的固有频率和振幅。 相对运动：处理参考系相对运动时，如何正确分析物体的加速度和受力。 本书特色与应用 《工程力学》不仅提供了理论知识，更强调了实际应用。 严谨的数学基础：本书建立在清晰的代数、三角学和微积分基础上，所有概念和推导都经过严格的数学证明。 丰富的例题与习题：每个章节都配有大量的、不同难度的例题，详细展示了如何应用所学理论解决工程问题。大量的练习题则帮助读者巩固知识，提高解题能力。 直观的图示：本书大量使用工程图纸和受力图，帮助读者直观理解力的作用和物体的运动状态。 广泛的工程领域覆盖：本书中的原理是几乎所有工程学科（如机械工程、土木工程、航空航天工程、材料工程、生物医学工程等）的基础。无论是设计桥梁、飞机、汽车，还是分析人体的运动，或是开发新型材料，都离不开工程力学的知识。 学习目标 完成本书的学习后，读者将能够： 准确识别和分析工程系统中作用于物体上的各种力。 应用平衡方程解决静止物体的受力平衡问题。 分析梁、桁架和框架等结构件的内力。 准确描述物体的运动学特征，包括直线运动和曲线运动。 应用牛顿运动定律、功-能原理以及冲量-动量原理分析物体的动力学行为。 理解和分析简单的振动系统。 具备解决复杂工程问题所需的分析思维能力。 《工程力学》是每一位有志于工程领域的学生和专业人士不可或缺的工具书，它为理解和塑造我们周围的物质世界提供了强有力的框架。

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这本书的习题设置是另一个令人啼笑皆非的点。它呈现出一种极端的两极分化：要么是简单到侮辱智商的基础代数练习，要么是复杂到需要一台小型计算机才能在有限时间内完成的数值模拟问题。对于那些试图将理论知识与实际工程问题挂钩的中间地带，比如简单的桁架分析、或者带孔板的应力集中问题，这本书几乎是空白的。我尝试着做了一道关于三维刚体动力学的题目，题目描述了一架无人机在复杂气流中的运动，结果光是把初始条件和约束条件从那段充满术语的描述中提炼出来，就已经耗费了我将近两个小时。更糟糕的是，书后提供的答案竟然只有一个最终的数值结果，没有任何中间步骤的提示或关键的受力分析图。这使得读者完全无法判断自己的解题思路是否正确，也无法从中学习到解决复杂问题的有效策略。它更像是一本“答案集”，而不是一本“学习指南”，极大地挫伤了通过做题来巩固知识的积极性。

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这本书的封面设计简直是视觉上的灾难，那种老派的、毫无新意的蓝色调，配上生硬的衬线字体，让人不禁怀疑这本书是不是从上世纪八十年代的某个角落里挖出来的。我本来对力学这门学科抱有极大的期待，希望找到一本能真正激发我对结构和运动奥秘探索欲望的指南，然而，翻开目录的那一刻，我的心就凉了半截。内容组织上更是让人摸不着头脑，第一章的静力学基础讲得像是给已经有扎实基础的工程师速查手册，概念的引入缺乏必要的铺垫和直观的图示辅助，读者很容易在抽象的矢量运算和平衡方程中迷失方向。特别是关于二维刚体平衡的讲解，作者似乎默认读者已经完全理解了力矩和反力偶的区别，没有用任何贴近生活的例子来打消初学者的疑虑。更别提那些穿插在理论之间的例题，它们的复杂程度与理论推导的难度完全不成比例，往往在没有任何预警的情况下，突然抛出一个需要多重积分和巧妙分解的难题，这对于正在努力构建力学思维框架的人来说，无疑是沉重的打击，让人感觉与其说是在学习工程力学，不如说是在进行一场艰涩的数学解谜游戏。

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从装帧质量来看，这本书也暴露出了廉价生产的痕迹。纸张偏薄，印刷的墨水有时浓淡不均，尤其是在涉及渐变色或阴影的剖面图部分，颗粒感非常重，看起来非常不专业。更严重的是，我发现几个章节的页码在内容中间出现了混乱，似乎是排版时出现了严重的错误，导致我阅读时不得不频繁地在不同页码间跳跃，打断了本就脆弱的专注力。这种低劣的制作水准，让人对其中承载的知识内容的严谨性也产生了深深的怀疑。一本面向工程领域的严肃教材，理应在细节上做到无可挑剔，因为工程本身就要求精确性。这本书给我的整体感受是：它试图涵盖工程力学的所有分支，但最终却在每一个分支上都浅尝辄止，而且在呈现方式上充满了过时的、低效的教学设计，如果不是为了应付某个特定课程的要求，我绝不会推荐任何人购买或使用它作为学习的起点。

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我花了整整一个周末的时间试图啃下关于“刚体运动学”的那几章，结果是我的头痛比刚体转动带来的角动量还要大。这本书在处理瞬时速度和加速度的概念时，显得异常啰嗦且晦涩，作者似乎沉迷于使用过于复杂的数学符号来表达本可以用更简洁方式阐述的物理图像。例如，描述平面运动时，引入的坐标系转换矩阵冗余到了令人发指的地步，读起来就像是生硬地将一篇德语教材直译过来，缺乏流畅的逻辑过渡。真正让人抓狂的是，书里对“相对运动”的讨论，几乎完全依赖于公式的堆砌，完全没有提供任何可以帮助理解的、生动的场景模拟，比如想象一个在旋转木马上奔跑的人，这种关键的物理直觉完全缺失。结果就是，我记住了公式 $V_B = V_A + omega imes r_{AB} + v_{rel}$，但我完全无法自信地在实际问题中应用它，因为我根本不知道在特定情况下哪个向量代表了什么物理意义。这种教科书式的僵硬讲解，有效地扼杀了任何想要深入探索运动背后物理本质的冲动，读完感觉自己就像一个只会背诵字母表的机器人，而不是一个理解力学的工程师。

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关于材料力学那部分，我必须得说，简直是敷衍了事。在描述应力与应变关系时，作者似乎完全忽略了“本构关系”在工程实践中的极端重要性。对胡克定律的介绍停留在了最表面的弹性阶段，对于屈服点、极限强度以及更重要的——塑性变形，几乎是一带而过，仿佛只要能算出初始的弹性变形量就万事大吉了。当我翻到关于梁的弯曲应力章节时，我差点把手里的笔扔了，图示模糊不清，很多关键的截面几何性质（比如惯性矩的计算过程）被跳过了，直接给出了结论，这对于需要进行实际结构设计的读者来说，是致命的缺陷。更别提他对“主应力”和“莫尔圆”的阐述，那几页纸就像是印刷厂的事故现场，线条交错重叠，箭头方向指示混乱，我不得不从网上去找其他更清晰的图解来拼凑出这个核心概念的全貌。这本书似乎是为那些只需要应付期末考试的“应试者”而编写的，它提供的是知识的骨架，但完全没有填充血肉，缺乏工程应用中的深度和广度。

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