管线力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:帅健

出品人:

页数:264

译者:

出版时间:2010-4

价格:58.00元

装帧:

isbn号码:9787030270450

丛书系列:中国石油大学（北京）学术专著系列

图书标签:

• 管道力学
• 输送系统
• 流体输送
• 管道设计
• 应力分析
• 结构工程
• 机械工程
• 石油工程
• 天然气工程
• 压力容器

建筑工程的基石：现代结构力学原理与应用 本书聚焦于建筑工程领域，深入探讨支撑现代建筑安全与高效运行的核心理论——结构力学。它旨在为土木工程、结构工程以及相关领域的研究人员、工程师和高年级学生提供一套全面、深入且实用的知识体系。 本书摒弃了对某一特定工程学科（如管道或管线设计）的细致分析，而是将核心关注点置于所有工程结构（从简单的梁板到复杂的空间桁架）所共有的、支配其受力与变形的基本物理规律。 --- 第一部分：力学基础与结构静力学 本部分为全书的理论基石，系统回顾和深化了工程分析所需的基础力学知识。 第一章：静力学回顾与工程应用 力、力矩与平衡方程的拓展应用： 详细阐述在二维和三维空间中，刚体平衡条件的建立及其在复杂约束条件下的应用。重点解析了结构支座（铰接、固定、滑动）对平衡方程的影响。 结构体系的稳定性与确定性： 区分静定、静不定结构体系的判定方法。引入虚位移原理（Principle of Virtual Work）作为分析静定结构位移的基础工具，强调其在建立平衡方程时的普适性。 桁架分析： 深入剖析节点法和截面法在平面及空间桁架中的具体操作流程。讨论了理想桁架与实际桁架的差异，并引入了荷载分布不均的修正计算方法。 第二章：材料本构关系与应力分析 材料的本构模型： 详细介绍线弹性、弹塑性材料在单向和多向应力状态下的本构关系。重点解析胡克定律的三维形式（广义胡克定律）及其在各向同性材料中的简化。 应力与应变的概念： 阐述柯西应力张量和无穷小应变张量的数学表达。通过莫尔圆（Mohr's Circle）技术，清晰展示主应力与最大剪应力的确定过程，并解释其在疲劳分析中的重要性。 应力集中的初步探讨： 分析孔洞、缺口等几何突变对局部应力场的影响，为后续的疲劳与断裂分析奠定基础。 第三章：梁、拱与框架的内力分析 梁的剪力与弯矩图绘制： 系统讲解基于微段法和叠加法的梁内力求解技术。特别关注集中荷载、均布荷载以及移动荷载作用下的内力图绘制，包括拐点（Inflection Points）的确定。 刚架（框架）结构的分析： 介绍求解静不定刚架结构的基本方法，包括挠度因次法（Slope-Deflection Method）和力法（Method of Consistent Deformations）。重点剖析刚度系数、因子系数的计算过程及其在形成超静定方程中的应用。 拱与吊索的受力特性： 对理想三铰拱和无铰拱的受力特点进行对比分析，探讨拱轴线对压应力分布的控制作用。分析柔性悬链线（Catenary）与抛物线拱（Parabola Arch）在不同荷载下的适用性。 --- 第二部分：结构变形与能量法 本部分将分析的重点从静力平衡转向结构的变形与能量原理，这是处理复杂结构和超静定结构的关键。 第四章：结构位移的计算方法 单位力法（Unit Load Method）： 详细阐述该方法在求解梁、框架中特定点位移和转角时的应用步骤。通过对虚功的计算，揭示了结构变形与内力、材料刚度的内在联系。 挠度方程的求解： 介绍欧拉-伯努利梁理论的基础方程，并利用积分法（Double Integration Method）和三角函数法求解各种简支梁和悬臂梁的挠度和转角。 结构位移的精确性与误差分析： 讨论在实际工程中，忽略剪切变形（如Timoshenko梁理论的引入）对计算结果带来的影响。 第五章：结构力学的能量原理 虚功原理（Principle of Virtual Work）与虚应变能： 从微观角度深化对虚功原理的理解，并将其推广至计算结构位移。 弹性势能与最小势能原理： 引入结构的总势能概念，解释结构在平衡状态下倾向于使总势能最小化的物理意义。这是后续有限元方法建立的基础。 互等定理（Betti’s Reciprocal Theorem）： 阐述该定理在验证力和位移关系互易性方面的应用，特别是在结构动力学和振动分析中的理论价值。 --- 第三部分：超静定结构的高级分析 本部分专注于解决结构次数高于零的超静定问题，这是现代结构工程分析的必然要求。 第六章：力法（Method of Consistent Deformations）的深化应用 基本体系的选取与多余约束的移除： 讲解如何根据结构特点、荷载对称性及分析目的选择最简基本体系。 超静定次数的判定与方程的建立： 详细演示如何通过计算位移兼容方程（Compatibility Equation）来确定未知力（超静定未知量）。 荷载与温度影响的叠加： 展示如何将荷载作用下的位移与温度变化导致的约束位移在兼容方程中进行有效组合。 第七章：位移法（Slope-Deflection Method）与刚度法基础 基本概念： 定义位移法中的“端部弯矩”与“矫正项”。重点解释刚度系数（$k$）和力矩传播因子（$p$）的物理意义。 刚度矩阵的构建： 虽然不深入有限元矩阵代数，但本章引入了单元刚度矩阵的概念，展示如何通过单元的局部刚度矩阵来组装整体结构刚度矩阵。 剪力与弯矩的计算： 演示如何利用求解出的节点转角和位移，反演出结构内部的内力分布，并进行平衡校核。 --- 第四部分：杆件的稳定性与动力学初步 本部分将结构分析扩展到荷载速率和几何稳定性范畴。 第八章：细长杆件的稳定性分析 失稳的类型与判据： 区分材料屈曲（塑性失稳）与几何失稳（弹性失屈）。重点讨论欧拉临界荷载理论及其适用范围。 有效长度系数与约束条件： 详细分析不同端部约束条件下（如一端固定一端自由、两端铰接等）的有效长度系数($mu$)，并解释其对临界荷载的决定性影响。 实际构件的稳定性校核： 引入非线性效应和残余应力的影响，介绍工程中使用的稳定系数和容许应力法。 第九章：结构动力学基础概念 单自由度系统的振动： 建立理想化系统的运动方程（$mddot{x} + cdot{x} + kx = P(t)$）。分析自由振动、阻尼振动（有阻尼和无阻尼）的特性。 周期、频率与对数减衰： 阐述结构固有周期与自然频率的计算，以及如何通过对数衰减率来评估系统的能量耗散能力。 模态分析的引入： 简要介绍多自由度系统模态分解的基本思想，为理解复杂结构（如高层建筑）的地震响应奠定理论基础。 --- 结语：结构分析的未来方向 本书最后总结了结构力学在现代工程中的地位，强调了计算工具（如有限元软件）的应用，并鼓励读者将理论知识应用于复杂工程问题的辨识与求解，强调了分析的严谨性与工程的安全性之间的不可分割性。 本书的特色在于其内容的连贯性：从最基础的静力平衡，过渡到能量守恒的抽象表达，最终实现对复杂超静定系统和稳定性问题的精确量化分析。它为构建坚固、经济的工程结构提供了坚实的理论支撑。

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