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出版者:

作者:柴彤 编

出品人:

页数:511

译者:

出版时间:2008-6

价格:40.00元

装帧:

isbn号码:9787508373751

丛书系列:

图书标签:

• 热工控制
• 控制系统
• 技术问答
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• 常见问题

《工程力学基础与应用》内容简介 第一部分：静力学原理与结构分析 本书旨在为工程技术人员和相关专业学生提供一套系统、深入的工程力学基础知识，特别侧重于实际工程应用中的静力学分析与结构稳定性评估。全书结构严谨，内容涵盖了从最基本的力、力矩、平衡概念到复杂结构受力分析的全过程。 第一章：力的概念与表达 本章首先界定了力在工程中的基本属性，如大小、方向和作用点。详细介绍了矢量的表示方法，包括直角坐标系下的分量表达以及空间中的矢量运算。重点讲解了集中力、分布式力以及等效力系的转换原理。通过大量实例，阐释了力在构件上传递和等效转换的物理意义。 第二章：物体的平衡 本章深入探讨了物体处于静力平衡状态的条件。对于平面力系和空间力系，分别给出了平衡方程的完整形式。详细分析了刚体的平面平衡和空间平衡问题，强调了约束反力的确定方法，包括铰链约束、固定端约束和滚动约束的反力计算。本章的难点和重点在于如何正确建立自由体图（Free-Body Diagram, FBD），这是后续所有力学分析的基础。 第三章：结构的静力分析 本章将理论知识应用于实际工程结构。首先介绍了桁架结构的分析方法，包括节点法和截面法。对于桁架的几何组成、简单桁架和复杂桁架的判断标准进行了细致的阐述。接着，转向更一般的框架结构和刚架结构的受力分析，讨论了内部内力（轴力、剪力和弯矩）的求解过程，并引入了剪力图（SFD）和弯矩图（BMD）的绘制规范与工程意义。 第四章：摩擦力与接触问题 本章专门研究摩擦现象在工程中的影响。详细介绍了静摩擦、动摩擦的特性，以及摩擦角、摩擦系数的概念。内容覆盖了平面斜面上的平衡、螺旋机构（如螺旋千斤顶）的效率计算，以及滚动摩擦的初步分析。特别关注了摩擦在连接件（如螺栓连接、楔块）中的作用。 第五章：一次矩与惯性矩 本章侧重于几何性质的计算，这些性质是后续材料力学和结构分析中计算应力和变形的先决条件。详细讲解了平面图形的静矩（一次矩）的计算，包括积分法和组合法。重点在于面积惯性矩的计算，包括平行轴定理的应用，以及惯性积的概念。内容延伸至极惯性矩，并探讨了这些几何参数在描述截面抵抗弯曲和扭转能力中的作用。 第二部分：运动学与动力学基础 本部分将视角从静止状态转向运动状态，奠定动力学分析的基础。 第六章：质点运动学 本章系统阐述了描述物体运动的基本概念：位置、位移、速度和加速度。对直线运动、曲线运动（包括平面曲线和空间曲线）的运动学方程进行了推导和应用。重点介绍了自然坐标系（t-n系），并详细分析了法向加速度和切向加速度的物理意义和计算方法，这对于分析变速圆周运动至关重要。 第七章：质点动力学 本章是动力学的核心。从牛顿第二定律出发，建立了描述质点运动规律的基本方程。内容覆盖了恒力作用下、变力作用下以及约束约束运动（如斜面、滑轮组）的动力学问题。详细分析了曲线运动中的动力学问题，如离心惯性力和向心力的平衡分析。 第八章：功、能与冲量、动量定理 本章采用另一种更具物理直观性的方法来解决动力学问题。系统讲解了功的计算，特别是变力做功的积分计算。深入分析了动能定理在求解位移与速度关系中的应用。随后，详细介绍了冲量与动量定理，并将其应用于分析碰撞、冲击和爆炸等瞬时作用力问题，特别是弹性碰撞与非弹性碰撞的能量损失分析。 第九章：刚体运动学与动力学 本章将分析的客体扩展到刚体。首先分析了刚体的运动形式：平面运动（包括纯平移、纯转动以及平移和转动的复合运动）。重点讨论了绕定轴转动和平面任意运动的角速度、角加速度的计算。 在动力学方面，本章引入了刚体的转动定律（牛顿第二定律的刚体形式），即力矩等于转动惯量乘以角加速度 ($mathbf{M} = mathbf{I}oldsymbol{alpha}$)。详细讨论了转动惯量的计算（包括平行轴定理的刚体形式），并通过实际案例（如飞轮、曲柄摇杆机构）展示了如何应用转动定律求解刚体的角加速度和反力矩。 第十章：振动基础 本章作为动力学的延伸，引入了最简单的动力学模型——单自由度无阻尼自由振动系统。推导了简谐振动的微分方程，并求解了其通解。分析了周期、频率和圆频率的概念。随后简要介绍了有阻尼系统的振动特性，包括振动衰减的模式（过阻尼、临界阻尼和欠阻尼）。 本书的特点在于理论推导严密，同时配以大量贴近工业实际的工程算例，旨在帮助读者建立扎实的力学思维，并能独立解决工程中常见的受力分析、运动分析和稳定性评估问题。本书不涉及材料的弹性、塑性变形、应力应变计算以及控制理论中的反馈、PID调节等热工控制领域的高级主题。

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说实话，我一开始对技术问答类的书籍抱有一定的保留态度，总觉得它们可能更偏向于零散知识点的堆砌，缺乏系统的理论深度。然而，这本书完全颠覆了我的看法。它巧妙地将“问答”这种轻松的交流形式，融入了极其严谨的工程逻辑。每一问的设置都精准地击中了工程师在实际工作中可能遇到的痛点或困惑，而随后的答复，绝非简单的百度式复制粘贴，而是融合了多年的实践经验和前沿理论分析。比如，在讨论到传感器信号漂移的处理时，作者不仅给出了几种主流的滤波算法，还深入分析了不同环境下选用特定算法的适用性边界，甚至还涉及到了成本效益的权衡。这种深度的剖析，使得书中的每一个知识点都变得“有生命力”和“可用性”，而非仅仅停留在纸面上的概念。它让我意识到，技术知识的学习不应该止步于“知道是什么”，更关键在于理解“为什么会这样”以及“在我的工况下该怎么做”，这本书无疑在这方面做得极其出色，它更像是一位身经百战的导师在耳边细细道来。

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这本书的语言风格非常独特，它在保持高度的专业性的同时，却又充满了人文关怀和工程师之间的默契交流感。作者在解释一些复杂概念时，时常会穿插一些贴近实际工作场景的小故事或者类比，让冰冷的铁盒子和代码瞬间变得鲜活起来。比如，在描述时间延迟对系统稳定性的影响时，作者可能不会直接抛出那个复杂的传递函数，而是会用一个“你看到红灯亮了，但是车子还需要两秒才能完全停下来”的生活场景来打比方，这种方式极其有效地拉近了读者与知识之间的距离。我读起来完全没有传统教科书那种被动接受知识的枯燥感，反而是像在听一位经验丰富的前辈，用最真诚的语气，分享他从业生涯中的所有心得与教训。这种充满温度的叙事，让人感觉作者是真正站在读者的角度，期望我们不仅能掌握技术，更能享受解决问题的乐趣，这无疑是技术书籍中少有的宝贵特质。

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这套书的装帧设计实在让人眼前一亮，封面选用了沉稳的深蓝色调，搭配着烫金的标题字体，透着一股专业又权威的气息。翻开内页，纸张的质感非常好，印刷清晰，字迹锐利，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。我尤其欣赏作者在排版上的用心，图文并茂的布局使得复杂的原理介绍变得直观易懂。那些示意图和流程图绘制得极为精细，每一个元件的连接点、每一个参数的设定范围都标注得清清楚楚，这对于初学者来说简直是福音。要知道，很多技术书籍虽然内容详实，但如果排版混乱，光是梳理结构就要耗费大量精力。但这本书不同，它似乎处处都在为读者的学习体验着想。书中的章节划分逻辑清晰，从基础理论的夯实到实际应用案例的剖析，层层递进，过渡自然。我感觉作者不仅是一位技术专家，更是一位出色的教育家，他懂得如何引导读者一步步建立起完整的知识体系。这种对细节的极致追求，让整本书的阅读体验得到了质的飞跃，让人忍不住想一口气读完，去探索其中蕴含的深厚学问。

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作为一名刚步入工作岗位不久的工程师，我经常在面对突发故障时感到束手无策，因为教材上教的都是理想状态下的运行逻辑。这本书给我的最大惊喜在于其“故障诊断与排除”章节的实用性。它没有使用那种晦涩难懂的理论推导，而是构建了一套清晰的排查流程图。比如，当系统出现周期性振荡时，作者首先引导读者检查反馈信号的完整性，接着判断是否是机械共振，最后才回归到控制器参数的微调。每一步骤都附带着具体的现场测量方法和判断依据，甚至是那些容易被忽略的“野路子”经验之谈也被巧妙地融入其中。读完这部分内容，我感觉自己仿佛完成了一次高强度的现场实习。过去，处理故障如同大海捞针，现在，这本书为我提供了一张精确的藏宝图。它教会我的不仅是如何解决眼前的危机，更重要的是建立了一种结构化的、科学的故障分析思维框架，这比单纯记住几个解决方案要宝贵得多。

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这本书的广度与深度是令人惊叹的，它几乎涵盖了现代工业自动化控制领域中所有核心组件的工作原理与调校技巧。我注意到其中对一些老旧但仍广泛使用的控制策略（比如PID的经典调参方法）进行了详尽的梳理，同时对当前热门的模糊控制、自适应控制等高级算法也进行了不失偏颇的介绍。更难得的是，作者没有将这些技术孤立地看待，而是将其置于一个完整的控制回路中进行讲解。例如，在讲到伺服驱动器的响应速度优化时，作者不仅讲解了内部的电流环、速度环、位置环的级联关系，还结合实际生产线的节拍要求，演示了如何通过调整环路增益和补偿环节来达到性能与稳定性的最佳平衡点。这种宏观视野与微观操作相结合的叙述方式，极大地拓宽了我的技术视野，让我能够从“点状操作员”的角色，提升到能够设计和优化整个控制系统的“系统工程师”的角度去思考问题。这种认知上的跃迁，才是阅读一本优秀技术书籍最大的价值所在。

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