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出版者:武汉大学出版社

作者:刘礼华

出品人:

页数:204

译者:

出版时间:2006-7

价格:20.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787307050716

丛书系列:

图书标签:

• 结构力学
• 实验
• 力学
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• 结构
• 材料力学

《工程材料力学性能研究》 本书深入探讨了工程材料在不同应力状态下的力学行为，为理解和预测结构在实际载荷作用下的响应提供了坚实的基础。全书紧密围绕材料的内在属性及其对外加载荷的反应展开，旨在为读者构建一个清晰、系统的材料力学性能认知框架。 第一章 材料的基本力学性能 本章首先介绍了材料在静态载荷作用下的基本力学特性，包括弹性模量、泊松比、屈服强度、抗拉强度、伸长率和断面收缩率等关键参数。通过对这些参数的定义、测量方法及其物理意义的详细阐述，读者可以初步了解材料抵抗变形和破坏的能力。我们将从微观角度剖析这些宏观性能的来源，例如晶体结构、原子键合强度以及缺陷对材料性能的影响。此外，本章还将对比分析金属、高分子材料、陶瓷和复合材料等不同类别材料在这些基本力学性能上的显著差异，并解释这些差异产生的原因，为后续章节的深入研究奠定基础。 第二章 应力和应变分析 本章致力于应力与应变分析的理论基础。我们首先深入探讨了应力的概念，包括正应力、剪应力以及它们在三维空间中的分布。通过引入应力张量的概念，我们能够全面描述材料内部任意一点的受力状态。接着，我们将详细阐述应变的概念，包括线应变和剪应变，并阐述应变张量如何描述材料的变形。本章的重点将放在胡克定律及其在弹性范围内的推广应用。对于各向同性材料，我们将详细推导应力与应变之间的本构关系。对于各向异性材料，我们将引入更通用的弹性张量，阐述其在描述复杂材料行为中的作用。此外，本章还将介绍不同坐标系下的应力与应变转换，以及应力集中现象及其对结构安全性的影响。 第三章 材料的强度理论与失效模式 本章聚焦于材料的强度理论和失效模式。我们将系统介绍多种经典的强度理论，如冯·米塞斯屈服准则和第三强度理论（哥德温德准则），并分析它们在不同材料和载荷条件下的适用性。通过对这些理论的数学推导和物理意义的解释，读者将理解材料何时会发生塑性变形。此外，本章还将深入探讨材料的断裂力学，包括裂纹扩展的驱动力、断裂韧度等关键概念。我们将分析材料在单轴、双轴以及复杂应力状态下的失效机理，例如脆性断裂、韧性断裂、疲劳断裂和蠕变断裂。通过丰富的案例研究，读者将能够识别不同失效模式的特征，并掌握预测材料在实际工程应用中失效的分析方法。 第四章 材料的疲劳与蠕变性能 本章将深入研究材料在循环载荷作用下的疲劳行为以及在高温恒定载荷下的蠕变现象。在疲劳部分，我们将详细介绍S-N曲线、疲劳极限、应力幅和平均应力的影响，以及疲劳裂纹的萌生、扩展和断裂过程。本章还将探讨提高材料抗疲劳性能的方法，例如表面处理和应力消除。在蠕变部分，我们将介绍初生蠕变、稳态蠕变和加速蠕变等不同阶段的蠕变行为，以及蠕变速率对温度、应力和时间的关系。本章还将深入研究蠕变断裂的机理，并介绍蠕变寿命的预测方法。通过对这些长期性能的研究，读者将能够理解材料在长时间服役条件下的可靠性问题。 第五章 材料的试验方法与数据分析 本章旨在介绍用于评估材料力学性能的各种试验方法，并阐述试验数据的分析与处理技术。我们将详细介绍拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、剪切试验、扭转试验以及硬度试验等常用试验的原理、步骤和设备。本章还将涉及非线性材料的本构关系测试，如塑性应变硬化特性。在数据分析方面，我们将重点介绍如何对试验数据进行处理、拟合和统计分析，以获取可靠的材料力学参数。本章还将讨论试验过程中可能出现的误差来源及其应对策略，以及如何通过数值模拟与试验结果进行对比验证，以提高预测精度。 第六章 结构材料的性能优化与选择 本章将前几章的理论知识应用于实际的工程结构设计。我们将讨论如何根据结构的工作环境、载荷条件和性能要求，选择最合适的工程材料。本章将重点介绍复合材料、高性能合金和功能材料等新型材料在结构设计中的应用潜力。此外，我们还将探讨材料性能的优化方法，例如通过热处理、加工工艺改进和纳米结构调控来提升材料的力学性能。本章将通过对实际工程案例的分析，展示如何将材料力学性能的研究成果转化为具体的结构设计方案，以实现轻量化、高强度、高可靠性和长寿命的目标。 本书通过理论与实践相结合的方式，为读者提供了一个全面、深入的学习体验。无论是工程专业的学生、研究人员还是从事结构设计和材料选择的工程师，都能从中获益匪浅，为解决实际工程问题提供有力的理论支持和方法指导。

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这本书的章节逻辑安排，简直是为自学者量身定制的。它没有那种典型的学术著作的生硬感，而是像一位经验丰富的老师在手把手地指导你。从最基础的静力平衡原理开始，稳步过渡到更复杂的超静定结构分析，每一步的衔接都非常自然，让你感觉“哦，原来我可以理解这个”。我个人最喜欢的是其中对实验误差分析和数据处理的详尽描述。这部分内容在很多书里往往被一带而过，但这本书却花了相当大的篇幅去讨论测量工具的精度、读数误差的来源，以及如何使用统计学方法来验证实验结果的可靠性。这不仅仅是教你怎么算力，更是在培养你一个工程师应有的严谨态度和批判性思维。读完这部分，我感觉自己对实验数据的“可信度”有了全新的认识，不再是盲目地相信屏幕上的计算结果。

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这本书的封面设计实在太抓人眼球了，那种沉稳的深蓝色调，配上那些精密的工程图纸线条，立刻就让人联想到严谨和精确。我本来对力学这种偏理论性的东西有点望而生畏，但翻开目录那一刻，心里踏实了不少。它不像有些教科书那样，上来就给你一堆让人头晕的公式和抽象的概念，而是用一种非常循序渐进的方式来引导读者。尤其是前几章，对材料的本构关系和应力应变的引入，简直是教科书级别的范例，讲解得透彻又清晰。作者在文字的选择上也很有技巧，没有过多地使用晦涩难懂的术语，即使是初次接触结构分析的人，也能大致把握住核心的物理图像。我尤其欣赏它在理论铺陈之后，马上会给出一个贴近实际工程案例的思考题，这种学以致用的设计，极大地激发了我继续深入学习的兴趣。整体阅读下来，感觉这是一本既有深度，又非常注重可读性的入门佳作，为后续的学习打下了极其坚实的基础。

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说实话，这本书的排版和插图质量，在同类专业书籍里绝对是数一数二的。很多教材为了节省成本，图画得非常粗糙，线条模糊不清，结果看得人一头雾水。但《结构力学实验》在这方面简直是业界良心。无论是受力分析图、变形示意图，还是实验装置的剖面图，都绘制得极其规范和清晰。尤其是那些三维的受力投影图，作者似乎非常懂得如何用二维的平面来精准地表达复杂的空间受力情况。我记得有一章专门讲了桁架结构的节点力计算，图示里把每一个杆件的内力方向都用箭头标示得清清楚楚，配合旁边的数学推导，我一下子就明白了为什么选择这个方向是拉伸，那个方向是压缩。这种视觉上的帮助，远比单纯看公式推导有效得多。感觉这本书的作者不仅是力学专家，还是个优秀的美术编辑，这对于需要大量图示辅助理解的学科来说，简直是太重要了。

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这本书在案例选择上非常贴合当前的工程实践热点。它没有沉溺于太过陈旧的桥梁或建筑案例，而是穿插了一些关于新材料、新型连接方式在结构受力下的响应分析。比如，书中对复合材料在弯曲荷载下的分层现象的讨论，分析得非常深入，而且配有大量的理论模型和有限元模拟的对比图。这让这本书的理论性没有脱离实际的应用价值。我之前读过几本侧重于经典理论的书，感觉知识点很扎实，但就是缺少与时俱进的感觉。而这本则不同，它在传授经典知识的同时，不断地将读者的视野引向未来结构工程可能面临的挑战，让人觉得手里的知识储备是“活的”，是能够应对未来复杂工程问题的。

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如果要用一个词来概括我的阅读体验，那就是“充实”。这本书的内容密度非常高，每一页都塞满了经过精心提炼的知识点，读起来丝毫没有水分。特别是对材料力学中那些容易混淆的概念，比如剪切中心和扭转刚度的关系，作者用了好几页篇幅，通过不同的几何构型对比来阐释，最终形成了一个非常清晰的辨析框架。这种详尽到近乎“唠叨”的讲解方式，对于那些基础不够扎实，需要反复确认自己理解无误的读者来说，简直是福音。我发现自己以前凭感觉去做的某些判断，在这本书的严密逻辑下被一一修正过来，收获之大，难以言表。这不光是一本教材，更像是一本可以随时翻阅、反复研磨的工具书，帮助我系统性地查漏补缺。

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