一般力学及其计算机模拟 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:哈尔滨工程大学出版社

作者:韩广才 编

出品人:

页数:240

译者:

出版时间:2007-8

价格:30.00元

装帧:

isbn号码:9787810738132

丛书系列:

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• 计算力学5
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《材料力学基础与工程应用》 本书导读：结构安全与失效分析的基石 本书系统阐述了材料力学领域的核心原理、分析方法及其在现代工程实践中的广泛应用。内容涵盖了从基本的应力应变概念建立，到复杂构件在静力、动力载荷下的响应分析，旨在为读者构建一个坚实而全面的力学分析框架。 第一部分：静力学基础与本构关系 第一章：应力与应变分析基础 本章深入探讨了材料在外部载荷作用下内部所产生的内力——应力（Stress）的概念，并定义了描述材料变形程度的量——应变（Strain）。我们从二维和三维情况下的柯西应力张量出发，解析了主应力与主方向的确定过程。重点讲解了平面应力与平面应变状态的转换，熟练运用莫尔圆（Mohr's Circle）工具进行图形化分析，这是解决二维强度问题的关键方法。 第二章：材料的本构关系与本构定律 材料力学的核心在于连接应力和应变。本章详细介绍了线弹性材料的胡克定律（Hooke's Law），阐释了杨氏模量、泊松比和剪切模量之间的内在联系。随后，我们探讨了非线性材料行为的初步描述，包括屈服准则（如冯·米塞斯准则和特雷斯卡准则），为后续的塑性分析奠定基础。对于各向异性材料，如复合材料，本章也引入了广义胡克定律的概念。 第三章：构件的轴向、扭转与弯曲变形 本章将理论应用于最常见的工程构件形式。首先，分析了杆件的轴向拉伸与压缩，引入了稳定性问题的初步概念——临界屈曲载荷的欧拉公式。接着，详细推导了圆截面和非圆截面杆件的扭转理论，计算了扭转刚度与最大剪应力。重点在于梁的弯曲理论，推导了挠度微分方程，并使用积分法、弯矩图/剪力图叠加法（Superposition Method）求解各种简支梁、悬臂梁的变形与应力分布。 第二部分：结构稳定性与能量方法 第四章：梁的横截面特性与弯曲理论深化 本章聚焦于截面几何性质对结构性能的影响。计算了惯性矩（Moment of Inertia）、截面模量等关键参数。在此基础上，深入探讨了材料性质不均匀或截面发生变化的梁的弯曲问题，如复合材料梁的应力分配。同时，引入了剪切对梁变形的贡献，完善了总挠度的计算模型。 第五章：结构稳定性分析 结构的失效模式并不仅限于强度破坏，失稳是脆性材料和细长杆件面临的重大风险。本章集中于压杆的失稳问题，系统讲解了欧拉临界载荷的推导及应用范围。对于细长杆件，分析了在偏心荷载作用下的弯曲与压缩耦合作用，引入了容许应力设计的概念，以确保结构的几何稳定性。 第六章：能量法在力学分析中的应用 能量原理提供了一种替代直接求解微分方程的强大工具。本章系统介绍了功和势能的概念，重点阐述了虚功原理（Principle of Virtual Work）在求解静力平衡问题中的应用。随后，深入讲解了结构变形的刚体位移与虚位移，并详细推导了结构变形的应变能公式。运用卡氏定理（Castigliano's Theorem）进行位移计算，并将其扩展到静不定结构的内力求解。 第三部分：动力学响应与高级主题 第七章：材料力学中的疲劳与断裂 在实际工程应用中，反复载荷和材料缺陷是导致结构失效的主要原因。本章首先引入了疲劳（Fatigue）的概念，介绍了S-N曲线、疲劳极限和应力集中系数。随后，转向断裂力学（Fracture Mechanics）的基础，阐述了Griffith裂纹扩展理论，并详细分析了应力强度因子（Stress Intensity Factor, K）在评估裂纹尖端行为中的核心作用。 第八章：结构动力响应初步 本章是材料力学与动力学交叉的入门部分。分析了单自由度系统的自由振动与受迫振动问题。推导了系统的运动微分方程，讲解了固有频率和阻尼比对系统响应的影响。引入了共振现象及其危害，并初步探讨了冲击载荷下的瞬态响应分析方法。 第九章：静不定结构分析 对于超静定结构，仅凭平衡方程无法求解所有未知力或位移。本章结合能量法（特别是卡氏第二定理）和相容性原理，系统讲解了静不定梁和框架结构的求解步骤。通过建立冗余力或多余位移作为求解变量，实现了对复杂结构内力的精确分析，这是结构工程师必须掌握的高级技能。 总结与展望 本书内容逻辑严谨，从微观的应力应变关系出发，逐步过渡到宏观的结构失稳与动力响应。每章节均配有大量的工程实例和习题，旨在训练读者将抽象的力学概念转化为解决实际工程问题的能力。本书不仅是土木、机械、航空航天等专业本科生的核心教材，也是工程技术人员进行结构评估和优化设计的有力参考资料。它强调理解物理机制，而非仅仅套用公式，为深入学习更高级的结构分析理论（如有限元法）铺平了道路。

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我一直对那种能够融汇贯通、触类旁通的知识体系非常着迷。在学习物理的过程中，我常常会觉得，很多概念虽然被反复提及，但总觉得它们像是散落在各处的珍珠，没有被串联起来，形成一条闪耀的项链。这本书的标题，“一般力学及其计算机模拟”，就给我一种这样的感觉，仿佛它能够将那些看似独立的不同力学分支，都纳入到一个更普遍、更基础的框架之下。我非常好奇，书中是如何定义和阐述“一般力学”的。它是否会从最基本的运动和力出发，逐步引入更抽象的概念，例如各种守恒定律、对称性原理，以及如何用统一的数学语言来描述它们？我希望能够在这本书中看到，如何将牛顿力学的概念推广到更广阔的范畴，理解那些看似不同的物理现象背后，是否隐藏着相同的力学规律。同时，“计算机模拟”这一部分，对我来说，是一种全新的学习视角。我一直认为，理论的理解，最终需要通过实践来检验和深化。如果这本书能够提供一些如何利用计算机来模拟和探索力学问题的思路和方法，那将极大地拓宽我的学习边界。我尤其希望能了解，是否会介绍一些具体的模拟算法，例如如何用数值方法来求解微分方程，以及如何处理一些复杂系统的离散化问题。我希望这本书能够让我有机会，通过自己动手去构建和运行一些简单的力学模拟，从而更直观、更深刻地理解那些抽象的力学原理，并体会到计算机在科学研究中的强大力量。

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说实话，一开始选这本书，主要是因为最近工作上遇到了一些需要深入理解动力学行为的问题。我们团队在开发一些涉及到机械臂和机器人臂的控制系统，虽然我们有基础的力学知识，但很多时候在面对复杂系统的动态响应时，还是会感到力不从心，尤其是在需要进行一些精细的运动规划和参数优化时。书名中的“一般力学”听起来就很吸引人，我希望它能提供一个更宏观、更普适的视角来理解各种动力学的基本规律，而不只是局限于某个狭窄的领域。我想知道，这本书是否能够帮助我建立起一个更扎实的理论基础，让我能够举一反三，将力学原理应用到我们实际遇到的各种复杂机械系统的设计和分析中。更让我感兴趣的是“计算机模拟”这个部分。我们目前主要依靠经验和一些比较基础的数值计算来处理问题，效率不高，而且有时候难以预测系统的长期行为。如果这本书能够介绍一些如何通过计算机模拟来预测和优化动力学性能的方法，那就太有价值了。我特别想了解，书中是否会涉及一些数值方法，比如有限元分析或者多体动力学仿真，以及如何将这些方法应用于实际的工程问题。有没有一些关于如何搭建仿真模型、选择合适的仿真参数，以及如何解读仿真结果的详细指导？如果书中能够提供一些实用的代码示例，或者介绍一些常用的仿真软件的入门知识，那将对我来说是极大的帮助。我希望这本书能够成为我解决实际工程难题的得力助手，帮助我更好地理解和驾驭复杂的动力学系统。

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在翻阅这本书之前，我对于“力学”的认识，很大程度上停留在高中时期学习的牛顿三大定律和一些简单的受力分析。虽然那时觉得它们无处不在，但总感觉缺乏一个系统性的框架来将它们整合起来，更别提那些更高级的、更抽象的力学理论了。这本书的标题，“一般力学及其计算机模拟”，就给我一种“大而全”的感觉，似乎能够将我脑海中那些零散的力学知识点串联起来，形成一个更完整、更深刻的认知体系。我特别想了解，书中是如何界定“一般力学”的范围的，它是否涵盖了从基础的牛顿力学，到更复杂的拉格朗日力学、哈密顿力学，甚至是更前沿的理论？我希望书中能够以一种循序渐进的方式，将这些理论层层剥开，让我能够理解它们之间的内在联系和发展脉络。而“计算机模拟”这一块，更是让我充满了期待。我一直认为，理论知识的掌握，最终是要落到实践中的。如果能够通过计算机模拟来验证和深化对力学原理的理解，那将是事半功倍。我希望书中能够介绍一些如何构建和运行力学模拟的方法，比如关于数值积分算法的选择、离散化技术的应用，以及如何处理边界条件和初始条件等关键问题。我更希望能看到一些具体的、有代表性的力学系统是如何被模拟的，例如，模拟一个复杂的机械装置的运动，或者模拟一个天体系统的演化过程。我希望这本书能够让我看到，力学不仅仅是写在纸上的公式，更是能够被“看见”和“操纵”的真实世界。

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这本书的出现，简直是为我这样对抽象概念充满迷茫的学习者量身定做的。我一直以来都觉得，力学这门学科，虽然重要，但有时候太过侧重于数学公式的推导和抽象的定理证明，感觉就像是在跟一堆冰冷的符号打交道。而“一般力学”这个词，听起来就像是在说，要把这些零散的、冰冷的知识，变成一种能够被广泛理解和应用的“通识”学科。我特别期待书中能够用更直观、更形象的方式来解释那些核心的力学概念，比如惯性、动量、能量、力矩等等。有没有可能通过一些生动的类比，或者结合一些日常生活中常见的现象来讲解？比如，解释惯性的时候，是否会用推不动一辆满载的卡车和推一辆空自行车来对比？解释动量守恒的时候，是否会用台球的碰撞或者反冲的火箭来举例？我希望这本书能够像一位循循善诱的老师，一步一步地引导我，让我能够真正地“看见”力学，而不是仅仅“记住”公式。而“计算机模拟”的部分，更是我跃跃欲试的地方。我一直觉得，如果能看到这些理论是如何在计算机里“活”起来的，那将是多么神奇的一件事。我希望书中能够详细介绍一些经典的力学模拟案例，比如自由落体、抛体运动、行星绕日运动、弹簧振子等等。如果能够提供一些基础的代码实现思路，哪怕只是伪代码，也能让我对模拟的过程有一个清晰的认识。我渴望能够通过这本书，将那些晦涩的物理定律，转化为屏幕上跳动的、真实的运动轨迹，从而获得一种前所未有的、对力学的深刻理解和掌控感。

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这本书，我当初拿到的时候，纯粹是被“一般力学”这四个字吸引了。毕竟，力学作为物理学的基石，其重要性不言而喻，而“一般”则暗示了其广泛的适用性和普适性，总觉得能一窥全貌，把那些看似零散的力学知识串联起来。我一直觉得，很多时候我们学到的力学知识，要么过于碎片化，要么局限于某些特定领域，比如只关注牛顿力学，或者在学习过程中就直接跳到了量子力学。这本书的标题，则给了一个很好的契机，让我能够系统地梳理和深入理解力学的基本原理，看看它们是如何贯穿于各种不同的物理现象之中的。我对书中关于经典力学部分的内容抱有极大的期待，希望能看到对各种运动形式的深刻阐述，从简单的直线运动到复杂的振动和波，再到宏观的轨道力学，是不是都能在“一般力学”这个框架下得到一个统一的解释？同时，我特别好奇“计算机模拟”这一部分会如何与力学原理结合。以往的学习中，我们更多的是通过数学公式和理论推导来理解力学，虽然严谨，但有时候会显得抽象。我希望能在这本书中看到，如何利用计算机强大的计算能力，将抽象的力学方程转化为直观的动态模拟，从而更形象、更生动地理解物理过程。想象一下，能够通过模拟来观察行星的运动轨迹，观察物体的碰撞过程，甚至模拟复杂的流体动力学现象，这无疑会极大地提升学习的效率和趣味性。我对书中这部分内容的实践性和应用性也充满了好奇，是否会介绍一些常用的模拟软件或编程方法？是否会展示一些具体的模拟案例，让我们能够跟随作者的步骤，亲手去实现这些模拟？这些都是我迫切想在这本书中找到答案的。

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