Outlines & Highlights for Mechanics of Materials by James M. Gere, ISBN pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:AIPI

作者:Cram101 Textbook Reviews

出品人:

页数:68

译者:

出版时间:2010-01-11

价格:USD 27.95

装帧:Paperback

isbn号码:9781616981464

丛书系列:

图书标签:

• Mechanics of Materials
• James M
• Gere
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• Materials Science
• Structural Analysis

工程力学的基石：材料力学原理及其应用 这是一本深入探讨工程材料力学核心原理的著作，旨在为读者构建扎实的理论基础，并引导其理解这些原理如何在实际工程问题中得到应用。本书将带领读者穿越材料在各种载荷作用下行为的迷人世界，从最基础的应力与应变概念入手，逐步深入到更复杂的力学行为，最终触及材料的失效机制与设计原则。 第一部分：应力与应变——材料变形的语言 旅程的起点在于理解“应力”和“应变”这两个基本概念。应力，简而言之，是作用在材料单位面积上的内力。它描述了材料内部抵抗外力引起变形的强度。本书将细致地介绍不同类型的应力，包括正应力（垂直于截面的力引起的应力）和剪应力（平行于截面的力引起的应力）。我们会详细解析如何计算这些应力，以及它们在杆件、梁、轴等基本结构构件中的分布规律。 与应力相伴相生的是“应变”，它是材料变形的度量。本书将阐述不同类型的应变，如线性应变（长度的变化与原始长度之比）和剪应变（角度的变化）。我们将强调应力与应变之间的关系，这是理解材料行为的关键。对于线性弹性材料，这种关系通常遵循胡克定律，即应力与应变成正比。本书将详细探讨胡克定律，并引入弹性模量（杨氏模量）、泊松比和剪切弹性模量等重要的材料常数，解释它们如何反映材料的刚度和变形特性。 为了更全面地分析材料在复杂载荷下的变形，本书还将引入广义胡克定律，它考虑了多向应力状态下的应变，从而能够更精确地预测材料的整体变形。通过对不同载荷组合（如拉伸、压缩、弯曲、扭转）下应力和应变分布的深入分析，读者将能够掌握如何量化和预测材料在受力时的行为。 第二部分：杆件与梁——承载结构的力学分析 在掌握了基本的应力与应变概念后，本书将重点关注工程中最常见的两种结构构件：杆件和梁。 对于杆件，本书将深入探讨轴向载荷下杆件的应力与变形。我们将研究均匀材料和变截面材料杆件的轴向变形，并引入应力集中现象，分析其对结构安全性的影响。此外，本书还将深入讲解轴向载荷下杆件的稳定性问题，重点介绍欧拉（Euler）临界载荷理论，分析细长杆件在受压时可能发生的失稳屈曲现象，并探讨影响稳定性的各种因素，如材料的弹性模量、杆件的长度和边界条件。 梁是本书的另一核心内容，也是工程结构中承载弯曲载荷最重要的构件。我们将从最基本的梁的受力分析入手，引入剪力与弯矩的概念，并详细推导剪力图和弯矩图的绘制方法。这些图是理解梁内部应力分布的关键工具。 随后，本书将深入探讨弯曲应力。我们将推导梁在弯曲时的正应力公式，揭示应力与弯矩、截面惯性矩以及距离中性轴距离之间的关系。这使得我们能够计算梁在任意截面上的最大弯曲应力，并据此进行设计。同时，我们也会分析剪应力在梁内的分布，虽然弯曲应力通常是控制因素，但剪应力在某些情况下也可能成为设计的重要考虑因素。 在梁的分析中，变形是另一个至关重要的方面。本书将介绍不同梁在不同载荷和支承条件下的挠度和转角计算方法，包括积分法、弯矩面积法和叠加原理等。这些方法使我们能够预测梁的变形量，并确保其在允许范围内，以保证结构的正常使用和外观。 第三部分：扭转——轴类构件的力学解析 本书还将深入研究扭转现象，这是发生在轴类构件中的一种重要的力学行为。我们将分析圆形截面杆件在扭矩作用下的剪应力分布，推导出扭转剪应力公式，并介绍扭转刚度。对于空心轴，我们也将分析其扭转特性，并了解其相对于实心轴的优势。通过对扭转变形的分析，读者将能够理解如何在设计传动轴时，有效抵抗扭矩载荷，确保机械设备的平稳运行。 第四部分：应力状态与材料失效——深入理解材料的极限 为了更全面地理解材料在复杂应力状态下的行为，本书将引入三维应力状态的概念，并介绍应力张量。我们将学习如何通过坐标变换来寻找主应力，即在某一点上，应力张量可以简化为只有正应力的三个相互垂直的方向。这对于理解材料的潜在失效模式至关重要。 本书将详细阐述材料失效的理论。我们将介绍不同的失效准则，如最大拉应力准则、最大剪应力准则（特雷斯卡准则）以及最大应变能密度准则（冯·米塞斯准则）等。这些准则能够帮助我们预测材料在何种应力条件下会发生屈服或断裂。 此外，考虑到实际工程中载荷往往不是恒定的，本书还将引入疲劳的概念。我们将探讨应力循环对材料性能的影响，介绍S-N曲线（应力-寿命曲线）等工具，以及如何进行疲劳寿命的估算。对于高温下的材料行为，本书还将触及蠕变，分析材料在恒定载荷和高温下的缓慢变形。 第五部分：组合应力与结构设计——理论联系实际 在掌握了单一载荷下的分析方法后，本书将进一步探讨组合应力的问题。在实际工程中，许多构件会同时承受多种载荷，例如，一个轴可能同时受到弯矩、扭矩和轴向力的作用。本书将指导读者如何根据叠加原理，将各种载荷引起的应力叠加起来，得到构件的真实应力状态，并在此基础上进行失效分析和设计。 本书还将系统地介绍设计原则。在材料力学理论的基础上，我们将学习如何根据特定的设计要求，如强度、刚度和稳定性，来选择合适的材料和确定构件的尺寸。我们将强调安全系数的概念，以及如何合理运用它来保证结构的可靠性。 第六部分：有限元方法入门——现代工程分析的利器 随着计算机技术的飞速发展，有限元方法（FEM）已成为现代工程分析中不可或缺的工具。本书将在适当的时候，为读者介绍有限元法的基本思想和流程。我们将解释如何将复杂的结构离散为大量的微小单元，然后通过数值方法求解这些单元的力学行为，最终得到整个结构的整体响应。虽然本书不深入讲解FEM的数学细节，但将为读者打下理解FEM应用的基础，并鼓励其进一步探索这一强大的工程分析工具。 总结 本书不仅仅是一本理论教材，更是一扇通往工程实践的窗口。通过对理论的深入解析和对实际应用的探讨，本书旨在培养读者独立思考和解决工程问题的能力。理解材料力学的原理，是成为一名优秀工程师的必由之路。掌握了这些知识，读者将能够自信地面对各种工程挑战，设计出安全、高效、经济的结构和机械系统。本书期望能够点燃读者对工程科学的热情，并为其未来的学习和职业生涯奠定坚实的基础。

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