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出版者:化學工業齣版社

作者:吳亞平

出品人:

頁數:312

译者:

出版時間:2005-5

價格:30.00元

裝幀:簡裝本

isbn號碼:9787502567248

叢書系列:

圖書標籤:

• 工程力學
• 力學基礎
• 簡明教程
• 教材
• 大學教材
• 工程教育
• 理工科
• 基礎物理
• 結構力學
• 材料力學

《結構力學精要與應用》 內容提要 本書旨在為土木工程、機械工程及相關工科專業學生和工程技術人員提供一套全麵、深入且實用的結構力學知識體係。不同於傳統教材側重於繁復的理論推導，本書將理論與工程實際緊密結閤，以“精要”為指導原則，力求在保證嚴謹性的前提下，突齣核心概念的理解和工程問題的解決能力。 全書共分十二章，內容覆蓋瞭靜定結構分析的基礎方法、超靜定結構分析的經典理論、結構動力學初步以及現代結構分析的常用工具。特彆強調瞭結構穩定性理論在工程設計中的重要作用。 第一章：緒論與基本概念 本章首先界定瞭結構力學的研究範疇、基本假設及其在現代工程設計中的地位。詳細闡述瞭構件的內力、應力、應變等基本物理概念。引入瞭剛體概念，明確瞭結構平衡的條件——靜力平衡方程在二維和三維空間中的錶達形式。內容著重於建立工程師對結構受力狀態的直觀認知，區分應力與應變的基本物理意義，為後續的定量分析打下堅實基礎。 第二章：平麵剛架結構的靜力平衡與約束 本章係統講解瞭工程中最常見的平麵結構（梁、剛架）的外部約束類型及其反力計算。通過大量實例，清晰展示瞭如何運用靜力平衡方程求解不同類型支座（如鉸支座、滾動支座）的反力。重點分析瞭結構體係的靜定性判斷標準，包括自由度分析法和虛功法在判斷復雜體係靜定性中的應用。 第三章：梁的內力圖繪製與應用 內力圖是結構分析的基石。本章詳細闡述瞭梁橫截麵內力（軸力、剪力、彎矩）的精確計算方法，包括直接積分法和截麵法。引入瞭內力與荷載之間關係的微分方程（剪力-彎矩關係），強調瞭利用荷載函數、剪力圖和彎矩圖之間的定性關係快速繪製內力圖的技巧，如荷載躍變、剪力突變和彎矩拐點等特徵點的確定。 第四章：平麵簡單梁與剛架的精確分析 本章進入靜定結構的基本分析階段。對於簡單梁和由梁組成的靜定剛架，本章采用應力位移法（變形協調思想的初步應用）和虛功法（單位力法和單位力矩法）進行係統分析。重點講解瞭單位力法的原理，並通過應用單位荷載法求解約束反力、單元內力，實現對靜定結構的一次性精確求解。 第五章：超靜定結構的基本概念與求解方法 本章引入超靜定結構的概念，解釋瞭超靜定結構的冗餘約束或冗餘度。著重介紹瞭求解超靜定結構的兩大類基本方法：力法（位移法原理的先導）和位移法（力的原理的先導）。詳細剖析瞭力法求解過程中的“超靜定次數”概念、兼容方程的建立以及零法（無多餘約束）的運用。 第六章：位移法（撓度與轉角計算） 位移法是現代結構分析的核心。本章詳細闡述瞭位移法的基本步驟：確定虛位移、建立剛度方程、求解節點位移、計算單元內力和反力。對於一次靜不定結構，重點講解瞭如何通過位移法建立適用於該結構的方程組。對梁單元的剛度矩陣的推導進行瞭清晰的闡述，使讀者理解“剛度”的物理含義。 第七章：基本結構單元的剛度矩陣與集閤 本章將分析的視野從單個梁單元擴展到由多個單元組成的復雜結構。係統推導瞭平麵桁架單元的剛度矩陣（僅考慮軸嚮力），以及平麵剛架單元的剛度矩陣（考慮軸嚮力、剪力和彎矩）。重點講解瞭“剛度集閤”的組裝過程，即將單元剛度矩陣通過節點編號和主從關係，組裝成整體結構的全局剛度矩陣，為有限元方法的理解做鋪墊。 第八章：熱效應、支撐不均勻沉降與預應力 本章探討瞭非荷載作用下的結構變形與內力。詳細分析瞭溫度變化引起的內力和變形，以及支撐發生不均勻沉降對結構産生的影響。對於預應力結構，本章講解瞭預應力力的引入方式、對梁的二次應力影響以及如何將預應力效應轉化為等效荷載或初始應變施加到平衡方程中。 第九章：結構的穩定性理論基礎 本章是結構設計安全性的關鍵。詳細介紹瞭結構失穩的基本概念、臨界荷載的定義，並以歐拉公式為基礎，推導瞭細長柱的臨界屈麯載荷。重點討論瞭有效長度係數的概念及其對實際工程設計的影響，並對側嚮扭轉屈麯的可能性進行瞭初步探討。 第十章：組閤結構與簡化分析 針對實際工程中常見的組閤結構（如組閤梁、桁架與梁的組閤），本章提供瞭簡化的分析方法。闡述瞭閤理簡化假設的原則，例如忽略次要構件的影響、運用對稱性原則等。對於材料和截麵不同的組閤梁，詳細講解瞭如何通過“摺算截麵法”來統一分析不同材料的應力分布。 第十一章：結構動力學初步：單自由度體係 本章引入時間變量，開啓結構動力學分析。首先聚焦於最簡單的單自由度係統，推導其自由振動微分方程，並求解無阻尼和有阻尼情況下的自由振動解。隨後，係統分析瞭簡諧荷載作用下的強迫振動問題，引入瞭頻率比、振型以及共振現象，強調阻尼在實際工程中的重要性。 第十二章：結構動力學響應與衝擊荷載 本章將動力學分析擴展到響應計算。詳細講解瞭如何利用譜分析法對簡化的多自由度係統進行初步動力響應預測。重點分析瞭衝擊荷載（如爆炸、撞擊）對結構的影響，介紹瞭等效靜力荷載法在工程衝擊分析中的應用，並闡述瞭衝擊係數的選取原則。 附錄：常用數學工具迴顧 附錄迴顧瞭結構力學分析中必需的微積分知識、矩陣運算基礎、以及相關材料力學中應力應變關係的基礎公式，為讀者提供必要的數學支撐。 本書特點： 1. 清晰的邏輯遞進： 從靜力學基礎到超靜定分析，再到動力學入門，層層深入，確保讀者構建完整的知識體係。 2. 工程導嚮： 每章均配有大量貼近實際工程案例的例題和習題，注重工程實踐中的問題識彆與解決能力培養。 3. 強調核心概念： 避免冗餘的數學推導，聚焦於力法、位移法、剛度法的物理意義和解題步驟。

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這本書在理論闡述的邏輯深度上，展現齣一種近乎嚴苛的數學美感。它並非僅僅羅列公式，而是著力於從最基本的物理原理齣發，步步為營地推導齣復雜的結構分析方法。例如，在處理靜力平衡問題時，作者沒有急於給齣通用的解法，而是先用一個非常基礎的懸臂梁模型，層層深入地探討瞭約束條件的設置與虛功原理的內在聯係，這種從宏觀到微觀的遞進關係處理得非常到位。閱讀過程中，我多次被作者在推導過程中所展現齣的數學嚴謹性所摺服，每一個變量的引入、每一個積分的運用，都有著堅實的理論後盾支撐，沒有絲毫的含糊之處。對於想要真正理解力學本質的讀者來說，這本書提供的知識深度是遠超一般入門教材的，它要求你不僅要會算，更要明白“為什麼”要這麼算。

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這本書的敘事風格極為平實流暢，讀起來感覺就像是與一位經驗豐富的工程師進行麵對麵的交流。它沒有使用太多華麗的辭藻來粉飾枯燥的力學概念，而是用最樸素、最貼近工程實踐的語言來解釋深奧的物理現象。我特彆喜歡書中穿插的那些“工程師手記”或者“設計小貼士”。這些小段落往往是針對某一理論在實際工程中可能遇到的陷阱，或者是一種更高效的近似計算方法進行提醒。比如在講解疲勞分析時，作者對比瞭不同壽命麯綫的適用場景，並強調瞭安全係數設定的主觀性和經驗性，這比教科書上冰冷的公式更有溫度，也更有指導價值。這種“授人以漁”的教學態度，讓這本書不僅僅是一本知識的集閤，更像是一份實戰經驗的寶典。

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這本書的習題設計堪稱一絕，完全體現瞭從基礎鞏固到綜閤應用的全方位考量。初級的練習題大多聚焦於對核心公式和基本概念的檢驗，確保讀者對基本功的掌握紮實牢固，題目設置簡短明瞭，答案明確。而到瞭章節末尾，那些所謂的“綜閤設計題”則真正考驗瞭讀者的綜閤分析能力。這些題目往往需要整閤好幾章的知識點，甚至引入一些跨學科的背景知識，比如與熱力學、振動學的一些初步概念的交叉使用。其中有一個關於橋梁梁闆受力分析的題目，需要讀者自己判斷荷載類型、選擇閤適的材料模型，並給齣初步的尺寸估算，整個過程充滿瞭挑戰性，但也帶來瞭巨大的成就感。這套習題體係，遠比那些隻有標準答案的練習冊更具啓發性和訓練價值。

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從章節安排來看，本書的結構布局兼顧瞭理論學習的係統性和解決實際問題的即時性。它不是簡單地按照理論復雜程度排序，而是巧妙地將基礎的靜力學、材料力學知識點與具體的工程案例緊密結閤。例如，在介紹截麵慣性矩的概念後，緊接著就齣現瞭一個小型桁架結構的穩定驗算實例，使得學習過程中的疑惑能夠被即時消解，理論與實踐的連接點非常緊密。更妙的是，對於那些需要大量計算纔能得齣的結論，書中常常會提供一些成熟的經驗公式或簡化模型，並清晰地指齣這些簡化模型的適用範圍和精度限製。這對於我們從事設計工作的人來說，極大地提高瞭工作效率，避免瞭在非關鍵環節上進行不必要的繁瑣計算。

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這本書的排版和裝幀設計實在讓人眼前一亮。封麵采用瞭一種沉穩的深藍色調，搭配著簡潔有力的標題字體，散發齣一種專業而又不失雅緻的氣息。內頁紙張質地優良，觸感細膩，印刷清晰，即便是長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。尤其值得稱贊的是，書中對復雜公式和示意圖的處理。那些原本可能讓人望而卻步的力學模型，通過細緻入微的綫條勾勒和恰到好處的留白，變得清晰直觀。圖注的標注非常規範，尺寸標注精準，坐標係的設定也符閤國際慣例，這對於我們學習和實際應用中的理解至關重要。我記得有幾頁專門用來展示不同受力狀態下的應力雲圖，色彩過渡自然且富有層次感，讓人能立刻把握住應力集中的區域，這種視覺化的呈現方式，極大地提升瞭學習效率。而且，這本書的開本適中，便於攜帶，無論是放在書包裏還是放在辦公桌上，都顯得恰到好處，體現瞭編者對讀者使用體驗的深層考量。

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