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出版者:河海大学出版社

作者:武清玺

出品人:

页数:187

译者:

出版时间:2003-11

价格:21.00元

装帧:平装

isbn号码:9787563019250

丛书系列:

图书标签:

• 静力学
• 力学
• 基础
• 工程力学
• 结构力学
• 材料力学
• 物理学
• 高等教育
• 教材
• 大学教材

《材料力学：原理与应用》 内容简介 本书是一部全面而深入的工程力学经典教材，专注于材料力学（Mechanics of Materials）的核心原理及其在工程实践中的应用。它旨在为学习者，无论是本科生、研究生还是初入职场的工程师，构建坚实的理论基础和强大的问题解决能力。 本书的叙述风格严谨、逻辑清晰，强调从基本概念出发，逐步推导至复杂的应力-应变关系和结构分析。我们避免了不必要的数学繁化，而是聚焦于物理意义的阐释，确保读者能够深刻理解力、位移、变形和材料性能之间的内在联系。 第一部分：应力与应变分析（基础构建） 本部分是理解材料在受力下行为的基石。我们从最基本的概念——内力和截面入手，引入了工程中最核心的量：应力。 第一章：引言与预备知识 回顾必要的微积分和矢量代数知识，界定材料力学的研究范围——宏观尺度下材料的响应。着重区分静力学中的理想构件与需要考虑内部形变的材料体系。 第二章：一维应力与应变 详细阐述正应力 ($sigma$)、剪应力 ($ au$) 的定义，并引入正应变 ($varepsilon$) 和剪应变 ($gamma$)。着重讨论轴向拉伸或压缩问题，推导胡克定律 ($sigma = Evarepsilon$)，并详细分析材料的应力-应变曲线（弹性、屈服、极限强度、断裂）。讨论材料的泊松比 ($ u$) 及其在各向同性材料中的意义。 第三章：结构变形与位移 将应变与宏观位移联系起来。对于杆件，推导轴向变形的计算公式 $delta = int frac{P(x)}{A(x)E} dx$。讨论静不定问题的求解方法，强调“几何相容性”与“静力平衡”的共同作用。引入温度应力的分析。 第四章：单元体上的应力分析 这是全书难点与重点的开端。介绍应力状态的概念——一个单元体在任意斜截面上可能承受不同的正应力和剪应力。系统推导二维应力变换公式（基于平面应力假设），并引出主应力 ($sigma_{1}, sigma_{2}, sigma_{3}$) 的概念及其确定方法（利用摩尔圆或特征值方程）。同时，讲解最大剪应力的确定。 第五章：应变和应力在多维情况下的关系 将一维的胡克定律推广到三维情况，建立完整的广义胡克定律（包含 $E$ 和 $ u$ 的弹性本构关系）。详细分析平面应变与平面应力的适用条件。 第二部分：结构元件的应力分析（核心应用） 本部分将第一部分学到的应力概念应用于工程中最常见的结构形式，特别是针对梁和轴的分析。 第六章：梁的轴向载荷与扭转 本章聚焦于杆件和轴。 梁的内力分析： 再次回顾剪力图和弯矩图的绘制，明确剪力和弯矩在截面上的分布规律。 扭转理论： 详细推导等直圆轴的扭转公式 $ au = frac{Tr}{J}$。引入极惯性矩 ($J$) 和抗扭刚度 ($GJ$)。讨论非圆截面轴的扭转（简要介绍扭转常数）。分析静不定扭转问题。 第七章：梁的弯曲应力 这是材料力学中应用最广泛的章节之一。 纯弯曲理论： 推导弯曲正应力公式 $sigma = frac{My}{I}$。详细阐释中性轴和面积惯性矩 ($I$) 的概念和计算。分析对称截面梁的应力分布和危险点的确定。 复合材料梁： 讨论不同材料粘接在一起的梁（如钢筋混凝土或复合梁）的有效截面法分析。 弯曲应变： 将弯曲应力与曲率 ($kappa$) 联系起来，引出挠度计算的基础。 第八章：梁的剪应力分析 专门针对梁的横向剪切力所产生的应力。 推导剪应力公式 $ au = frac{VQ}{Ib}$，并强调剪应力在梁高度方向上的分布特性（例如，矩形截面为抛物线分布）。 讨论主要应力在梁截面上的分布，表明最大主应力往往偏离中性轴。 第九章：梁的应力和变形——挠度分析 将前两章的应力分析与位移（挠度）联系起来。 挠度计算方法： 系统介绍求解梁挠度（位移）的积分法（双重积分法）和弯曲变形的能量法（虚功原理或单位载荷法）。 挠度公式的应用： 计算简支梁、悬臂梁等常见边界条件下的最大挠度。 第三部分：组合应力与失效理论（高级分析） 本部分着眼于更复杂的载荷组合和材料失效的预测。 第十章：组合应力分析 讨论构件同时承受弯矩、剪力、轴力、扭矩等多种载荷的情况。重点是如何在一点上组合出等效应力状态（主应力）。 第十一章：材料的失效理论 根据材料的性质（韧性材料或脆性材料），选择合适的理论来预测构件是否会发生屈服或断裂。 韧性材料： 详细介绍最大剪应力理论（Tresca准则）和最大变形能理论（Von Mises/形状变化理论）及其在工程设计中的应用。 脆性材料： 介绍最大正应力理论。 第四部分：稳定性与能量法（扩展主题） 第十二章：结构失稳——细长杆的稳定性 专门处理压杆在轴向压力下的屈曲问题。 欧拉公式的推导： 给出临界屈曲载荷的计算方法 $P_{cr} = frac{pi^2 EI}{(KL)^2}$。 讨论有效长度 ($L_e$) 及其对不同端部约束条件的影响。介绍超细长杆的非线性屈曲行为。 第十三章：变形的能量方法 从能量的角度重新审视结构分析，这是进行更高级结构分析（如有限元法）的理论基础。 应变能密度： 定义轴向拉伸、扭转和弯曲的应变能公式。 单位载荷法（虚功法）： 详细讲解如何通过计算虚功与实应变能相等来求解位移。 全书的每一章都配有大量的例题，展示了如何将理论转化为实际的数值解，并辅以丰富的习题，以巩固读者的理解和应用能力。本书强调设计思维，鼓励读者在分析问题的同时，思考安全裕度和优化设计的可能性。

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这本书的装帧设计倒是挺有质感的，封面颜色沉静，字体清晰，一看就是那种需要认真研读的学术类书籍。翻开第一页，纸张的触感也相当不错，厚实且略带纹理，在灯光下不会反光刺眼，这一点对于需要长时间伏案学习的读者来说，绝对是个加分项。目录部分的编排也很直观，章节划分清晰，各个小节的标题也概括到位，让人能够快速找到自己感兴趣或者需要复习的部分。虽然我还没来得及深入阅读具体内容，但仅仅从它的外观和初步的翻阅来看，这本书就给我一种严谨、扎实的印象，似乎每一页都凝聚了作者的用心。我个人比较看重书籍的“阅读体验”，除了内容本身，形式也很重要。对于一本以“基础”为名的书籍，能够提供这样的阅读感受，我已经觉得非常有价值了。期待后续内容的阅读，希望它的内在也能如外在一样令人满意。

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我对这本书的练习题部分印象尤为深刻。它似乎充分考虑到了不同层次读者的需求。我注意到，练习题的难度梯度设计得相当合理，从一些简单的概念检验题，到需要综合运用多个知识点才能解决的应用题，应有尽有。而且，题目描述清晰，避免了因为题目本身不清而造成的理解障碍。更让我惊喜的是，某些题目的后面还附带了简略的提示或者解题思路的引导，这对于我这种遇到难题时会感到沮丧的读者来说，无疑是巨大的鼓励。它不像有些书那样，只给个最终答案，而是更倾向于引导读者自己去思考，去探索。这种“授人以渔”的练习方式，让我觉得这本书不仅仅是在传授知识，更是在培养解决问题的能力。

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这本书的例题选择可以说是相当有代表性了。我随意翻了几页，里面的例题覆盖了从最基础的受力分析到一些稍微复杂一点的结构平衡问题。更重要的是，例题的解答过程非常详尽，每一步的推导都清晰可见，而且对于一些关键步骤，作者还做了特别的标注和解释。这对于我这种在做题时容易“卡壳”的读者来说，简直是救星。很多时候，我们不是不知道解题思路，而是细节处理不到位，或者忽略了某些重要的前提条件。这本书的例题就像是给我的“陪练”，它不仅展示了如何解题，更重要的是，它教会了我“为什么”要这么解题，以及在不同情况下如何灵活运用学到的原理。这样的例题设计，真正起到了巩固和深化理解的作用。

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我拿到这本书后，最先关注的是它在概念梳理上的清晰度。我一直觉得，对于力学这类基础学科，概念的理解是重中之重，如果一开始概念就含糊不清，后续的学习会变得异常困难。这本书的介绍方式，我感觉很有条理。它似乎并非一股脑地抛出大量定义和公式，而是循序渐进地引导读者进入状态，先从一些普遍的物理现象入手，然后逐步抽象出基本概念。这一点非常适合我这种需要把知识点“掰开了揉碎了”去理解的读者。我特别注意到，作者在解释一些核心概念时，会用一些生动形象的比喻，或者给出一些与日常生活息息相关的例子，这极大地降低了理解门槛，也让我觉得知识不再是冰冷枯燥的符号，而是与我们生活息息相关的实际规律。希望这种“慢热型”的教学方式能够帮助我真正掌握这些基本原理。

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从整体框架来看，这本书给我一种非常系统化的感觉。它不像市面上很多教材那样，只是罗列知识点，而是似乎将各个章节有机地串联起来，形成了一个完整的知识体系。我注意到，在引入新的概念或定理时，作者会巧妙地将它们与之前学习的内容联系起来，强调它们之间的内在逻辑关系。这种“承上启下”的处理方式，对于建立完整的知识图谱非常重要。我一直认为，学习知识的过程，其实就是不断构建和完善认知模型的过程。如果一本书能够帮助我清晰地看到知识点之间的联系，那么我就更容易将零散的知识点整合成一个有机的整体。这本书的章节安排和内容过渡，给我留下了深刻的印象，让我觉得它不仅仅是一本学习材料，更像是一个精巧的知识导航图。

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