结构力学教程(上册) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育出版社

作者:龙驭球 包世华

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:6.6

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isbn号码:9787040010893

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《工程力学基础：静力学与材料力学入门》 内容简介 本书是献给所有渴望深入理解物质世界基本力学行为的探索者。它以一种严谨而又易于接受的方式，系统地阐述了工程力学中最核心的两个分支——静力学与材料力学，为读者构建起一座通往结构分析与设计殿堂的坚实桥梁。本书内容详实，概念清晰，旨在培养读者对力学原理的直观感受和严密的逻辑思维能力，为后续更高级的工程学科学习奠定不可或缺的基础。 第一部分：静力学——静止世界的平衡法则 静力学是工程力学的基石，它研究的是在力的作用下，物体处于静止平衡状态时的力学规律。本部分内容从最基本的力学概念入手，循序渐进地引导读者掌握分析静态结构的关键工具。 绪论与基本概念： 我们将首先介绍力的概念，包括力的性质（大小、方向、作用点）以及力的分类（接触力、场力）。紧接着，我们将深入探讨力的矢量性，学习如何进行力的合成与分解，为后续的力系分析打下基础。同时，本节也将引入质量、重力、重量等基本物理量，明确它们之间的关系。 力的投影与力矩： 为了更有效地分析力的作用效果，我们将学习力的投影概念，以及如何在不同坐标系下进行力的分解。一个至关重要的概念——力矩，将在本节被详细阐述。力矩是描述力使物体绕某一点或轴转动的效应，我们将学习力矩的计算方法，包括力与力臂的乘积，以及力矩的矢量性质。对力矩的深刻理解，是掌握力系平衡条件的关键。 物体的受力分析与约束： 任何工程结构都必然与外界存在相互作用，这种作用通常表现为约束力。本节将教会读者如何准确地识别和画出物体的受力图，这是所有力学分析的第一步，也是最关键的一步。我们将分析各种常见的约束形式，如固定端约束、铰支约束、滚动约束等，并理解它们所对应的反作用力（约束力）的性质与方向。 刚体的平面平衡： 在静力学中，我们通常将物体简化为刚体，即假设物体在力的作用下不会发生变形。本部分将重点研究平面内刚体的平衡问题。我们将详细推导并阐述刚体在平面受力情况下的平衡方程：力的平衡方程（ΣFx = 0, ΣFy = 0）和力矩的平衡方程（ΣM = 0）。通过大量典型算例，读者将学会如何运用这些平衡方程，求解未知约束力，并分析结构的受力状态。 梁的内力分析： 梁是工程中最常见的结构构件之一，理解梁在受力作用下的内部应力状态至关重要。本节将介绍梁的内力概念，包括轴力、剪力与弯矩。我们将学习如何通过截面法，在梁的任意截面上确定这些内力。图示法是分析内力变化规律的直观手段，我们将详细讲解剪力图和弯矩图的绘制方法，以及它们与外力、集中力、分布荷载之间的相互关系。 桁架结构分析： 桁架是由若干根直杆在节点处相互连接形成的平面结构，广泛应用于桥梁、屋架等领域。本节将介绍桁架的结构特点、假定以及分类。我们将学习两种主要的分析方法：节点法和截面法。节点法通过对桁架的各个节点进行受力分析来求解杆件内力，而截面法则通过适当截取桁架的部分结构来求解指定杆件的内力。 摩擦： 摩擦是阻碍物体相对运动的力，在工程中既需要利用它，也需要克服它。本节将探讨静摩擦与动摩擦的概念，包括摩擦系数、最大静摩擦力等。我们将学习如何将摩擦力纳入到物体的受力分析和平衡计算中，分析倾覆、滑动等现象。 第二部分：材料力学——变形与强度之源 材料力学是研究物体在力的作用下，内部应力、应变及变形规律的学科。它将我们从理想的刚体模型中解放出来，关注真实的材料响应。 应力与应变基础： 本部分将从微观角度出发，引入应力（单位面积上的内力）和应变（单位长度上的变形）的概念。我们将区分正应力（垂直于截面的应力）和剪应力（平行于截面的应力），以及正应变和剪应变。这些基本概念是理解材料力学后续内容的核心。 材料的力学性能： 不同的材料在受力时表现出不同的行为。本节将介绍材料在单轴拉伸或压缩作用下的典型应力-应变曲线，并重点分析其中的几个重要点：比例极限、弹性极限、屈服强度、抗拉强度、断裂强度。我们将理解材料的弹性与塑性变形，以及应力集中现象。 轴向受力杆件的应力与变形： 在这一节，我们将运用前面学到的应力与应变概念，分析受轴向拉力或压力作用的杆件。我们将推导出杆件的轴向应力公式（σ = P/A）和轴向变形公式（Δl = PL/AE），并理解截面积、材料弹性模量（E）在杆件变形中的作用。 剪切与扭转： 除了轴向力，杆件还可能承受剪切力或扭转力矩。本节将介绍纯剪切应力和剪切应变的概念，并推导出剪应力公式（τ = V/A）。我们还将学习扭转的概念，分析圆形截面杆件在扭矩作用下的剪应力分布和角度变形。 梁的弯曲应力： 梁在弯矩作用下会产生弯曲变形，并伴随内部的弯曲应力。本节是材料力学中的核心内容之一。我们将详细推导梁的弯曲正应力公式（σ = My/I），其中M是弯矩，y是距离中性轴的距离，I是截面惯性矩。我们将学习如何计算不同截面（如矩形、圆形、工形）的截面惯性矩，并分析弯曲应力沿截面高度的分布规律。 梁的剪切应力： 除了弯曲应力，梁的截面也承受剪切应力。本节将介绍梁的剪切应力公式，并讨论剪应力在截面上的分布特点，例如在矩形截面上呈抛物线分布。 梁的挠曲线与转角： 弯曲变形导致梁的轴线发生弯曲，形成挠曲线。本节将介绍梁的挠曲方程，并通过积分方法求解梁的挠度（最大变形）和转角。我们将了解载荷、梁的刚度（EI）以及支承条件对梁的变形影响。 压杆稳定性（欧拉公式）： 当细长杆件承受轴向压力时，在达到屈服强度之前，可能发生突然的失稳屈曲现象，即所谓的“压杆失稳”。本节将介绍临界压力（或称屈曲载荷）的概念，并推导著名的欧拉公式，揭示临界压力与杆件长度、截面惯性矩和材料弹性模量的关系。 应力与应变分析（初步）： 本节将对前面介绍的单轴应力与应变进行初步的扩展，引入多轴应力状态的概念，并初步介绍应力状态的描述方法（如主应力）。我们还将初步接触胡克定律的广义形式，为理解更复杂的应力-应变关系打下基础。 本书特色： 理论与实践相结合： 每章都配有大量精心设计的例题，这些例题从最简单的概念演示到复杂的工程应用，帮助读者将抽象的理论知识转化为解决实际问题的能力。 图形化解释： 大量图表、示意图的运用，使抽象的力学概念更加直观易懂，帮助读者建立空间想象能力和力学直觉。 循序渐进的难度： 内容编排严谨，从基础概念到复杂理论，由易到难，确保读者能够逐步掌握。 严谨的数学推导： 在必要的环节，提供清晰的数学推导过程，帮助读者理解公式的来源和物理意义。 为后续学习铺路： 本书内容覆盖了工程力学最基本、最核心的部分，为读者后续学习结构设计、有限元分析、断裂力学等高级课程打下坚实基础。 无论您是正在为工程师梦想奋斗的在校学生，还是希望深化理论基础的实践工作者，亦或是对宏伟的建筑、精密的机械如何屹立不倒感到好奇的求知者，《工程力学基础：静力学与材料力学入门》都将是您不可或缺的学习伙伴。它将引导您洞察物质世界背后隐藏的力学奥秘，赋予您理解和改造世界的力量。

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与其他教材相比，这本书在“图示化表达”方面做得非常出色。力学是一门极度依赖空间想象力的学科，纯粹的文字描述往往苍白无力。这本书在讲解复杂应力状态，比如三维应力场或 Mohr 圆时，配有大量精美的二维和三维示意图。这些图示不仅仅是公式的简单可视化，它们更像是精心设计的教学辅助工具。例如，在讲解剪应力相互关系时，它用了小立方体模型来展示作用在表面上的力，箭头方向、大小都清晰明了，让人一眼就能分辨出哪个方向是拉伸，哪个方向是剪切。而且，这些图示的质量非常高，线条清晰，标注规范，完全可以作为我未来复习和讲解时的参考素材。我发现，很多时候，我只需盯着某个关键的力矩图或应力矢量图看几秒钟，就能理解原本需要花很长时间去推导的概念。这种对视觉学习者的友好程度，极大地提高了我的学习效率，也减少了我在脑海中重建复杂模型的难度。

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我对这本教材最深刻的印象来自于它对例题和习题的设置。很多力学教材的习题往往是那种“标准公式套用”的类型，解出来后成就感有限，也看不出实际应用价值。然而，这本教程的例题设计得相当巧妙，它们往往不是孤立的计算，而是与实际工程背景紧密结合。比如，在讲解梁的弯矩图和剪力图时，它不仅展示了如何绘图，还配有简短的文字说明，解释这个弯矩峰值点对结构设计意味着什么，以及在实际建造中需要注意的细节。习题部分则分为基础巩固型和综合应用型两种，对于后者，很多题目需要读者综合运用前面章节学到的多种知识点才能得出结论，这极大地锻炼了我的系统思维能力。我记得有一次为一个悬臂结构计算最大挠度，如果按照传统思路，需要分段计算，但书中提供的解法引入了一个巧妙的等效力概念，一下子将问题简化了，这种“点石成金”的解题技巧，让我对力学的美感有了更深的体会。这本书在注重理论深度的同时，兼顾了对工程思维培养的重视，这一点对于志在从事结构设计的人来说，无疑是巨大的加分项。

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这本书在理论深度上的把握，可以说是教科书级别的精准。它并没有满足于仅仅介绍杆件的轴向拉伸和压缩，而是深入探讨了材料的本构关系，特别是弹性阶段之后的屈服和强化现象的初步介绍，虽然在上册中篇幅不多，但已经为后续接触非线性问题埋下了伏笔。作者在阐述静定结构和静不定结构时，界限划分得非常清晰，使得读者能够明确地知道在哪个阶段可以使用哪些基本假设。尤其是对静不定结构的“多余约束”概念的解释，我之前一直很模糊，总觉得是强行增加的限制。但书里通过能量法的思想，解释了多余约束实际上是保证结构整体变形协调性的必要条件，这种从物理本质出发的解释，让我豁然开朗。此外，书中对各种截面几何性质的推导，步骤详尽得令人咋舌，特别是涉及积分的环节，作者似乎生怕读者遗漏任何一个微小步骤，力求严谨到底。对于那些习惯了“直接看结果”的学习者来说，这可能会显得有些冗长，但对于希望真正掌握力学基础的学生来说，这种深度和广度是无可替代的财富。

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这本书的封面设计得非常朴实，没有任何花哨的图案，主色调是沉稳的深蓝色，让人一看就知道是偏向学术和严谨的教材。我最初拿到手的时候，对“上册”这个标记还是有点忐忑的，担心内容会过于深奥晦涩，不适合初学者。但翻开目录，我发现编排逻辑非常清晰，从最基本的力学原理讲起，逐步过渡到受力分析和内力计算，每一步的衔接都像是精心铺设的阶梯，让人有信心一步一个脚印地向上攀登。特别是前几章对于“应力”和“应变”的引入，作者没有急于给出复杂的公式，而是先用非常直观的物理图像和日常生活的例子来解释概念的本质，这点深得我心。例如，在讲解材料在不同荷载下的变形时，作者用了好几个真实的工程案例对比，而不是纯粹的数学推导，这极大地降低了我对这门学科的畏惧感。我感觉作者不仅仅是在传授知识，更像是在引导我们建立起对结构力学这门学科的正确认知和思维模式，这种教学态度在很多教材中是少见的。这本书的字体排版也很舒服，留白得当，公式居中且编号清晰，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。总而言之，这本书的装帧和基础内容的铺陈，为接下来的学习打下了非常扎实且友好的基础。

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从整体阅读体验来看，这本书的语言风格是典型的学院派——严谨、准确，但又带着一种克制的温度。它很少使用口语化的表达，但每一句话都经过深思熟虑，力求在精确性和可读性之间取得平衡。我特别欣赏作者在处理一些历史遗留的复杂概念时的态度。比如，在介绍挠度计算中的积分法时，作者没有回避早期学者在使用积分常数时产生的困惑，而是坦诚地指出不同方法背后的物理假设差异，并给出最稳妥的处理建议。这种坦诚的态度，让这本书不仅仅是一本“标准答案”的集合，更像是一位经验丰富的导师在耳边低语，分享他的实践心得和教训。虽然作为上册，它必然还有许多进阶内容留待下册，但它已经成功地在读者心中播下了对结构力学这门科学敬畏和热爱的种子。它要求读者付出专注和努力，但回报给读者的，是对工程世界底层逻辑的深刻理解，这是任何短期速成材料都无法比拟的价值所在。

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