具体描述
自动控制理论，ISBN：9787111098119，作者：邹伯敏主编
《工程力学基础：静力学与材料力学前沿探析》 图书简介 本书深入剖析了工程领域中至关重要的力学基础——静力学与材料力学的核心原理、分析方法及其在现代工程实践中的前沿应用。我们旨在为工程专业学生、科研人员以及一线工程师提供一本既扎实严谨又兼具启发性的参考资料。全书结构清晰，内容涵盖面广，尤其注重理论与实际案例的紧密结合，旨在培养读者运用力学思维解决复杂工程问题的能力。 第一部分：静力学——构建结构稳定性的基石 静力学是研究物体在力的作用下处于平衡状态的力学分支。本部分从最基本的概念出发，系统地构建了理解和分析静力问题的理论框架。 第一章：力的概念与平衡原理 本章详细阐述了力的性质、分类（集中力、分布力）以及力的合成与分解。重点介绍了力矩的概念及其在平面与空间问题中的应用。核心内容聚焦于刚体平衡条件——力和力矩的平衡方程，并辅以大量的静定体系平衡分析实例，如桁架、梁的支反力计算。我们特别关注了约束理论，深入探讨了不同类型约束（如铰接、固定、滚动）对结构平衡方程的影响，为后续静不定问题分析打下坚实基础。 第二章：结构分析基础：桁架与平面框架 本章是应用静力学原理分析常见工程结构的关键篇章。 桁架分析： 详细介绍了节点法（或结点法）和截面法（或截梁法）的精确计算步骤和适用条件。通过多个复杂桁架实例，展示了如何高效地确定内力，并探讨了虚功原理在桁架分析中的初步应用。 平面框架与机架： 针对包含弯矩和剪力的平面框架结构，本章讲解了如何利用平衡方程求解内部力（轴力、剪力、弯矩）。引入了“虚位移法”的初步概念，用于判断复杂机架的运动自由度与机构的约束情况。 第三章：真实世界中的分布载荷与摩擦 本章将理论分析拓展到更贴近工程实际的复杂载荷情境。 连续分布载荷： 重点分析了梁上的均布载荷、梯形载荷以及任意函数载荷引起的总等效集中力以及作用点（形心）。详细推导了线荷载在不同分布下的表示方法。 摩擦力学： 深入阐述了静摩擦、动摩擦的概念、库仑摩擦定律及其应用。通过斜面上的平衡、楔块运动阻力分析、以及螺纹连接中的自锁条件，展示了摩擦力在机械设计中的关键作用。 第二部分：材料力学——探究材料的变形与破坏 材料力学（或称固体力学）是研究构件在外力作用下所产生的应力、应变、变形以及稳定性的学科。本部分是理解结构安全性和可靠性的核心。 第四章：应力与应变分析 本章是材料力学的基石。首先定义了应力的基本概念，并引入了柯西应力张量，从微元体角度系统描述了三维应力状态。 二维应力分析： 详细推导了莫尔圆（Mohr's Circle）在确定平面应力状态下的主应力与最大剪应力中的应用，并结合实际案例进行讲解。 应变与本构关系： 引入应变的概念，包括线应变和角应变。重点讲解了胡克定律（Hooke's Law），并推导出各向同性材料的三向应力-应变关系，解释了泊松比的重要性。 第五章：轴的拉伸、压缩与扭转 本章专注于杆件在简单载荷作用下的响应。 轴向变形： 详细分析了杆件在拉伸和压缩下的应力分布、伸长/缩短量的计算。引入了静不定轴力问题的求解方法，并讨论了材料在屈服点和断裂点时的行为。 扭转理论： 专门针对圆截面轴的扭转问题，推导了扭转应力公式 ($ au = Tr/J$) 和角度（转角）公式。探讨了非圆截面轴的扭转特性，并引入了扭转刚度对传递转矩能力的影响。 第六章：梁的弯曲与应力分布 梁是结构中最常见构件之一，本章着重于弯曲理论。 剪力与弯矩图： 详述了绘制梁的剪力图（V）和弯矩图（M）的系统方法，并推导了“剪力积分等于弯矩”和“弯矩微分等于剪力”的微分关系。 弯曲正应力： 深入推导了经典的纯弯曲公式（欧拉-伯努利梁理论），解释了中性轴的概念。重点分析了矩形、圆形、工形截面梁的最大正应力位置和计算。 横向剪应力： 讲解了梁内部剪应力的分布规律，详细推导了剪应力公式，特别是工字梁腹板剪应力的计算。 第七章：梁的挠度与稳定性 本章讨论构件的变形量，这是结构设计中控制指标的关键。 挠度计算方法： 系统介绍了双重积分法（积分法）、弯曲概算法（叠加法），并重点讲解了虚功原理/单位荷法（Unit Load Method）在计算复杂受力梁或桁架位移中的强大应用。 结构稳定性： 引入了欧拉屈曲理论，分析了细长压杆在轴向压力下的临界屈曲载荷，并讨论了不同端部条件（约束情况）对临界载荷的影响，为防止结构失稳提供了理论依据。 附录与特色 本书在关键章节后附有大量工程案例分析，如桥梁简化模型受力分析、机械零件的疲劳应力预估等。每章末尾均设置了“思考与探索”部分，鼓励读者对理论进行更深层次的挖掘，例如探讨材料非线性、非均匀截面梁的分析等，使本书成为一本兼具教学与研究价值的工具书。我们力求语言精炼、图示清晰，确保读者能够迅速掌握力学分析的精髓。
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