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页数:364

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出版时间:2009-6

价格:41.00元

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isbn号码:9787111265825

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• 工程热力学
• 热力学
• 工程
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• 热工
• 能源
• 传热
• 流体力学

好的，这是一份关于一本名为《工程热力学》的图书的详细简介，但内容完全不涉及热力学本身，而是聚焦于其他工程领域，例如机械设计、材料科学、流体力学和控制系统。 --- 书籍简介：《结构力学基础与高级应用》 第一部分：导论与基本原理 本书旨在为读者提供一个全面而深入的结构力学知识体系，着重于从宏观受力分析到微观材料行为的系统化理解。我们摒弃了传统教材中对热力学概念的过度依赖，转而将核心聚焦于工程结构在静力、动力和疲劳载荷下的响应机制。 第一章：力学基础的回顾与拓展 本章首先对经典力学中的矢量分析、刚体平衡原理进行了快速但严谨的回顾。随后，我们将引入应力与应变的广义描述，重点阐述柯西应力张量和格林-拉格朗日应变张量的数学形式，为后续的复杂问题分析奠定理论基础。我们详细探讨了边界条件在结构分析中的重要性，特别是位移边界和应力边界的精确施加方法。 第二章：材料本构关系的深化 结构行为的核心在于材料对外部载荷的响应。本章深入研究了工程材料的力学特性，包括线弹性、弹塑性、粘弹性及蠕变行为。我们详细分析了胡克定律的各向异性推广——广义胡克定律，并介绍了针对高分子材料和复合材料的本构模型，如Mohr-Coulomb屈服准则和Tresca准则。特别地，本章对疲劳损伤的累积模型（如Miner法则）进行了详尽的阐述，并结合断裂力学（Griffith和Irwin裂纹扩展理论）来预测结构失效。 第二部分：静力学分析与结构稳定性 第三章：梁、杆和桁架的精确分析 本章专注于杆系结构。我们不仅复习了欧拉-伯努利梁理论，还详细阐述了Timoshenko梁理论，讨论了剪切变形对细长梁和短粗梁的影响。对于桁架分析，我们引入了节点法和截面法的矩阵表示，为计算机求解打下基础。本章还包含了薄壁杆件的扭转问题，分析了闭合和开口截面的剪力流和最大剪应力分布。 第四章：板壳结构理论 板和壳是承受平面载荷的结构单元。我们从Kirchhoff假设出发，推导了薄板的挠度和应力方程，重点分析了简支、固支等典型边界条件下的解析解。对于厚板问题，我们引入了Mindlin-Reissner理论，考虑了剪切效应。壳结构部分则侧重于旋转对称薄壳（如储罐和管道）的膜应力和弯曲应力的耦合分析。 第五章：结构失稳与屈曲分析 结构失稳是工程设计中的关键失效模式。本章聚焦于压杆的欧拉屈曲，并引入了非线性屈曲的概念，讨论了初始缺陷和几何非线性对临界载荷的影响。对于板件的屈曲，我们使用能量法和微分方程法求解了不同边界条件下的特征值问题，并讨论了工程中常用的稳定系数和截面优化策略。 第三部分：动力学、振动与瞬态响应 第六章：结构动力学基础 本章将结构分析提升到时间域。我们建立了单自由度系统的振动方程，详细分析了自由振动、受迫振动及衰减振动响应。随后，系统推广到多自由度系统，推导了质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵，重点讲解了特征值问题和模态分析在动力学解耦中的应用。 第七章：冲击与瞬态响应分析 本章处理了瞬时或短时载荷下的结构行为。我们利用傅里叶变换和拉普拉斯变换的原理，求解了脉冲载荷和阶跃载荷下的系统响应。针对冲击载荷，我们引入了结构冲击因子和吸收能量的概念，并探讨了隔振设计的基本原则，以有效减少瞬态载荷对结构的损害。 第四部分：高级主题与工程实践 第八章：有限元方法的原理与应用 现代结构分析的核心是数值方法。本章系统介绍有限元方法（FEM）的基本流程：离散化、单元选择（如三角形单元、四面体单元）、形函数插值、刚度矩阵集成和总体方程求解。我们详细演示了如何使用商业软件进行网格划分、施加载荷和后处理，并强调了结果的工程验证方法。 第九章：疲劳、断裂与寿命预测 本章回归材料的长期可靠性。除了第一章介绍的疲劳损伤累积，本章深入探讨了断裂韧性（$K_{IC}$）的实验测定和应用。我们分析了裂纹尖端应力场，并研究了疲劳载荷谱对实际结构寿命的影响，指导工程师如何进行损伤容限设计。 第十章：现代结构控制与健康监测 面向智能结构的发展，本章介绍了主动与被动控制技术。我们讨论了粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器等被动控制元件的设计原理。在健康监测方面，本书介绍了基于模态参数变化的损伤识别技术，如振动特性变化检测法，为结构寿命预测提供实时数据支持。 --- 适用对象： 本书适用于机械工程、土木工程、航空航天工程及材料科学等专业的高年级本科生和研究生，以及从事结构设计、分析与研究的工程师。学习本书前，读者应具备基础的微积分、线性代数和经典力学知识。本书的重点在于结构如何承受和抵抗载荷，而非能量的转换与利用过程。

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这本书的翻译质量，或者说术语的统一性处理，是我这次阅读体验中一个非常值得称赞的亮点。在热力学这个领域，不同的译本或文献之间，对于某些关键术语，比如“焓”、“吉布斯自由能”或是“逸度”的中文表述，往往存在微妙甚至混乱的差异，这在跨学科交流中是巨大的障碍。然而，这本书从头到尾都坚持了一套高度规范化、且与国际主流接轨的中文术语体系。例如，它对“过程可逆性”的阐述清晰明确，避免了与“平衡态”概念的混淆，这在以往阅读的其他资料中是经常出现的疏漏。这种语言上的精确性，极大地降低了我在进行跨文本学习和查阅资料时的认知负荷。此外，书中附带的索引做得极其详尽，不仅罗列了名词，还标注了它们首次出现的页码和关键公式编号，使得我能快速定位到某个特定概念的完整理论脉络，体现了编者对读者学习路径的细致关怀，这在查阅参考资料时是效率的保证。

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这本书的包装和装帧设计简直是工业美学的典范，厚重的纸张手感十足，那种带着淡淡油墨香气的触感，一下子就让人回到了沉甸甸的知识殿堂。封面设计上，那种抽象的、几何化的线条和色块组合，透露出一种严谨而又深邃的科学气质，丝毫没有花哨的装饰，完全是直奔主题。初次翻阅时，那种排版上的精妙就让人眼前一亮，公式和文字的间距把握得恰到好处，即便是面对那些复杂的微积分表达式，眼睛也能轻松地在各个符号间游走，不会感到拥挤或迷失方向。尤其是书中对图表的处理，那些热力学循环图、相图，线条清晰锐利，标注清晰明了，配合高质量的印刷，即便是最微小的细节也能被准确捕捉，这对于理解抽象的热力学过程至关重要。可以说，光是捧着这本书，就已经完成了一次对专业精神的致敬，它不仅仅是一本教材，更像是一件精心打磨的工具书，散发着一种令人信赖的质感。这种对实体书的重视，在如今充斥着轻薄电子阅读器的时代，显得尤为珍贵，让人愿意花费大量时间沉浸其中，细细品味每一个字句的重量。

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这本书的实用性简直超乎我的预期，它完美地架设了理论与工程应用之间的桥梁。我尤其欣赏其中关于“工程热力学循环分析”那一章节的编排方式。作者没有停留在理想化的卡诺循环或朗肯循环的理论推导上，而是立即将这些理想模型与实际蒸汽轮机、燃气轮机的工作流程进行对比。书中展示了大量的实际案例，比如如何根据不同的工况调整喷嘴的角度、如何处理边界条件下的复杂换热问题，这些描述都极其贴合实际工程设计中的痛点。更棒的是，随附的光盘（虽然我更倾向于用电脑打开PDF版本）中包含了一些用于模拟仿真的小程序，虽然界面略显陈旧，但核心算法的严谨性毋庸置疑。通过运行这些程序，我可以直观地看到改变初始压力或温度对整个系统效率的影响，这种“所见即所得”的验证过程，极大地增强了我对热力学第二定律在实际生产线上如何运作的信心。对于一个立志于从事能源领域的设计工作者来说，这样的参考价值是无可替代的。

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坦白说，这本书的阅读门槛是相当高的，我甚至怀疑那些没有扎实的微积分和线性代数基础的读者，在面对第三部分中关于“统计力学基础”的章节时，会感到前所未有的挫败感。作者似乎对读者的背景抱持着一种近乎苛刻的期望，他很少使用“为了简化起见”这种过于亲和的措辞，而是直接深入到偏微分方程和状态函数的复杂变换之中。有那么几次，我感觉自己像是在攀登一座陡峭的冰壁，每向上移动一小段，都需要耗费巨大的精力去校准自己的立足点。不过，正是这种毫不妥协的深度，使得这本书在众多同类教材中脱颖而出，它不满足于提供一个“够用”的知识体系，而是致力于构建一个“完整”的物理图像。对于那些真正渴望深入探究物质和能量转换本质的资深学生或研究人员而言，这种挑战性恰恰是最大的吸引力所在，它迫使你从根本上去理解物理定律的内在逻辑，而不是仅仅停留在公式的表面。

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我花了整整一个下午的时间，才勉强啃完了前三章的理论基础部分，说实话，这简直是对我逻辑思维能力的一次严峻考验。作者在阐述基本概念时，那种层层递进、环环相扣的论证结构，如同精密的机械装置，每一个齿轮——每一个假设、每一个定义——都必须精确无误地咬合在一起，才能推动整个理论体系向前运转。最让我印象深刻的是，他对“熵增”这个概念的解释，它不是简单地抛出一个数学公式然后让你去死记硬背，而是通过一系列看似不相关的宏观现象，逐步引导读者去理解“不可逆性”的本质。那种描述的细腻程度，几乎是将思维的触角伸到了微观粒子的随机运动之中，让我对能量的耗散有了全新的、近乎哲学的认识。在阅读过程中，我发现自己必须频繁地停下来，在草稿纸上演算作者提供的例题，并尝试用自己的语言重述那些关键的定理。这种“主动学习”的体验，比被动地接受信息要累得多，但收获的知识感是实实在在、扎扎实实的，仿佛真的打通了某条困扰已久的思维壁垒。

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