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出版者:清华大学

作者:谢姆斯H.ShamesJames

出品人:

页数:769

译者:

出版时间:2004-12

价格:64.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787302102212

丛书系列:国际著名力学图书影印版系列

图书标签:

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《材料的力与形变：原理与应用》 本书旨在为读者提供一个全面而深入的材料力学基础知识体系。我们将从宏观的连续介质力学出发，逐步解析材料在外力作用下产生的形变和内力响应。全书共分为十七章，由浅入深，理论与实践相结合，旨在培养读者独立分析和解决工程问题的能力。 第一部分：基础概念与应力分析 第一章：绪论与基本假设 我们将首先介绍材料力学在工程领域的重要性，并阐述连续介质假设、均匀性、各向同性等基本力学假设。这些假设是后续所有分析的基石。 第二章：应力与应变 本章将详细定义应力张量和应变张量，并推导它们在不同坐标系下的变换关系。我们将学习如何计算物体内部任意一点的应力状态，包括正应力和剪应力，以及相关的形变度量。 第三章：应力-应变关系 聚焦于线弹性材料的本构关系，包括胡克定律及其在三维空间的推广。我们将探讨杨氏模量、泊松比、剪切模量以及它们之间的关系，并介绍广义胡克定律。 第四章：平面应力与平面应变 针对工程中常见的二维问题，本章将推导平面应力和平面应变的分析方法，并引入莫尔圆，提供一种直观的应力分析工具。 第二部分：梁的弯曲与剪切 第五章：梁的内力与弯矩 介绍梁的基本概念、受力特点以及内力（剪力、弯矩）的计算方法。我们将学习绘制剪力图和弯矩图，并分析不同荷载条件下梁的内力分布。 第六章：梁的弯曲应力 推导梁的弯曲正应力公式，分析横截面上的应力分布规律，并讨论不同截面形状对弯曲强度的影响。 第七章：梁的剪切应力 推导梁的剪切应力公式，分析横截面上的剪切应力分布，并解释剪切应力与弯曲应力在梁中的协同作用。 第八章：梁的变形 采用积分法、叠加法等求解梁的挠度曲线，分析梁的刚度和挠度，并介绍几种常见的梁的边界条件。 第九章：悬臂梁与等截面梁 详细分析悬臂梁和等截面直梁在集中力、均布力等荷载作用下的应力和变形，并提供相应的计算实例。 第三部分：扭转与轴向载荷 第十章：轴的扭转 分析圆轴的扭转问题，推导扭转切应力公式，计算轴的扭转角，并讨论圆截面以外的轴的扭转特性。 第十一章：轴向载荷 复习和深入分析杆件承受轴向拉压时的应力和变形，包括应力集中、杆件的稳定性问题（压杆失稳）。 第四部分：复杂应力状态与材料性能 第十二章：组合梁的弯曲 处理由不同材料组成的复合梁，分析其内力、应力及变形。 第十三章：弯曲和扭转组合作用 研究梁同时承受弯曲和扭转时的应力状态，并介绍强度和刚度的校核方法。 第十四章：材料的力学性能 系统介绍材料的拉伸、压缩、弯曲、扭转等力学性能测试方法，以及屈服强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比等关键力学参数。我们将探讨不同材料（金属、陶瓷、聚合物、复合材料）的力学行为差异。 第十五章：疲劳与断裂 引入材料在循环载荷作用下的疲劳现象，包括疲劳极限、S-N曲线等概念。同时，我们将初步探讨材料的断裂韧性，理解裂纹扩展的机制。 第五部分：高级主题与应用 第十六章：屈曲 深入分析细长杆件在压力作用下可能发生的失稳现象（屈曲），推导欧拉公式，并介绍临界屈曲载荷的计算。 第十七章：有限单元法初步 简要介绍有限单元法的基本思想和基本单元，展示如何将复杂的力学问题离散化，并通过数值计算获得近似解，为读者后续学习更高级的数值分析方法打下基础。 本书的编写力求语言清晰、逻辑严谨，配有丰富的例题和习题，以帮助读者巩固所学知识。我们相信，通过对本书内容的学习，读者将能够深刻理解材料的力学行为，并将其应用于实际的工程设计与分析中。

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这本书的排版和印刷质量着实令人称赞，这对于一本涉及大量数学推导的专业书籍来说至关重要。清晰的字体、合理的行距，使得长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。更让我感到惊喜的是，书中的插图，那些二维和三维的力学模型图，绘制得极其精细且富有逻辑性。很多概念，比如应力集中或者塑性铰的形成，单靠文字描述往往晦涩难懂，但配合着书中那些结构分明的图示，瞬间便能豁然开朗。作者似乎深谙读者的视觉需求，总能在关键的推导步骤后，配上一张能够直观展示物理意义的示意图。我特别关注了其中关于“变形协调条件”的那一节，以往阅读其他资料时总觉得这部分像是一团乱麻，但在这里，通过一系列精心设计的几何投影图，作者将空间上的约束关系清晰地展现在眼前，每一个向量的指向和每一个角度的变化都清晰可辨。这不仅仅是一本教科书，更像是一套精心制作的视觉辅助教材，极大地提升了学习效率和阅读体验，足见出版方在细节上的用心。

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这本书，初翻时便有种扑面而来的厚重感，像是踏入了一座古老的知识殿堂。封面设计简约却不失韵味，那种深沉的色调仿佛在无声地诉说着书中所蕴含的深奥原理。我尤其欣赏作者在引言部分对学科历史脉络的梳理，寥寥数语便勾勒出了这门科学从早期经验积累到理论体系建立的曲折历程，让人对后续的深入探讨充满了期待。它不像某些教材那样干巴巴地堆砌公式，而是巧妙地穿插了一些历史典故和工程实例，使得那些原本抽象的力学概念变得鲜活起来。例如，关于材料本构关系那几章的论述，作者没有急于抛出复杂的张量表示，而是先从宏观的尺度出发，通过精妙的比喻，将应力与应变之间的微妙关系娓娓道来，读起来丝毫不觉吃力。这种循序渐进、由浅入深的叙述方式，极大地降低了初学者的畏难情绪。我甚至在阅读过程中，时不时会停下来，去想象那些工程师们在实际建造桥梁、设计飞机时，是如何运用这些基础理论来确保结构的稳定与安全。这本书的价值，不仅在于传授知识，更在于它培养了一种严谨的、追根究底的科学思维模式。

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不得不提的是，作者在章节间的过渡处理上展现出非凡的功力。整本书的逻辑链条衔接得天衣无缝，没有那种突兀的、让人摸不着头脑的跳转。比如，从线弹性理论过渡到能量原理时，作者并未简单地罗列公式，而是巧妙地引入了虚功原理作为桥梁，先从宏观功的角度审视系统平衡，再自然而然地引出应变能密度的概念，这种内在的逻辑必然性，让读者深刻理解了能量方法并非空中楼阁，而是对平衡方程的另一种高效表达形式。这种对知识体系内在联系的深刻把握，使得阅读过程充满了“原来如此”的顿悟感。此外，书中所选取的例题也颇具匠心，它们既能充分检验读者对核心理论的掌握程度，又往往能引申出一些实际工程中的复杂问题，引导思考如何将纯理论转化为可操作的工程设计思路。这种由基础理论到实际应用的流畅转化，是检验一本优秀教材的重要标准，而这本书显然做到了这一点。

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这本书的内容组织方式，非常有利于自学和复习。每个章节的末尾都附带了详尽的“本章小结”，用提纲挈领的方式概括了本章的核心概念、关键公式及其适用范围，这对于快速回顾和知识点串联非常有帮助。更值得称道的是，作者在对一些经典分析方法的阐述中，常常会附加“历史背景”或“适用性讨论”的小侧栏，这些内容虽然不直接参与核心公式的推导，却极大地丰富了我们对知识点的理解维度。例如，在介绍有限元方法的基本思想时，它并未陷入复杂的矩阵代数，而是先用一个简化的桁架单元来解释“离散化”和“单元刚度矩阵”的物理含义，这使得即便是不太熟悉数值方法的读者也能建立起初步的直观印象。总而言之，这本书不仅仅是一堆知识点的堆砌，更是一套精心设计的学习系统，它考虑到了不同学习阶段读者的需求，体现了深厚的教学经验和对学科的深刻理解，阅读体验流畅而富有成效。

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这本书的“深度”把握得恰到好处，它既不是一本面向非专业人士的科普读物，也不是一本只追求数学形式美的晦涩专著。它似乎找到了一个完美的平衡点——足够严谨以支撑起高等工程分析的基础，但又足够“人性化”以确保工程技术人员能够真正地理解和运用它。我尤其欣赏作者在讨论复杂材料模型时那种审慎的态度。面对诸如非线性蠕变和疲劳损伤这类前沿和复杂问题时，作者没有急于给出“万能”的解答，而是坦诚地指出了现有模型的局限性和适用的前提条件。这种坦诚比盲目乐观的承诺更具指导价值，它提醒着读者，力学分析永远是基于一定假设的近似过程，永远需要结合具体的工况进行批判性评估。这种对科学边界的清晰界定，使得这本书不仅仅是一本知识的传授者，更是一位严谨的学术引路人，教会我们如何带着敬畏之心去面对工程世界的复杂性。

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