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出版者:高等教育出版社

作者:徐芝纶

出品人:

页数:219

译者:

出版时间:1900-1

价格:7.70元

装帧:简装

isbn号码:9787040014839

丛书系列:

图书标签:

• 有限元
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• 机械工程

《材料力学基础与应用》 图书简介 本书旨在为工程技术人员、高等院校土木、机械、材料、航空航天等专业学生提供一本全面、深入且易于理解的材料力学入门与进阶教材。本书立足于严谨的理论推导，同时紧密结合工程实践中的实际问题，构建起从基本概念到复杂结构分析的完整知识体系。 全书内容涵盖了材料力学领域的核心内容，结构清晰，逻辑递进，旨在帮助读者建立扎实的力学思维和解决实际工程问题的能力。 第一部分：基础理论与应力分析 第一章：绪论与基本概念 本章首先介绍了材料力学在现代工程科学中的地位与作用，阐述了其研究对象——物体的变形与强度、刚度、稳定性问题。我们将详细讨论理想化模型在工程分析中的重要性，如连续介质假设、线弹性假设等。重点介绍了力的基本概念，包括集中力、分布力、力矩和力偶，并讲解了力的平衡条件和静力平衡方程在二维和三维空间中的应用。 第二章：应力分析 应力是材料力学的核心概念之一。本章深入剖析了内力与应力的关系，详细推导了柯西应力张量的定义及其在任意截面上的分量。我们将系统讲解应力状态的描述，包括正应力和剪应力，并介绍静力平衡方程在应力场分析中的应用。特别强调了主应力与主方向的概念，讲解了莫尔圆在二维应力状态下的几何意义与计算方法，这是进行强度校核的关键工具。 第三章：应变与本构关系 本章衔接应力与变形之间的桥梁——应变。首先介绍了几何学意义上的应变，包括正应变和剪应变，并推导了平面应变和空间应变的一般表达式。随后，本书详细阐述了线弹性材料的本构关系，即胡克定律，包括杨氏模量、泊松比和剪切模量之间的关系，并讨论了各向异性材料的广义胡克定律。通过应变与位移的关系，为后续的变形分析奠定了基础。 第二部分：结构基本受力分析 第四章：轴的拉伸、压缩与扭转 本章是应用基础知识的起点。在拉伸与压缩部分，详细分析了杆件轴向受力时的应力分布、变形量计算，并引入了静不定问题（超静定结构）的求解方法，讨论了材料的拉伸试验曲线、屈服、强化和断裂等力学性能。在扭转分析中，本书详细推导了圆轴扭转时的应力（切应力）和角位移公式，并区分了实体轴与空心轴的差异。本章特别关注了组合变形和温度应力的计算。 第五章：梁的弯曲理论 梁的弯曲是结构工程中最常见的受力形式之一。本章首先建立了几何关系，定义了弯曲正应力（正应力分布规律，中性轴概念）和剪应力（剪应力沿截面的分布，剪心矩）的计算公式。重点讲解了弯矩图和剪力图的绘制方法，包括定解条件和荷载、剪力和弯矩之间的微分关系（剪力方程和弯矩方程）。此外，还将介绍复合材料梁和预应力梁的基础分析方法。 第六章：梁的挠度和转角计算 本章关注梁的刚度问题。通过虚位移原理、积分法（Double Integration Method）和弯曲刚度（EI）的概念，系统推导了梁的挠度曲线方程，并讲解了截面对中性轴的惯性矩计算。本书详细介绍了常用的叠加法和能量法（如单位荷载法或虚功原理）来求解复杂支座条件下梁的转角和最大挠度。 第三部分：更高级的主题与稳定性分析 第七章：组合变形与应力强度理论 在实际工程中，构件往往承受多种荷载组合。本章将轴向力、弯矩、剪力和扭矩共同作用下的应力进行叠加，分析组合应力状态。随后，深入探讨了材料失效的判据，详细对比和应用了不同形式的应力强度理论，如最大剪应力理论（Tresca准则）和最大畸变能理论（Von Mises准则），指导读者进行合理的强度设计和校核。 第八章：薄壁结构分析 本章专门处理在工程中广泛应用的薄壁结构，如薄壁容器（压力容器）和薄壁杆件。对于旋转薄壁圆筒和球壳，推导了薄膜应力公式，并分析了开口对整体应力的影响。对于薄壁杆件，系统介绍了薄壁弯曲理论，包括剪心、翘曲度，以及扭转时会产生双曲面中性层的概念。 第九章：压杆的稳定 稳定性是结构安全的重要方面，特别是对于细长压杆。本章引入了欧拉公式，精确计算了理想细长压杆的临界屈曲载荷，并讨论了不同约束条件（简支、固定端）下临界载荷的变化。随后，本书探讨了非理想压杆（考虑初始缺陷和偏心荷载）的应力状态，并介绍了容许应力法和东南大学法等实际工程中的稳定性设计方法。 第十章：结构动力学初步与材料非线性 作为对经典弹性力学内容的拓展，本章简要介绍了单自由度系统的自由振动和受迫振动基础，包括系统的固有频率和阻尼对振动响应的影响。同时，本书也将触及材料特性的非线性问题，如弹塑性分析的初步概念，以及蠕变和松弛现象在高温或长期服役结构中的重要性。 学习特色与目标 本书的特点在于：概念清晰，推导详实，配有大量工程实例贯穿始终。每章末尾均设置了不同难度的习题，以巩固和深化读者的理解。通过学习本书，读者将能够： 1. 熟练掌握应力、应变和本构关系的数学描述。 2. 准确分析轴、梁、壳等基本构件的强度和刚度。 3. 理解并应用材料的强度和稳定性判据进行工程设计。 4. 为进一步学习高等结构力学、有限元分析和断裂力学打下坚实的基础。 本书适合作为材料力学课程的教材或参考书，特别适合于需要将理论知识应用于实际机械设计、土木工程、结构分析和先进制造领域的工程师和研究生。

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坦白说，我之前读过好几本号称“简明”的力学教材，结果发现它们要么过于简化，导致知识体系支离破碎，要么就是“简明”是针对业内专家的，对新手极不友好。然而，这本书的“简明”是建立在**体系完整性**之上的。它没有回避那些必需的张量分析和微分方程，但作者高明之处在于，他总能用一种恰到好处的笔墨去引导你跨过这些数学的门槛，让你感受到数学工具是为解决实际问题服务的，而不是高高在上。我特别欣赏它对**本构关系**的讲解，无论是线弹性、弹塑性还是粘弹性，作者都非常清晰地阐述了它们的物理假设和适用范围，这让我避免了在工程实践中用错模型工具的尴尬局面。书中的插图质量也值得称赞，它们不是那种粗糙的几何示意图，而是经过精心设计的，能够准确地揭示力流的分布和变形模式，极大地辅助了空间想象。对于希望快速建立起对**固体力学**核心概念的认知框架的工程师或高年级学生，这本书的效率是最高的。

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这本书的**叙事节奏**非常棒，读起来有一种层层递进的流畅感，不像有些教科书那样东拼西凑。从一开始的应力状态定义，到平衡方程的建立，再到本构关系的引入，整个逻辑链条是牢不可破的。我尤其欣赏作者在介绍**能量原理**（如虚功原理和最小势能原理）时所采取的视角。他没有直接抛出复杂的泛函微分方程，而是首先强调了能量在系统稳定性和平衡中所扮演的核心角色，这使得这些看似抽象的变分原理，立刻变得具有了工程直觉上的可解释性。这种**“物理先行，数学殿后”**的教学思路，对于我们这些工程背景的学习者来说，是极其友好的。此外，书中对于**边界条件**在求解过程中的关键作用也有独到的见解，清晰地指出了一个定解问题之所以能被求解，边界条件的重要性不亚于控制方程本身。这本书不仅是工具书，更像是一位经验丰富的导师在循循善诱，让你不仅知道“怎么算”，更明白“为什么要这么算”。

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这本书简直是结构力学学习路上的指路明灯！我过去一直对如何将理论知识应用到实际工程问题中感到非常困惑，尤其是在面对复杂受力情况时，总觉得心里没底。这本书的编排逻辑非常清晰，从最基础的概念讲起，逐步深入到应力、应变张量的分析，再到材料本构关系的确立，每一步都解释得透彻易懂。作者没有仅仅停留在公式的罗列上，而是花费了大量篇幅来阐述背后的物理意义，这对于理解为什么需要引入某些特定的数学工具至关重要。特别是关于**平面问题和三维问题的转换**那一章，通过生动的实例，我终于弄明白了两者之间的内在联系和区别，这极大地拓宽了我对结构响应的理解深度。书中的习题设计也十分巧妙，它们并非简单的计算练习，而是引导你去思考问题的本质，很多题目需要综合运用不同章节的知识点才能解决，这无疑极大地锻炼了我的独立分析能力。阅读过程中，我深刻体会到作者在教学经验上的丰富积累，他总能精准地捕捉到学生在学习过程中可能产生的思维盲点，并提前给出清晰的预警和指导。如果你想真正掌握这门学科，而不是仅仅应付考试，这本书绝对是值得你投入时间精力的。

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作为一名科研工作者，我需要一本能够快速检索和参考核心理论的工具书，而这本《弹性力学简明教程》完美地扮演了这一角色。它的**内容组织结构**极其高效，索引和目录设计得非常人性化，使得我能够迅速定位到关于特定边界问题（比如**拉伸、弯曲或扭转**）的经典解法和相应的微分方程形式。虽然名为“简明”，但它涵盖了弹性力学领域内所有**经典解析解法**的精髓，从二维问题的解析延拓到三维问题的基本方程组，脉络清晰。对于我目前从事的复合材料结构分析工作而言，理解各向异性材料的本构关系是基础中的基础，这本书对各向同性材料的讲解之透彻，足以让我轻松地类比和迁移到更复杂的材料模型上。我发现，每当我在进行复杂有限元模型的前期验证时，我都会习惯性地翻阅本书中关于** Saint-Venant 原理**和**应力函数的应用**的章节，因为这些基础知识才是判断数值解可靠性的黄金标准。这本书的价值在于其**稳定性和普适性**，是案头常备的参考良伴。

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我是一个刚接触有限元分析（FEA）的学生，在尝试将书本上的连续介质力学知识转化为计算机模型时遇到了不小的障碍。这本书的价值在于它提供了一个非常坚实的**理论基础**，使得我在面对有限元软件输出的结果时，不再是盲目地接受或怀疑，而是能够从力学原理的角度去判断其合理性。例如，关于**应力集中现象**的讨论，书里详尽地分析了圆孔、尖角等几何突变面对应场的影响，这在实际的疲劳分析中是至关重要的先决知识。虽然这本书的篇幅不算特别厚重，但内容密度极高，每一个公式的推导都尽可能地保留了中间步骤，这对我这种喜欢“刨根问底”的读者来说是莫大的福音。作者在论述**变形协调条件**时，那种严谨的数学表述和紧随其后的物理图像描述，完美地结合了工程应用的直观性和理论推导的精确性。唯一的遗憾是，如果能在某些高级主题，比如**非线性材料行为**的初步探讨上再多增加一些面向工程应用的实例，那就更加完美了。总体来说，它为我后续学习更高级的结构动力学和断裂力学打下了无可替代的基石。

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好难的教材啊，味同嚼蜡

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