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出版者:McGraw-Hill Professional

作者:Warren C YoungRichard Budynas

出品人:

页数:736

译者:

出版时间:2002-3

价格:$ 89.55

装帧:

isbn号码:9780071210591

丛书系列:

图书标签:

• mechanics
• 机械工程
• 材料力学
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《结构力学分析与设计》：深入理解材料力学行为与工程应用 本书简介 《结构力学分析与设计》是一本全面、深入探讨工程结构力学基本原理、分析方法及其在实际工程设计中应用的权威教材与参考手册。本书旨在为土木、机械、航空航天及相关工程领域的学生、工程师和研究人员提供坚实的理论基础和实用的分析工具，使读者能够精确预测结构在各种载荷作用下的响应，并进行安全、经济的设计。 本书的编排逻辑清晰，从最基础的应力与应变概念出发，逐步深入到复杂的结构系统分析，覆盖了静力学、材料本构关系、梁的弯曲与扭转、结构稳定性以及动力学响应等核心主题。全书内容组织严谨，理论推导详尽，同时辅以大量实际工程算例，确保读者能够将理论知识有效地转化为解决实际问题的能力。 --- 第一部分：力学基础与本构关系 本书伊始，即对结构力学进行系统的基础奠定。 第一章：静力学基础与自由体图的绘制 本章详细阐述了宏观结构受力分析所需的静力平衡条件，强调了自由体图（Free-Body Diagram, FBD）在隔离结构或其组成部分、正确识别所有外力和反力中的关键作用。内容涵盖了平面力系和空间力系的平衡方程，并引入了虚功原理在静力平衡求解中的初步应用。重点讨论了桁架、框架和拱等基本结构在集中荷载、均布荷载及集中力矩作用下的反力计算方法。 第二章：应力与应变的概念 这是深入理解材料行为的核心章节。本章细致区分了正应力（Normal Stress）和剪应力（Shear Stress），并引入了应力张量（Stress Tensor）的概念，以描述材料内部任意截面上的应力状态。在应变方面，详细解释了正应变、剪应变以及应变张量，并探讨了应变测量技术。本章的重点在于建立应力与位移（变形）之间的桥梁。 第三章：材料本构关系与胡克定律的推广 本章深入探讨了材料在弹性范围内的力学响应，即胡克定律（Hooke’s Law）。内容不仅限于各向同性材料的杨氏模量（$E$）和泊松比（$ u$），还扩展至应力-应变矩阵，包括对各向异性材料（如复合材料）的初步介绍。关键内容包括体积模量、剪切模量与杨氏模量的相互关系，以及在三维应力状态下，如何利用广义胡克定律来预测材料的变形。 第四章：单元应力状态分析与应力转换 本章是进行强度评估的关键。详细介绍了如何通过坐标变换来确定结构内部任意一点的主应力（Principal Stresses）和最大剪应力。内容包括莫尔圆（Mohr's Circle）在二维应力分析中的应用，以及三维应力状态下主应力方向和值的计算方法。本章强调了主应力在判断材料是否屈服或失效中的指导意义。 --- 第二部分：构件的变形与强度分析 本部分聚焦于梁、轴和杆件在基本荷载模式下的响应分析。 第五章：轴的扭转 本章专门分析了轴在扭矩作用下的力学行为。内容包括扭转应力的分布规律、由扭矩引起的剪切应变，以及刚度要求下的角度转动计算。重点讨论了圆截面轴和空心圆截面轴的扭转公式推导，并引入了扭转刚度（Torque Stiffness）的概念。 第六章：梁的弯曲应力和挠度 这是结构力学中最核心的应用章节之一。本章详细推导了梁在横向荷载作用下的弯曲正应力公式（$sigma = My/I$），解释了中性轴（Neutral Axis）和截面惯性矩（Area Moment of Inertia, $I$）的计算。同时，系统介绍了剪力方程和弯矩方程的建立，以及剪应力的分布规律。在挠度分析方面，系统阐述了积分法、弯矩-面积法和屈曲法（Conjugate Beam Method）求解梁的挠度与转角。 第七章：组合应力与复合构件 本章处理的是实际工程中常见的应力叠加情况。分析了轴向力、弯矩和剪力共同作用下的应力状态，以及由此产生的复合应力场。内容包括压力容器（如薄壁和厚壁圆筒）的周向和纵向应力分析，以及T型截面和I型截面等非对称截面梁的弯曲应力计算。 --- 第三部分：结构稳定性与能量方法 本部分拓展到超越静力平衡的复杂分析领域，特别是结构的失稳问题和能量法的应用。 第八章：结构稳定性：细长杆的屈曲 本章重点讨论了受压细长杆件的稳定性问题。详细介绍了欧拉公式（Euler's Formula）在理想条件下的应用，包括有效长度（Effective Length）的概念及其对临界荷载的影响。内容还涵盖了修正后的屈曲理论，如容许应力法和基于经验公式的临界荷载估算，为设计抗压柱件提供了工程实践指导。 第九章：静不定结构分析 本章介绍了处理超静定结构（Statically Indeterminate Structures）的经典方法。内容详尽地阐述了力法（Flexibility Method）和位移法（Stiffness Method）的基本原理与应用步骤。通过对一次静不定和多次静不定梁、框架结构的分析，展示如何利用变形相容性条件来求解多余的未知力或位移。 第十章：结构分析的能量原理 本章引入了能量法，作为结构分析的强大工具。详细推导和应用了虚功原理（Principle of Virtual Work）进行位移和刚度计算。随后，深入探讨了最小势能原理（Principle of Minimum Potential Energy），并将其应用于求解静不定结构和计算复杂结构（如桁架和框架）的节点位移。 第十一章：材料的塑性与疲劳 本章关注超越弹性极限的材料行为。内容包括塑性铰的形成、结构在极限荷载下的承载能力评估（塑性分析）。此外，详细讨论了疲劳（Fatigue）现象，介绍不同类型的疲劳测试、S-N曲线的应用，以及疲劳寿命的预测方法（如Miner法则）。 --- 第四部分：高级主题与数值方法初步 第十二章：线弹性动力学基础 本章对结构的动态响应进行了初步介绍。涵盖了单自由度系统的自由振动、阻尼振动和受迫振动分析。重点阐述了系统的固有频率、阻尼比的概念，并引入了响应谱分析的基础，为理解地震工程和机械振动提供了理论框架。 第十三章：有限元分析导论 鉴于现代工程分析的趋势，本章对有限元方法（Finite Element Method, FEM）进行了概念性的介绍。解释了将连续体离散化的基本思想，网格划分的重要性，以及如何使用程序包进行复杂的应力、变形和模态分析。本章旨在指导读者正确地设置和解释商业有限元软件的分析结果。 总结 《结构力学分析与设计》通过其严谨的数学推导、详尽的工程实例和对现代分析技术的引入，力求成为读者掌握结构力学精髓的必备资源。本书强调理论与实践的结合，确保读者不仅理解“如何计算”，更理解“为何如此计算”，从而能够胜任复杂工程结构的设计与评估工作。

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我的职业生涯已经步入了一个新的阶段，开始承担更多设计责任，而不仅仅是执行。这个时候，我发现自己对于如何精准地预测和计算结构的受力行为，有了前所未有的需求。过去，我可能会依赖一些通用的设计指南或者工程师的经验，但随着项目复杂度的增加，这种做法的局限性越来越明显。我需要更深入、更系统地理解应力与应变之间的关系，并掌握一套可靠的计算方法。Roark’s Formulas for Stress and Strain，这个名字对我来说，不亚于一个行业内的“黄金标准”。我听说过它在各种工程领域被广泛引用，其公式的可靠性和适用性得到了充分的验证。我翻开这本书，首先被其清晰的目录和章节结构所吸引。它似乎将工程实践中可能遇到的各种应力应变问题，都进行了细致的归类和梳理。我期待着，通过这本书，能够学习到如何处理各种复杂几何形状的构件，如何分析不同类型的载荷，以及如何评估结构的变形和破坏的可能性。我希望它能成为我工作中的一个“秘密武器”，让我在面对设计挑战时，能够更加从容自信，做出更具创造性和经济性的解决方案。

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我是一名对工程学充满好奇心的学生，尤其对那些能够解决实际问题的理论知识特别感兴趣。很多时候，我在课堂上学到的公式，总觉得它们像是在“象牙塔”里，与真实世界的工程项目有着一段距离。我渴望找到一本能够连接理论与实践的书籍，一本能够让我看到抽象公式如何在现实世界中发挥作用的书。Roark’s Formulas for Stress and Strain，这个书名本身就充满了力量和实用性。它不像某些理论书籍那样枯燥乏味，而是直接点明了它的核心价值——“公式”和“应力应变”。我猜想，这本书会用大量具体的案例和公式，来解释材料在承受各种载荷下的行为。我希望它能帮助我理解，为什么一个结构会变形，为什么会发生断裂，以及我们应该如何通过计算来避免这些不利情况的发生。我期待着，在翻阅这本书的过程中，能够逐渐建立起一种对工程问题的直观感受，不再仅仅是被动地接受知识，而是能够主动地去思考，去分析，去解决。我希望这本书能成为我学习路上的一个重要的里程碑，帮助我更加自信地走向未来的工程实践。

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作为一名初入职场的结构工程师，我经常在项目的初期阶段感到一丝迷茫。理论知识固然扎实，但当面对五花八门的载荷组合、奇特的截面形状和特殊的边界条件时，那种将教科书上的公式转化为实际计算的冲动，却常常被现实的复杂性所消磨。我尝试过寻找各种在线计算器和软件，但总觉得它们像是“黑箱”，我只能输入数据，却无法理解其背后的原理，更无法在遇到异常情况时进行有效的排查和优化。Roark’s Formulas for Stress and Strain，这个名字在我耳边已经萦绕许久。据说，它是工程界的一部“圣经”，无数工程师在它的帮助下，攻克了无数技术难关。我拿起这本书，翻开扉页，一股严谨而专业的氛围扑面而来。虽然我还没来得及深入研读每一个公式，但单从其条理清晰的章节划分、详实的数据表格以及细致入微的图示，我就能感受到其巨大的价值。我仿佛看到了一个经验丰富的工程师，将他毕生的心血凝结于此，为后来的同仁们铺就了一条通往工程精确性的捷径。我希望通过这本书，能够真正理解那些复杂的应力和应变是如何产生的，以及如何通过精确的计算来确保结构的安全性与可靠性。我渴望从中学习到如何将抽象的理论具象化，如何在大脑中构建出结构的受力模型，并最终通过这本书提供的“公式武器”，去解决那些实际工程中遇到的棘手问题。

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作为一名在行业内摸爬滚打了十多年的工程师，我深知一本好的参考书对于职业发展的意义。很多时候，我们在面对一些“非标准”的工程问题时，会感到力不从心。教科书上的知识虽然是基础，但现实世界的工程千变万化，总会出现一些意料之外的情况。Roark’s Formulas for Stress and Strain，这个名字，在我还是个初出茅庐的小工程师时，就已经在前辈们的口中时常提及。当时，它在我心中就是一个近乎神圣的存在，代表着工程计算的权威性。如今，我终于有机会亲自捧起这本书。我翻阅了几页，其严谨的数学推导、细致的图示和丰富的公式，都让我感觉回到了那个充满求知欲的年代。我期待着，这本书能帮助我巩固和深化我对结构力学原理的理解，特别是那些在实际工程中经常遇到的、但又不容易在标准教材中找到详细解答的问题。我希望它能成为我解决工程难题的“百科全书”，当我需要查找某个特定构件在特定载荷下的应力分布时，它能提供最直接、最权威的答案。我相信，通过对这本书的深入学习，我的工程分析能力将得到显著的提升。

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我一直对那些经典而经久不衰的技术文献情有独钟。它们不像时尚杂志那样转瞬即逝，而是经过时间的沉淀，成为行业内的基石。Roark’s Formulas for Stress and Strain，在我看来，就属于这样一类著作。它的名字本身就带着一种历史的厚重感，仿佛承载着几代工程师的智慧和经验。我喜欢那种在纸质书籍中获得的踏实感，指尖滑过纸张的纹理，鼻尖闻到油墨的淡淡香气，这一切都让我觉得，我正在与那些伟大的工程师们进行一场跨越时空的对话。这本书的封面设计简洁而大气，没有过多的装饰，只专注于内容的呈现，这本身就说明了它对工程严谨性的重视。我知道，在工程领域，容不得半点马虎，每一个细节都可能关乎结构的安全。因此，我预期这本书提供的公式和方法，都将是经过无数次实践检验、堪称可靠的。我希望能够通过这本书，系统地梳理和深化我对材料力学和结构分析的理解，不仅仅是记住公式，更能理解公式背后的物理意义和适用条件。我期待着它能成为我工作中的得力助手，当我遇到一些不常见的结构形式或载荷情况时，它能够迅速提供可靠的参考，帮助我做出明智的设计决策。

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我是一名经验丰富的机械工程师，虽然在多年的工作中积累了丰富的实践经验，但我始终认为，理论知识是指导实践的灯塔。我见过太多因为理论根基不牢而导致的工程失误。Roark’s Formulas for Stress and Strain，这个名字，在我看来，就是工程理论的“活化石”，是无数工程师智慧的结晶。我拿起这本书，仿佛看到了工程师们在无数个夜晚，对着图纸和公式苦苦思索的身影。它的排版设计虽然朴实，但每一个公式、每一个图表都透露着严谨和精确。我期待着，通过这本书，能够系统地梳理和深化我对结构力学、材料力学以及弹性力学等领域的理解。我希望它能帮助我解决一些在实际工作中遇到的、比较特殊的应力分析问题，尤其是在一些非标准几何形状或者复杂载荷组合的情况下。我期待它能成为我工作台上的必备工具，在我需要的时候，能够迅速提供最可靠的计算依据，让我能够做出最安全、最经济的设计。

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这本书，初次拿到手里，感觉它厚重而沉实，散发着一种老派工程学典籍特有的气息。封面上“Roark’s Formulas for Stress and Strain”几个字，就如同工程师们在实验室里埋头苦干时，桌上必然会摆放的一本工具书的缩影。我一直对材料力学和结构分析这类领域抱有浓厚的兴趣，但老实说，大学时期的学习更多的是理论推导和基本概念的掌握，真正要将这些抽象的公式应用于实际的工程设计中，总觉得隔着一层窗户纸，难以 the clarity of real-world application. 这本书，我隐约感觉到，它可能就是那把钥匙，能够帮助我拨开迷雾，看到工程设计中那些精妙的计算和严谨的逻辑。书的排版设计，虽然不像现代的教科书那样花里胡哨，但规整而清晰，各种图表和公式的呈现方式，都透露出一种对工程严谨性的追求。我想，对于任何一个在机械、土木、航空航天等领域工作的工程师来说，拥有一本这样的参考书，就如同拥有了一位经验丰富的导师，随时可以为他们提供解决问题的灵感和依据。它不是那种可以随意翻阅的轻松读物，更像是一本需要静下心来，仔细品味和应用的“硬核”工具。我期待着在这本书的海洋中，找到我需要的答案，更期待着在面对复杂工程问题时，它能给我带来那种“原来如此”的顿悟。

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我是一名对工程世界充满好奇心的技术爱好者，虽然我的工作与工程设计并非直接相关，但我一直对那些能够精确描述物质行为的数学模型深深着迷。Roark’s Formulas for Stress and Strain，这个书名，在我眼中，就像是一扇通往工程计算精密世界的窗户。我喜欢那些能够将抽象的概念具象化的知识，而这本书，我预感它将为我揭示出，那些看似简单的“应力和应变”，是如何在复杂的工程结构中，通过一套严谨的公式得到量化和预测的。我希望通过翻阅这本书，能够初步理解一些基础的工程计算原理，例如梁的弯曲、板的挠度、轴的扭转等等。我渴望从中获得一种对工程设计基本逻辑的认知，即使我无法进行复杂的计算，也能对工程师们的工作原理有一个更清晰的认识。我期待着，这本书能够激发我对工程学的进一步探索欲望，让我看到工程技术背后那令人敬畏的科学之美。

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作为一名对工程理论有着执着追求的研究生，我一直在寻找能够帮助我深入理解复杂工程现象的书籍。在很多学术论文和技术报告中，我都会看到“Roark’s Formulas for Stress and Strain”的引用。这让我意识到，这本书在工程界拥有着举足轻重的地位。我终于获得了这本书，迫不及待地翻阅起来。我被其详尽的公式推导、清晰的图表以及对各种边界条件和载荷情况的全面覆盖所震撼。我理解到，这本书不仅仅是一本公式手册，更是一部系统阐述材料在各种应力应变状态下行为的百科全书。我期待着，通过对这本书的学习，能够更好地理解一些前沿的工程问题，并为自己的研究提供坚实的理论基础。我希望这本书能够帮助我突破思维的局限，看到工程问题更深层次的本质，并最终能够将所学应用于实际的科研工作中。

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我一直认为，真正的工程技术，是建立在坚实的数学和物理基础之上的。而在这两者之间，材料力学和结构分析无疑是连接理论与实际应用的关键桥梁。Roark’s Formulas for Stress and Strain，这个书名，在我接触工程设计以来，就一直被视为一个标志性的存在。它代表着一种精确、严谨、可信赖的工程计算方法。我喜欢这本书的风格，它不像一些市场上的“速成”读物，而是以一种沉稳、扎实的姿态，呈现出最核心的工程知识。我期待着，通过这本书，能够真正理解那些复杂的应力应变公式是如何推导出来的，以及它们在实际工程中的具体应用场景。我希望它能帮助我建立起一种更加深刻的工程直觉，不仅仅是套用公式，而是能够理解公式背后的物理原理，从而在面对复杂的工程问题时，能够做出更合理、更有效的判断。我希望这本书能够成为我职业生涯中不可或缺的伙伴，在我每一次面对设计挑战时，都能给予我坚定的支持和指引。

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