具体描述
《简明工程力学》是按照应用型本、专科人才培养的要求编写的，全书系统介绍了静力学、杆件的强度和刚度分析、稳定性、运动学、动力学的基本概念和基本方法。本教材适合机械类、近机械类专业本、专科生使用，学时为48～72学时，也可供类似专业高职高专学生使用，结合网络资源也可供成人业余教育和网络教育。
结构力学基础：理论与应用 图书简介 《结构力学基础：理论与应用》旨在为工程技术人员和高等工科学生提供一套全面、深入且实用的结构力学知识体系。本书立足于严谨的力学原理，系统阐述了平面与空间结构的基本受力分析方法，并紧密结合现代工程实践，强调理论在实际工程问题中的应用。全书内容结构清晰，逻辑严密，旨在帮助读者建立坚实的理论基础，并掌握解决复杂工程结构问题的能力。 第一部分：静力学基础与结构体系 本部分作为全书的基石，首先回顾了静力学基本原理，包括力的平衡条件、约束反力、内力概念以及静定结构的基本分析方法。我们深入探讨了梁、刚架、桁架等典型结构元件的内力图绘制技巧，强调了力的平衡思想在工程分析中的核心地位。 1.1 静力学回顾与结构内力 详细讲解了二维及三维空间中物体的平衡方程，并引入了梁、悬臂梁、连续梁的剪力图和弯矩图绘制。特别关注了集中力、均布荷载和力偶作用下的内力计算，并介绍了截面法在确定内力中的应用。 1.2 静定结构的分析 系统介绍了静定梁、刚架和桁架的几何组成特征，阐述了判断结构是否具有足够约束的准则。对于静定桁架，本书着重讲解了结点法和截面法（或称截面法）的详细步骤与适用范围，确保读者能熟练处理各类静定桁架的内力求解。对于静定刚架，则侧重于利用平衡方程和铰链点的性质进行分析。 1.3 几何性质与应力概念的引入 引入了截面惯性矩、面积矩等几何性质的概念及其计算方法，这些是后续分析弯曲和挠度问题的必备工具。同时，初步介绍了应力（正应力、剪应力）的定义及其在构件横截面上的分布规律，为深入学习强度和刚度打下基础。 第二部分：材料本构关系与强度、刚度分析 本部分将理论分析的重点从静力平衡扩展到材料响应层面，重点探讨了材料在受力下的变形规律、应力状态的描述以及结构的基本强度和刚度判据。 2.1 材料本构关系与应力分析 详细阐述了线弹性材料的胡克定律，包括单向拉伸/压缩、剪切及各向同性材料的广义胡克定律。重点讲解了二维和三维应力状态的描述，包括主应力、最大剪应力及其方向的确定，并引入了莫尔圆（Mohr's Circle）作为求解和可视化应力状态的有效工具。 2.2 强度理论 基于工程实践，系统介绍了四大经典强度理论：最大正应力理论（第一强度理论）、最大剪应力理论（Tresca 理论，第二强度理论）、最大形状改变能理论（Mises-Hencky 理论，第三强度理论）以及最大畸变能密度理论。通过算例对比，指导读者在不同材料和荷载条件下正确选择适用的强度判据。 2.3 变形分析基础：虚功原理与位移计算 这是结构力学分析中从内力转向变形的关键一步。本书着重讲解了虚功原理（Principle of Virtual Work）及其在计算位移和转角中的应用。详细推导了结构变形与荷载和应变能之间的关系。 2.4 刚度计算与挠度分析 针对梁和刚架，系统推导了挠度微分方程，并讲解了积分法、叠加法以及虚位移法（或称虚载荷法）在计算位移和转角中的具体应用。内容涵盖了单位力法在静定结构位移求解中的应用，强调了刚度在控制结构使用性方面的意义。 第三部分：超静定结构的分析 本部分是结构力学分析的核心和难点，主要围绕超静定结构（一次、多次超静定结构）的求解方法展开。 3.1 超静定结构的判断与选择 明确区分了静定与超静定结构的概念，介绍了判断结构冗余度的方法。重点论述了选择基本体系（多余约束）的原则和技巧。 3.2 经典分析方法 全面深入地介绍了求解超静定结构的三大经典方法： 力的变形法（或称力法，Compatibility Method）： 详细讲解了求解超静定梁、刚架、桁架的步骤，包括建立补充方程、求解超静定力以及确定最终内力。特别关注了温度应力和支座不均匀沉降等额外因素对超静定结构的影响。 位移法（或称挠度变形法，Equilibrium Method）： 重点阐述了位移法的基本思想，即首先将节点位移作为基本未知量，然后通过单元刚度矩阵表达节点反力。系统推导了线弹性结构的整体刚度方程 $[mathbf{K}]{mathbf{u}} = {mathbf{F}}$，并指导读者如何使用该方程求解位移和内力。 混合法： 作为力和位移法的结合，介绍了如何选择合适的力与位移作为基本未知量，以简化计算过程。 3.3 桁架与刚架的位移法应用 针对超静定桁架和刚架，分别给出了位移法的具体操作流程，包括单元刚度的形成、整体刚度矩阵的组装，以及利用边界条件求解节点位移和计算结构内力。 第四部分：稳定性分析与动力学初步 本部分将视野拓展到结构的稳定性问题和受迫振动的基础。 4.1 结构稳定性概念与欧拉公式 讨论了结构失稳（Buckling）的现象及其与强度失效的区别。系统讲解了细长杆件的临界屈曲载荷计算，重点推导和应用了欧拉（Euler）公式及其在不同端部约束条件下的应用。介绍了容许失稳系数和稳定承载力的概念。 4.2 动力学基础 对结构动力学进行了初步介绍，包括单自由度体系的自由振动、阻尼振动和受迫振动。引入了结构的自振频率和主振型等基本概念，使读者对结构在动态荷载（如风荷载、地震作用）下的响应有初步认识。 附录 本书附录包含了常用材料的力学性能参数表、截面几何性质速查表，以及结构力学问题的标准解题模板，便于读者快速查阅和应用。 本书特点 理论深度与工程应用紧密结合： 不仅严格推导理论公式，更注重通过大量的工程实例和例题展示理论在实际桥梁、建筑、机械结构分析中的应用。 方法系统全面： 涵盖了静定结构分析、材料本构、强度刚度校核，以及超静定结构的经典解法（力法、位移法），形成完整知识链。 语言清晰，图例丰富： 采用规范的工程术语，配有大量清晰的结构受力示意图、内力图和变形图，辅助理解抽象的力学概念。 注重基本功训练： 特别强调虚功原理和平衡方程的应用，培养读者独立思考和构建力学模型的能力。 本书适合作为土木工程、机械工程、航空航天、材料科学等相关专业本科高年级和研究生的教材或参考书，也是工程师进行结构复核和设计分析的必备工具书。
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