工程力学

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出版者:天津大学出版社
作者:贾启芬 编
出品人:
页数:472
译者:
出版时间:2003-9
价格:38.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787561818251
丛书系列:
图书标签:
  • 工程力学
  • 力学
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具体描述

《工程力学》是天津市高校“十五”规划教材。全书共两篇:第一篇 系统地介绍了刚体静力学、运动学和动力学的基本概念、基本理论、基本方法以及工程应用问题;第二篇介绍了基本构件的内力、应力强度设计、变形与刚度设计、杆及杆系结构定性计算、动强度等问题。

《工程力学》采用模块式结构,肉容丰富,通俗易懂,由浅入深,以务实、应用为根本。《工程力学》可以作为工科高等院校及高职、高专各专业的工程力学多学时和中学时课程使用,也适于少学时的理论力学与材料力学课程单独使用,同时可供工程技术人员参考。

现代建筑结构设计与优化:理论、方法与实践 导言: 本书旨在深入探讨现代土木工程领域中,结构设计与优化的前沿理论、先进方法及其在工程实践中的应用。面对日益复杂、高大化、异形化的结构挑战,以及对结构性能、耐久性和可持续性的更高要求,本书力求构建一个系统、全面且兼具深度与广度的知识体系,帮助工程技术人员和研究人员掌握新一代结构设计与分析的关键技术。 第一部分:结构分析的深化与扩展 第一章:材料本构模型的演进与应用 本章详细阐述了传统材料(如钢材、混凝土)在极端荷载或复杂应力状态下的非线性本构关系。重点剖析了先进复合材料(如FRP、高韧性水泥基复合材料ECC)的微观机制、宏观力学性能及其在结构抗震与加固中的应用潜力。同时,深入探讨了材料疲劳、蠕变及老化效应的数值模拟方法,为长期服役结构的安全评估提供精确的理论基础。 第二章:高级结构动力学分析 超越传统的自由振动和基本模态分析,本章聚焦于复杂结构系统的随机振动、非平稳响应与非线性动力学。内容涵盖了随机振动理论在地震工程中的应用(如峰值因子、功率谱密度分析),以及结构接触非线性、材料非线性耦合作用下的瞬态响应分析。特别引入了基于子结构法和模态叠加法处理大型结构动力学问题的实用技术。 第三章:有限元方法的精进与实践 本章不再停留于基础的有限元理论,而是聚焦于提高计算精度与效率的关键技术。详细介绍了高阶单元的插值技术、网格自适应细化策略(h-refinement和p-refinement)。重点阐述了接触分析中的数值稳定性和收敛性控制,以及处理大变形问题时的几何非线性补偿方法。此外,还探讨了异构材料和夹层结构精确建模的单元选择与积分方案。 第四章:结构可靠性与寿命预测 本章系统地介绍了结构可靠性理论的最新发展,包括一阶可靠性方法(FORM)、蒙特卡洛模拟(MCS)以及更高精度的改进基于振幅可靠性方法(ARSM)。结合实际荷载模型和材料退化模型,推导了结构全寿命期的可靠度指标,为结构维护和退役决策提供量化依据。 第二部分:结构设计理念的革新 第五章:基于性能的目标化设计(Performance-Based Design, PBD) PBD是现代结构设计的核心理念。本章详细阐述了如何将工程目标(如功能需求、损伤容限)转化为可量化的结构性能指标(如位移限值、屈服次数、残余风险率)。内容包括多目标性能评估指标的确定、性能点(Performance Point)的选取,以及如何利用非线性时程分析来验证设计方案是否满足预设的性能等级。 第六章:大跨度与超高层结构体系的创新 针对超高层建筑和复杂空间结构,本章研究了新型支撑体系(如伸臂桁架、巨型框架、核心筒-伸臂结构)的受力机理和优化设计。详细分析了风荷载脉动效应、隔振减震技术(如粘滞阻尼器、调谐质量阻尼器TMD)的选型、布置与参数优化,以确保结构在极端环境下的舒适性和安全性。 第七章:新型结构材料与施工技术 本章关注先进结构体系的工程化应用。深入研究了超高性能混凝土(UHPC)在预应力构件、抗爆结构中的应用,分析了其高强度、高韧性带来的设计机遇。同时,讨论了模块化设计、预制化装配式结构在提高施工效率和保证工程质量方面的技术细节与标准要求。 第八章:可持续性与绿色结构设计 将环境责任融入设计流程。本章探讨了生命周期评估(LCA)在结构设计中的应用,包括对材料生产、运输、使用和拆除各阶段能耗及碳排放的量化分析。重点研究了可回收、低能耗材料的使用策略,以及如何通过结构优化来实现资源利用率的最大化。 第三部分:设计优化与智能方法 第九章:结构拓扑与形态优化 本章系统介绍了拓扑优化(Topology Optimization)的基本原理,包括密度法、水平集法等主要算法及其在确定最佳材料分布上的优势。重点讨论了如何将制造约束(如最小特征尺寸、加载方向限制)融入优化模型,以获得具有可行性的结构形态,特别是在轻量化和高效率传力路径设计中的应用。 第十章:结构参数与构型优化 区别于拓扑优化,本章侧重于确定关键设计变量(如截面尺寸、梁高、刚度分布)的最优组合。详细介绍了梯度优化算法(如牛顿法、序列二次规划SQP)和全局搜索算法(如遗传算法GA、粒子群优化PSO)在处理结构设计复杂非线性约束时的应用。结合实际工程案例,演示了如何通过优化提高结构承载力或降低材料用量。 第十一章:数据驱动与人工智能辅助设计 本章面向未来,探讨了大数据和机器学习在结构工程中的潜力。介绍了利用历史结构试验数据、监测数据训练神经网络模型,以实现快速的性能预测和损伤识别。讨论了如何利用深度学习技术辅助设计迭代,例如通过生成对抗网络(GANs)生成满足特定力学约束的新颖结构布局。 第十二章:结构健康监测(SHM)与反馈控制 将实时数据反馈至设计决策。本章阐述了SHM系统的传感器布局策略、数据采集与预处理技术。重点讨论了如何利用模态识别、损伤定位算法对监测数据进行分析,并将其结果反哺于“基于状态的维护”(Condition-Based Maintenance, CBM)策略,实现结构服役寿命的动态管理和主动调控。 结论与展望: 本书的最终目标是整合分析的深度、设计的创新性和优化的前沿性,为读者提供一个全面理解和掌握现代结构工程核心技术的路线图。未来的结构设计将更加依赖于多尺度模拟、多目标协同优化以及与智能感知系统的深度融合,本书所涵盖的内容正是迈向这一目标的重要基石。

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这本《工程力学》带给我的,是一种将理论与实践紧密结合的独特体验。我一直认为,学习知识的最终目的在于应用,而这本书正是做到了这一点。在讲解“静力学”时,作者不仅仅罗列了受力分析的步骤,更是通过大量实际工程案例,如起重机的平衡、房屋的结构设计等,让我看到了这些理论如何在现实世界中发挥作用。我特别喜欢书中关于“虚功原理”的讲解,它是一种非常优雅的求解复杂静力学问题的方法,让我看到了数学在力学分析中的强大力量。当我阅读“材料力学”部分时,作者对“强度”和“刚度”的区分,以及如何通过材料的选择和结构的优化来满足这些要求,让我对工程设计有了更深的理解。他关于“屈服强度”和“断裂强度”的讲解,让我明白了材料是如何在不同应力水平下表现出不同的行为的。书中关于“剪切应力”和“弯曲应力”的详细推导,以及它们在梁、轴等结构中的应用,让我对工程结构的设计有了更直观的认识。我曾经尝试着去复现书中关于“最小势能原理”的求解过程,这让我体会到了数学工具的精妙之处。读完这本书,我感觉自己不仅仅是掌握了计算方法,更是对工程设计背后的逻辑和思考方式有了更深入的体会,这种理论与实践的结合,让我受益匪浅。

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《工程力学》这本书,带给我的,是一种对工程问题的系统性思考方式。我一直对那些能够将看似杂乱的现象梳理清楚,并从中找到解决之道的方法感到好奇,而这本书恰恰展现了这种能力。在学习“动力学”时,作者对“运动的描述”进行了细致的阐述,让我明白了如何通过位置、速度和加速度等基本量来刻画物体的运动状态。我尤其欣赏书中关于“相对运动”的分析,它让我明白,即使在复杂的运动系统中,我们也可以通过选择合适的参考系来简化问题。当我读到“功和能”的部分时,作者通过对动能和势能的讲解,让我看到了能量守恒在解决动力学问题中的重要性。他关于“冲量”和“动量”的分析,也让我理解了碰撞过程中动量的守恒性。书中关于“振动”的讲解,更是让我着迷。作者通过对单自由度振动系统的分析,以及对阻尼和强迫振动的描述,让我看到了力学原理在描述各种周期性运动中的普遍性。我曾经花费大量时间去理解书中关于“振动方程”的求解过程,这让我体会到了数学在描述物理规律中的优雅和力量。读完这本书,我感觉自己不仅仅是掌握了计算技巧,更是学会了一种分析问题、解决问题的方法论,这种系统性思考方式的启迪,是我在这本书中最宝贵的收获。

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这本《工程力学》带给我的感受,远不止于课堂知识的搬运。它更像是一扇窗,让我得以窥见工程师们是如何通过严谨的计算和分析来设计和建造我们周围的世界的。我一直对那些宏伟的建筑和精密的机械充满了敬畏,而这本书则将那些“魔法”背后的原理一点点展现在我面前。在学习材料力学部分时,我被“应力”和“应变”这两个概念深深吸引。作者通过对金属杆在拉力作用下的变形过程进行详细描述,并通过图示清晰地展示了材料内部受力分布的变化,让我理解了为什么不同的材料在承受相同载荷时会有不同的表现。尤其是关于“弹性模量”和“泊松比”的讲解,让我明白了材料的固有属性是如何决定其力学行为的。书中对梁的弯曲和扭转的分析,更是让我佩服作者的逻辑严谨性。他不仅给出了计算公式,还详细解释了这些公式的推导过程,以及它们在实际工程中的应用场景,例如如何计算桥梁梁身的受力,如何选择合适的梁的截面形状来承受巨大的载荷。我曾经花了好几个小时,尝试着去理解书中关于“应力集中”的章节,作者通过对缺口和孔洞附近应力分布的分析,让我深刻认识到了设计细节对结构安全的重要性。这种对细节的关注,让我对工程师这个职业有了全新的认识。读完这本书,我仿佛看到了无数个隐藏在幕后的思考者,他们用数学和力学的语言,将抽象的概念转化为我们能够看到、感受到、并且依赖的坚固结构。

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初次拿到这本《工程力学》,就被其厚实的分量和封面上严谨的线条所吸引。翻开书页,扑面而来的便是那些熟悉的、却又总能让人感到一丝敬畏的公式和图表。我一直对物理世界中那些看不见的力如何作用于物体,以及它们如何遵循着精确的规律运转感到着迷,这本书恰好满足了我对这份好奇心的探索。在学习过程中,我发现作者并非简单地罗列概念,而是循序渐进地引导读者理解每一个理论的由来和应用。例如,在讲解静力学部分,作者不仅仅是给出了平衡方程,更是通过大量生动形象的实例,比如桥梁的受力分析、起重机的吊装过程,甚至是日常生活中我们随处可见的剪刀和杠杆,将抽象的力学原理具象化。我尤其喜欢其中关于“约束”的讲解,它让我深刻理解了物体在特定条件下的自由度是如何被限制的,这对于后续的动力学分析至关重要。书中的插图也十分精美,无论是力的分解图还是受力分析图,都清晰明了,能够帮助我快速抓住问题的关键。虽然有些章节涉及到复杂的积分运算,但作者总是会提前预告,并提供相关的数学基础知识回顾,这对于像我这样非数学专业背景的读者来说,简直是雪中送炭。我常常会在深夜,伴着台灯的光,仔细揣摩每一个例题的解题思路,尝试着去复现作者的推理过程。每一次的成功解题,都会给我带来巨大的成就感,也让我对工程力学这门学科的理解更加深入。这本书不仅仅是一本教科书,更像是一位循循善诱的老师,用严谨的逻辑和丰富的实例,带领我一步步揭开物理世界运行的奥秘。

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拿到这本《工程力学》,我最先感受到的是其内容的广博和结构的严谨。我一直对物理世界中的各种运动和结构背后的原理感到好奇,而这本书恰如其分地满足了我这份求知欲。在学习“静力学”部分时,作者并没有简单地给出“平衡方程”,而是通过对各种典型结构的受力分析,如斜面、滑轮和浮体,让我深刻理解了力的分解、合成以及平衡的概念。我尤其欣赏书中关于“虚功原理”的讲解,它是一种非常巧妙的求解复杂静力学问题的方法,让我看到了数学在力学分析中的强大力量。当我阅读“材料力学”部分时,我对“强度”和“刚度”的区分有了更清晰的认识。作者通过对不同材料在拉伸、压缩、弯曲和扭转等不同受力情况下的表现进行详细描述,让我明白了材料的选择对于工程设计的重要性。书中关于“剪切应力”和“弯曲应力”的详细推导,以及它们在梁、轴等结构中的应用,让我对工程结构的设计有了更直观的认识。我曾经尝试着去复现书中关于“弯曲应力公式”的推导过程,这让我体会到了数学工具的精妙之处。读完这本书,我感觉自己不仅仅是学会了如何计算,更是对工程结构的受力机理有了更深层次的理解,这为我未来在工程领域的学习和工作打下了坚实的基础。

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《工程力学》这本书,不仅仅是知识的传递,更是一种思维方式的启迪。我一直对那些能够将复杂现象归结为简单原理的思考方式深感钦佩,而这本书恰恰是这种思维的典范。在学习“动力学”时,作者通过对“运动学”的深入讲解,让我理解了物体位置、速度和加速度之间的关系,以及这些量是如何随时间变化的。我尤其欣赏书中关于“相对运动”的分析,它让我明白,即使在复杂的运动系统中,我们也可以通过选择合适的参考系来简化问题。当我读到“功和能”的部分时,作者通过对动能和势能的讲解,让我看到了能量守恒在解决动力学问题中的重要性。他关于“冲量”和“动量”的分析,也让我理解了碰撞过程中动量的守恒性。书中关于“振动”的讲解,更是让我着迷。作者通过对单自由度振动系统的分析,以及对阻尼和强迫振动的描述,让我看到了力学原理在描述各种周期性运动中的普遍性。我曾经花费大量时间去理解书中关于“拉格朗日方程”的推导,这让我体会到了数学在描述物理规律中的优雅和力量。读完这本书,我感觉自己不仅仅是掌握了计算技巧,更是学会了一种分析问题、解决问题的方法论,这种思维方式的启迪,是我在这本书中最宝贵的收获。

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第一次翻阅《工程力学》,就被其详尽的图示和清晰的逻辑所吸引。我一直对物理世界中那些无形的“力”如何影响着物体的运动和形态感到好奇,而这本书如同一本魔法书,为我揭示了其中的奥秘。在学习“静力学”部分时,作者并没有仅仅停留在公式的堆砌,而是通过对各种结构的受力分析,如桁架、梁和框架,让我深刻理解了平衡原理是如何确保结构的稳定性的。我特别喜欢书中关于“重心”和“形心”的讲解,它们看似简单,却在实际工程中扮演着至关重要的角色,比如计算结构的稳定性以及受力的分布。当我进入“材料力学”的学习时,我对“应力”和“应变”的概念有了全新的认识。作者通过对不同材料在拉伸、压缩、弯曲和扭转等不同受力情况下的表现进行详细描述,让我明白了材料的选择对于工程设计的重要性。书中关于“弹性极限”和“塑性变形”的区分,让我理解了材料在不同载荷下的行为是多么的复杂而又微妙。我曾经尝试着去复现书中关于“应力张量”的推导过程,这让我体会到了数学在描述复杂受力状态时的强大能力。读完这本书,我感觉自己不仅仅是学会了如何计算,更是对工程结构的受力机理有了更深层次的理解,这为我未来在工程领域的学习和工作打下了坚实的基础。

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《工程力学》这本书,对我而言,更像是一场思想的洗礼。我一直对那些能够将复杂问题化繁为简的智慧感到由衷的敬佩,而这本书恰恰展现了这种智慧。作者在讲解“刚体转动”的概念时,并没有直接给出复杂的公式,而是先从一个简单的旋转体开始,逐步引导我理解“力矩”和“角动量”是如何影响物体的转动状态的。我特别欣赏书中关于“转动惯量”的分析,它让我明白,即使施加相同的力矩,不同形状和质量分布的物体,其转动起来的难易程度也是不同的。这在设计旋转机械时是至关重要的。而当读到“刚体动力学”的部分时,我更是被作者的严谨所折服。他不仅详细阐述了欧拉方程,还通过对陀螺仪和飞行器姿态控制等实际案例的分析,让我看到了这些抽象理论在现实世界中的强大生命力。我曾经花费大量时间去理解书中关于“约束力”在转动过程中的作用,以及如何通过巧妙的约束来控制物体的运动。这种对细节的深挖和对原理的透彻阐释,让我对工程力学这门学科的理解,从表面的计算,深入到了更深层次的原理把握。读完这本书,我感觉自己仿佛拥有了一双能够洞察物体运动规律的眼睛,对周围的世界也多了一份全新的认识。

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拿到《工程力学》这本厚实的著作,我最先注意到的是其清晰的目录和精炼的章节标题。这让我对接下来的学习内容有了一个大致的预期,并且能够根据自己的学习进度进行灵活安排。当我深入阅读时,我发现作者在组织内容上非常有条理,总是将最基本、最核心的概念放在前面,然后逐步引入更复杂的理论和计算方法。在学习动力学部分时,我被“惯性”和“冲量”这两个概念深深吸引。作者通过对质点运动的分析,清晰地阐释了牛顿第二定律是如何将力和运动联系起来的。我尤其喜欢他关于“功”和“能”的讲解,通过对机械能守恒的分析,让我理解了为什么在许多物理过程中,能量总是以一种守恒的方式存在。书中对振动和波动现象的描述,也让我大开眼界。作者通过对单摆和弹簧振子的运动分析,以及对声波和电磁波的特性描述,让我看到了力学原理在描述自然界各种现象中的广泛应用。我曾经尝试着去复现书中关于“能量守恒”的推导过程,虽然过程中遇到了一些困难,但当我最终理解并能够熟练运用这些公式时,那种成就感是无与伦比的。这本书让我明白,工程力学不仅仅是枯燥的公式和计算,更是理解自然界运行规律的钥匙,是解决实际工程问题的强大工具。

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《工程力学》这本书,带给我的不仅仅是知识的储备,更是一种对工程严谨性的深刻认知。我一直对那些能够将科学理论转化为实际应用,并创造出令人惊叹的工程奇迹的工程师们充满敬意,而这本书则让我得以一窥他们背后的思考过程。在学习“动力学”部分时,作者对“运动的描述”进行了细致的阐述,让我明白了如何通过矢量和坐标系来准确地描述物体的运动轨迹。我尤其欣赏书中关于“角速度”和“角加速度”的讲解,它们让我理解了物体绕轴旋转时的运动规律。当我进入“刚体动力学”的学习时,我被作者对“力矩”和“角动量”的分析所折服。他通过对旋转机械的受力分析,让我明白了如何设计出稳定且高效的旋转部件。书中关于“万有引力定律”的介绍,以及它在天体运动和卫星轨道设计中的应用,更是让我惊叹于力学原理的普适性。我曾经花费大量时间去理解书中关于“刚体绕固定轴转动”的动量矩定理的推导,这让我体会到了物理学中的对称性和守恒律之美。读完这本书,我感觉自己不仅仅是掌握了计算公式,更是对工程设计中的力学约束和动力学特性有了更深刻的理解,这种对严谨性的追求,是我在这本书中最宝贵的收获。

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