Power Transmission and Motion Control 2005 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Johnson, D. N./ Burrows, C. R./ Edge, K. A.

出品人:

页数:478

译者:

出版时间:2005-10

价格:571.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780470016770

丛书系列:

图书标签:

• 电力传输
• 运动控制
• 机械工程
• 自动化
• 电气工程
• 工业自动化
• 传动系统
• 控制系统
• 2005
• 工程技术

工程力学与机械设计原理：从理论基石到创新实践的深度探索 书籍简介 本书旨在为读者构建一个全面且深入的工程力学与机械设计原理知识体系，它不仅是传统学科的系统性梳理，更是连接基础理论与现代工程应用的关键桥梁。全书内容严格围绕工程分析的核心概念展开，避开特定年份或特定应用领域的限制，专注于那些跨越时间、适用于所有机械与结构设计的普适性原理与方法。 第一部分：静力学与结构分析的基石 本部分奠定了理解任何工程系统受力行为的基础。我们从最基本的概念入手——力、力矩、平衡条件，并通过大量的实例展示如何将复杂的实际问题抽象为理想化的力学模型。 刚体平衡与自由体图的构建： 详细阐述了如何准确识别和绘制结构、构件的自由体图，这是正确应用牛顿运动定律的前提。内容包括二维与三维空间中的静力平衡方程的建立与求解，特别关注于约束力的确定。 桁架、框架与拱的分析： 深入探讨了如何运用节点法和截面法来分析静定桁架的内力。随后，章节转向更复杂的静定框架结构，引入了弯矩图和剪力图的绘制技术，这是理解结构内部应力分布的直观工具。对于拱和悬链线结构，本书分析了其独特的受力特性和受力路径，强调了在理想受压条件下结构效率的优化。 摩擦力与接触分析： 摩擦力的作用在机械系统中无处不在。本章详尽讨论了静摩擦与动摩擦的特性，应用范围涵盖螺纹、轴承和机械连接件。此外，我们引入了库仑摩擦定律在简单机械（如楔子、斜面）中的应用，并对平面接触应力进行了初步的探讨。 第二部分：材料力学与应力分析 本部分是连接宏观受力与微观材料响应的关键。它着重于材料在载荷作用下内部应力的产生、分布以及随后的变形，是确保结构安全性和可靠性的核心。 轴向载荷下的应力与变形： 从法向应力和剪应力的基本定义开始，系统推导了胡克定律。内容涵盖轴的拉伸、压缩，以及复合材料和变截面构件的应力分析。重点讲解了静不确定问题的求解方法，即结合静力平衡和变形兼容性方程。 扭转载荷下的分析： 专门针对轴系设计，详细阐述了圆轴的扭转应力与角度变化公式的推导。分析了非圆截面扭转的特殊性，并引入了扭转刚度的概念。 梁的弯曲与挠度： 这是材料力学中最核心的部分之一。本书详细讲解了剪力、弯矩与载荷之间的微分关系，并利用这些关系绘制了复杂载荷下的剪力图和弯矩图。弯曲正应力、最大弯曲应力点的确定，以及梁的挠度计算（包括积分法和弯矩-面积法）是本章的重点。 复合应力状态与应力分析： 现实中的构件往往承受多种载荷的组合。本章介绍了主应力与最大剪应力的概念，详细推导了二维应力状态下的莫尔圆（Mohr's Circle），并展示了如何利用它来确定结构中的危险方向。 屈服与断裂准则： 理论分析的最终目的是预测结构是否会失效。本书系统介绍了经典的安全理论，包括最大剪应力理论（Tresca）和最大畸变能理论（von Mises），用于判断材料在复杂应力状态下的塑性屈服点。 第三部分：动力学与振动基础 本部分将分析的范围从静态扩展到动态系统，为理解机械运动和控制振动奠定基础。 运动学与动力学基础： 复习了质点和刚体的运动学描述，包括速度、加速度和角速度的矢量分析。在此基础上，运用牛顿第二定律和欧拉方程，推导了系统的微分运动方程。 系统振动分析（单自由度系统）： 深入研究了最简单的振动模型——无阻尼自由振动和有阻尼自由振动。重点分析了固有频率的计算、振幅衰减规律以及对初始条件的响应。随后，详细讨论了外部激励下的强迫振动，包括共振现象的机理与危害，以及系统对谐响应的分析。 第四部分：机械设计原理与实践要素 本部分将前述的力学分析知识转化为可实际应用的机械设计方法论。内容侧重于通用机械元件的设计、材料选择的指导原则以及失效预防。 连接件设计基础： 详细讲解了螺栓连接的预紧力计算、疲劳分析和可靠性评估。铆接和焊接连接的强度校核方法也得到了系统的介绍。 接触应力与轴承选型： 基于赫兹接触理论，分析了点接触和线接触下的最大接触应力和应变。本章为滚动轴承和滑动轴承的正确选型提供了理论指导，强调了寿命计算和润滑在轴承性能中的作用。 疲劳与寿命分析： 疲劳是机械部件失效的主要原因。本书系统介绍了疲劳载荷的种类（脉动、交变），S-N曲线的建立与应用，以及修正系数（如表面状态、尺寸效应）对疲劳极限的影响。着重介绍了应力集中和疲劳裂纹扩展的定性分析方法。 材料选择与性能指标： 讨论了金属材料（钢、铝合金）和高分子材料的基本力学性能曲线。内容涵盖了强度、刚度、韧性、耐磨性等关键设计指标，并提供了在不同环境（温度、腐蚀）下进行材料初步筛选的工程准则。 本书的结构设计强调了从基本原理出发，通过严谨的数学推导，最终回归到工程实际问题的解决。它为未来的机械设计工程师提供了一个坚实、不随技术迭代而过时的理论框架。

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