动力分析基础

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出版时间:1900-01-01
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isbn号码:9787810079068
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具体描述

《静力学与材料强度基础》 本书旨在为读者构建严谨的工程力学知识体系,尤其侧重于静力学和材料强度这两个核心领域。我们深知,在机械设计、结构分析、土木工程等诸多工程学科中,对物体在静止状态下受力情况的理解以及材料在载荷作用下的行为预测,是实现安全、可靠和高效设计的基石。因此,本书致力于提供一套既有深度又不失广度的理论框架和实践指导。 第一部分:静力学基础 静力学是研究物体平衡状态下力的作用规律的学科。本部分将从最基础的力学概念入手,逐步深入。 力的概念与性质: 我们将详细阐述力的定义,包括力的大小、方向和作用点,以及力的矢量性。通过丰富的实例,解释力的叠加、分解原理,并介绍常用的力的表示方法,如矢量的坐标表示法。 力的种类与效应: 本章将系统介绍工程中常见的几种力,包括重力(重心与质心)、弹力、摩擦力、内力等。我们将深入探讨这些力的产生原因、作用方式及其对物体运动状态的影响。摩擦力部分将详细区分静摩擦和动摩擦,并介绍摩擦系数的概念及其在工程应用中的重要性。 静力学基本公理: 本书将以公理化的方式,系统地介绍静力学的五大公理(力的可传性、力的合成与分解、作用力与反作用力、物体的平衡条件、惯性),并逐一进行详细的解释和推导,确保读者对这些基本原则有深刻的理解。 约束与约束反力: 约束是限制物体自由度的物理作用。本章将详细介绍各种常见的约束形式,如固定端约束、铰支约束、滚动支座约束、刚性连接等,并重点讲解如何根据约束类型确定约束反力的方向和性质。 二力杆与三力杆: 作为静力学分析的重要简化工具,二力杆和三力杆的应用将是本部分的重点。我们将通过理论推导和算例分析,展示如何识别和判断二力杆与三力杆,以及如何利用它们的特性来简化复杂结构的受力分析。 平面力系的平衡: 这是静力学分析的核心内容。本书将系统介绍平面汇交力系、平面平行力系、平面任意力系的简化(合力与合力偶)。在此基础上,我们将详尽地阐述平面力系的平衡方程,包括力和力偶的平衡方程。大量的例题将贯穿其中,涵盖各种典型的静力学问题,如梁的受力分析、桁架的内力计算(节点法和截面法)、刚架的受力分析等。读者将学会如何准确地建立平衡方程,求解未知力(包括外力、约束反力和杆件内力)。 外力与内力: 在分析梁、轴等构件时,区分外力和内力至关重要。本书将清晰地界定外力的概念,并详细介绍内力的概念,包括轴力、剪力、弯矩和扭矩。我们将展示截面法这一强大工具,用于计算梁、轴等构件在任意截面上的内力。 第二部分:材料强度基础 材料强度是研究材料在各种载荷作用下抵抗变形和破坏能力的学科。本部分将为读者提供分析材料力学性能和预测结构行为的关键知识。 应力与应变: 这是材料强度学的基本概念。我们将首先定义应力,包括正应力(法向应力)和剪应力(切向应力),并详细阐述它们在材料内部的分布。随后,我们将介绍应变的定义,包括线应变和剪应变,并解释它们与应力的关系。 材料的力学性能: 深入理解材料的力学性能是进行强度分析的前提。本章将详细介绍单轴拉伸(或压缩)过程中材料的典型应力-应变曲线,并从中提取关键参数,如弹性极限、比例极限、屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率、面积缩减率以及弹性模量(杨氏模量)、泊松比。我们将重点分析不同材料(如钢、铝合金、铸铁等)在应力-应变曲线上的差异及其工程意义。 胡克定律: 作为描述线弹性阶段应力与应变之间线性关系的定律,胡克定律是后续许多分析的基础。本书将详细阐述单轴拉伸/压缩时的胡克定律,并推广到剪切变形情况下的胡克定律。 强度计算的基本假设: 在进行材料强度计算时,需要遵循一些基本假设。本章将详细介绍这些假设,如小变形假设、材料均匀性和各向同性假设(在某些情况下也考虑各向异性),以及平面假设(如在梁的弯曲分析中)等,并解释这些假设对计算结果的影响。 细长杆件的轴向拉伸与压缩: 这是材料强度学中最简单但最基本的受力形式。我们将详细分析细长杆件在轴向拉伸或压缩载荷下的应力分布,并推导出轴力沿杆件长度的分布规律。基于材料的许用应力,我们将推导出杆件的强度条件,并给出设计尺寸的计算方法。 梁的弯曲: 梁是工程中最常见的受力构件。本章将深入分析梁在横向载荷作用下的弯曲现象。我们将从弯矩的概念出发,推导出弯曲正应力(也称为正应力)的计算公式,即弯曲正应力公式 $sigma = frac{My}{I}$。我们将详细解释公式中各参数的含义,如弯矩M、截面惯性矩I、中性轴以及距中性轴的距离y。此外,我们还将介绍剪应力在梁横截面上的分布规律,并给出剪应力公式。通过大量的例题,读者将学会如何计算不同截面梁在各种载荷下的最大弯曲正应力和剪应力,并根据材料的许用应力来判断梁的强度是否合格,或如何确定梁的尺寸。 扭转: 轴类零件是承受扭转载荷的典型构件。本章将详细分析圆轴受扭时的剪应力分布,并推导出扭转剪应力公式 $ au = frac{Tr}{J}$。我们将解释公式中各参数的含义,如扭矩T、截面极惯性矩J、以及距轴心的距离r。此外,我们还将介绍圆轴受扭时的角度变形,并给出扭转角公式。本书将通过算例展示如何进行圆轴的强度和刚度设计。 本书的编写风格注重理论的清晰阐述与工程应用的紧密结合。每章节都配有详细的算例分析,帮助读者理解抽象的力学原理如何在实际工程问题中得到应用。我们相信,通过对本书内容的系统学习,读者能够掌握分析工程结构静力特性和材料强度行为的基本方法,为进一步深入学习更复杂的力学分支和进行实际工程设计打下坚实的基础。

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读后感

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用户评价

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读完《动力分析基础》的初衷,其实是想找一本能帮助我理解大学物理课程中力学部分的内容。然而,这本书带给我的远不止于此。它不仅仅是知识的传递,更是一种思维方式的塑造。作者在讲解“角动量”这个概念时,并没有简单地给出公式,而是先从“力矩”入手,解释了力矩是如何引起物体绕轴旋转的,以及这种旋转是如何与物体的“转动惯量”以及“角速度”相关的。这种层层递进的讲解方式,让我对抽象的“角动量”有了直观的理解,知道它代表了物体转动状态的一个重要物理量。书中关于“刚体动力学”的章节,更是让我大开眼界。此前我一直以为动力学只适用于质点,但这本书清晰地阐释了如何将动力学原理应用于更复杂的刚体系统,例如各种机械臂、齿轮组的运动分析。作者在讲解过程中,大量运用了向量和微积分的知识,但每次出现新的数学工具时,都会给出相应的解释和应用场景,让我感觉自己是在学习如何使用这些工具来解决实际的动力学问题,而不是在学习纯粹的数学。这种“理论与实践相结合”的风格,是我非常看重的。

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这本书给我的感觉,就像一位技艺精湛的工匠,用最精妙的工具,为我展示了机械运动的内在规律。《动力分析基础》在讲解“质点动力学”时,非常细致地分析了各种运动状态下,作用在质点上的力以及产生的加速度之间的关系,并且通过大量的实例,展示了如何利用牛顿定律来求解这些问题。我尤其喜欢作者在讲解“摩擦力”时,区分了静摩擦力和动摩擦力,并且详细阐述了它们的大小如何与正压力和摩擦系数有关,这让我对日常生活中遇到的摩擦现象有了科学的解释。在进入“刚体动力学”的章节时,作者引入了“转动惯量”和“角动量”等概念,并且详细讲解了它们如何影响刚体的转动行为。作者在讲解过程中,还穿插了许多关于“惯性系”和“非惯性系”的讨论,这对于理解一些涉及加速参考系下的运动分析非常重要,比如在旋转的飞船内测量物体运动。这本书的语言风格既严谨又不失生动,让我能够专注于理解内容,而不被晦涩的表达所困扰。

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这本书的封面设计非常吸引人,深邃的蓝色搭配简洁有力的字体,光是看着就让人感受到一种专业和严谨的气息。我之前对动力学一直抱有浓厚的兴趣,但总觉得入口有些模糊,不知道从何处着手。在朋友的推荐下,我抱持着试一试的心态翻开了《动力分析基础》。虽然我还没有完全读透,但仅仅是前几章的铺垫,就让我对动力学这门学科有了全新的认识。作者用一种非常直观的方式,从最基本的物理概念出发,循序渐进地构建起整个动力学分析的框架。那些曾经让我头疼的公式和定理,在作者的解读下仿佛被注入了生命,变得生动易懂。尤其是在讲解牛顿定律的部分,作者不仅仅是罗列公式,更是通过大量的实例分析,比如车辆的加速、抛体运动等,让我能够切身体会到这些基本定律在现实世界中的应用。我尤其喜欢作者在讲解动量守恒定律时,引入的碰撞问题,用一种巧妙的思维方式,将抽象的数学模型与具体的物理现象联系起来,这种“看见”物理过程的能力,是此前阅读其他材料时未曾获得过的。这本书的语言风格也十分适合我,没有太多晦涩的专业术语,即便有,作者也会用通俗易懂的方式加以解释,让我能够专注于理解概念本身,而不是被语言所困扰。我期待着接下来的章节,相信它能为我打开动力学更深层次的大门。

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我一直对宏观世界的运动规律很感兴趣,但苦于没有一个系统的入门途径。《动力分析基础》这本书,为我提供了这样一个绝佳的起点。作者在开篇就点明了“力”是产生“运动状态改变”的原因,并以此为主线,层层展开。在讲解“动量”和“冲量”时,作者巧妙地运用了“动量定理”,将力在时间上的累积效应与动量的变化联系起来,这让我对“力的作用”有了更深刻的理解,也为理解碰撞等问题打下了基础。书中关于“功”和“能”的章节,作者清晰地阐述了功是如何转化为能量,以及能量在不同形式之间的转换,这些都让我对能量守恒定律有了更直观的认识。我特别喜欢作者在分析“周期性运动”和“简谐运动”时,所采用的图形和数学方法,这些方法不仅清晰地展示了运动的规律,也让我能够预测未来的运动状态。这本书的知识体系非常完整,从最基础的概念到一些更复杂的分析方法,都能够找到清晰的解释和应用。

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我是一个工程专业的学生,在学习过程中,对机械系统的运动分析一直感到有些吃力。我们课程中涉及到的很多动力学计算,感觉像是空中楼阁,缺乏一个扎实的基础支撑。这次偶然的机会接触到《动力分析基础》,简直像是在沙漠中找到了一片绿洲。这本书从最基础的惯性、质量、力这些概念讲起,非常细致地剖析了它们之间的关系。作者在解释“力”的概念时,没有仅仅停留在“推或拉”的层面,而是深入到力的来源、力的性质(如保守力、非保守力)以及力的叠加原理,并且结合了生活中常见的例子,比如弹簧的弹力、摩擦力等等,这些都让我觉得非常贴切和有启发。最让我印象深刻的是,作者在讲解“运动方程”的建立时,采用了多角度的分析方法,比如从质点系的运动,到刚体的定轴转动,再到更复杂的平面运动,每一步都讲解得非常清晰,并且给出了详细的推导过程,让我能够理解公式是如何一步步产生的,而不是仅仅记住结论。书中提供的图示也非常精美,能够清晰地展示力的作用方向和运动轨迹,这对于理解复杂的物理过程至关重要。我发现,这本书不仅仅是讲解理论,更重要的是培养一种分析问题、解决问题的思维方式,这种能力对于我们工程领域的学生来说,是受益终身的。

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在我看来,一本好的技术类书籍,最重要的特质之一就是它能否“引导”读者,而不是“告知”读者。这本书恰恰就做到了这一点。《动力分析基础》给我最直观的感受就是,它像一位经验丰富的导师,引导我一步一步地探索动力学世界的奥秘。作者并没有上来就抛出复杂的公式和定理,而是从“为什么”开始,比如为什么我们需要研究物体的运动?运动是如何产生的?是什么决定了运动的状态?这些基础性的问题,反而常常被很多入门书籍所忽略。通过对这些根本性问题的探讨,作者为读者建立起一个清晰的认知框架。在讲解“动能”和“势能”时,作者巧妙地将能量守恒定律与功的概念联系起来,用一种“能量转化”的视角来解释物体的运动状态变化,这种方式比单纯记忆公式要来得深刻得多。而且,作者在书中穿插了大量的历史背景和科学家的故事,比如牛顿是如何提出他的万有引力定律的,这些人文性的内容,让原本可能有些枯燥的理论学习变得生动有趣,也让我对这些伟大的科学发现有了更深的敬意。我非常欣赏作者在处理一些具有挑战性的概念时,所采用的“由浅入深,循序渐进”的教学方法,这使得我即使在遇到一些比较复杂的概念时,也能保持学习的信心和动力。

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作为一名对科学研究充满热情的爱好者,我一直在寻找一本能够系统性地介绍动力学原理的书籍。《动力分析基础》给了我惊喜。这本书的结构设计非常合理,从最基础的力学概念开始,逐步深入到更复杂的动力学分析方法。作者在讲解“运动的描述”时,不仅仅停留于直线运动和曲线运动,还详细介绍了描述刚体运动的各种参数,如角度、角速度、角加速度等,并且解释了如何用这些参数来准确地描述物体的复杂运动。书中关于“力的合成与分解”的部分,作者用了非常形象的比喻,比如用不同方向的力来推动一个物体,然后分析合力的作用效果,这让我对向量的运算有了更深刻的理解。我尤其欣赏作者在讲解“惯性参考系”和“非惯性参考系”时,所采用的对比分析法,清晰地阐释了在不同参考系下,运动定律的表述方式和需要考虑的额外因素,这对于理解一些复杂的动力学问题至关重要。这本书不仅理论扎实,而且在实际应用方面也提供了丰富的案例,让我能够看到这些理论是如何转化为解决实际工程问题的工具的。

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我对物理学一直抱有一种好奇心,但很多时候,面对那些复杂的公式和抽象的概念,会感到无从下手。《动力分析基础》这本书,给了我一种全新的学习体验。它的叙事方式非常引人入胜,作者没有采用枯燥的教科书式语言,而是用一种更加生活化、更具启发性的方式来讲解动力学原理。例如,在讲解“振动”和“波动”时,作者会从大自然中最常见的现象入手,比如钟摆的摆动、水面的涟漪,然后逐步引申到抽象的数学模型和物理规律。这种“从具体到抽象”的学习路径,让我能够更容易地理解那些看似遥不可及的物理概念。书中还涉及了一些关于“混沌动力学”和“非线性动力学”的初步介绍,虽然内容不深,但足以激发我进一步探索的兴趣。作者在讲解过程中,还引用了大量不同领域的科学研究和工程应用案例,从天体运行到微观粒子的运动,再到工程结构的稳定性分析,这些广泛的应用场景,让我看到动力学在各个领域的重要性,也让我意识到,学习动力学不仅仅是为了考试,更是为了理解我们身处的世界。

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我一直认为,学习任何一门学科,最重要的是找到它的“灵魂”——也就是最核心、最能体现其价值的理念。《动力分析基础》这本书,成功地做到了这一点。它不仅仅是关于“计算”或“公式”,更是关于“理解”和“预测”。作者在讲解“能量守恒”和“动量守恒”时,并非仅仅停留在理论层面,而是深入探讨了这些守恒定律在不同物理场景下的应用,以及它们如何帮助我们预测物体的运动状态。例如,在解释碰撞过程时,作者通过分析动量守恒,能够非常直观地解释为什么在碰撞后,物体的速度会发生变化,以及这种变化遵循怎样的规律。这种“洞察”物理过程的能力,是通过这本书的学习才真正获得的。此外,作者在书中还提到了“拉格朗日力学”和“哈密顿力学”的一些基础概念,虽然篇幅不多,但足以让我对这些更高级的动力学理论有一个初步的认识,并且感受到它们在简化复杂问题时的强大力量。这本书的逻辑性非常强,章节之间的过渡自然流畅,让我能够在一个完整的知识体系中学习。

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我之前对物理学的理解,总觉得有些零散,很多概念都像是一个个独立的知识点,缺乏一个贯穿始终的线索。《动力分析基础》这本书,恰恰为我搭建了一个完整的知识框架。作者在开篇就强调了“动力学”的本质是为了研究“运动”及其“原因”,并将这个核心思想贯穿于全书。在讲解“功”和“能量”时,作者清晰地说明了功是如何改变物体的动能,以及能量在不同形式之间的转化,这些都让我对“能量”这个概念有了更深层次的理解。书中关于“牛顿第二定律”的应用,作者给出了大量的例子,从简单的受力分析到复杂的组合运动,都能够通过这个定律来解释,这让我真切地感受到了这个定律的普适性和强大力量。而且,作者在讲解过程中,多次强调了“数学模型”在动力学分析中的作用,说明了如何将一个实际的物理问题转化为一个数学模型,然后通过数学工具来求解,这种“建模”的能力,对于任何一个科学工作者来说都是至关重要的。

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