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出版者:Elsevier

作者:P.P. Benham

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1965-12

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9780080112169

丛书系列:

图书标签:

• 固体力学
• 弹性力学
• 材料力学
• 力学
• 工程力学
• 结构力学
• 基础力学
• 静力学
• 应力分析
• 变形分析

结构力学：理论与应用 作者： [虚构作者姓名，例如：约翰·史密斯] 出版社： [虚构出版社名称，例如：先进工程科学出版社] 定价： [虚构定价] 开本： 16开 页数： 约700页 --- 内容简介： 《结构力学：理论与应用》是一部全面而深入的教材，专为土木工程、机械工程、航空航天工程以及相关领域的高年级本科生和研究生设计。本书旨在系统地构建和巩固读者对材料在复杂载荷作用下响应的理论基础，并着重于将这些理论应用于实际工程问题的分析与设计中。 本书的叙事逻辑清晰，从最基本的力学概念出发，逐步过渡到复杂的结构体系分析。我们摒弃了仅仅罗列公式的传统方法，而是强调物理直觉与数学严谨性的完美结合。每一章的引入都伴随着对实际工程案例的简要描述，从而清晰地展示所学理论在现实世界中的价值与应用场景。 第一部分：基础与静力学平衡 本书首先回顾了静力学和刚体平衡的基本原理，但立即将重点转向构件层面的应力与应变概念。 第1章：载荷、应力与应变的基础概念 本章详细阐述了内力、应力张量（柯西应力张量）的定义及其在笛卡尔坐标系下的分量表示。我们对正应力和剪应力进行了深入探讨，并引入了应变概念，特别是小变形假设下的应变张量。重点讲解了广义胡克定律，明确了各向同性材料的弹性常数（杨氏模量 $E$ 和泊松比 $ u$）之间的关系及其物理意义。通过大量的二维与三维应力状态示例，读者能够掌握应力分析的基本工具。 第2章：轴向拉伸与压缩 本章聚焦于最简单的受力情况——轴向拉伸与压缩。除了标准截面杆件的应力计算外，本章投入了大量篇幅讨论非均匀受力和温度应力。例如，如何处理多材料组合梁的受热膨胀问题，以及在约束条件下产生的热应力分析。此外，内容延伸至材料的应力-应变曲线的精细解读，包括屈服准则（如冯·米塞斯准则）在确定材料何时开始塑性变形中的作用。 第3章：扭转 扭转分析部分详尽地覆盖了圆形截面杆件的扭转理论，包括剪应力分布、转角计算。为拓宽应用范围，本书专门用一节讨论了非圆形截面（如矩形、T形截面）的扭转问题，引入了圣维南（Saint-Venant）的扭转理论概念，并展示了有限元方法在复杂截面扭转分析中的初步应用。 第二部分：梁的弯曲分析 梁理论是结构分析的核心，本部分内容极为详尽，旨在为后续的梁和框架分析打下坚实基础。 第4章：梁上的弯矩和剪力 本章侧重于内力图的绘制技巧，重点讲解了如何处理集中载荷、均布载荷以及梯形载荷的组合情况。特别强调了剪力与弯矩关系的微分为方程，以及奇异函数法（或称单元荷载法）在处理复杂荷载模式下的高效应用。 第5章：梁的应力和挠度 这是梁理论的关键所在。首先，详细推导了纯弯曲条件下的正应力公式 ($sigma = My/I$)，并解释了中性轴的概念。随后，深入探讨了剪应力的分布 ($ au = VQ/It$)，特别是对于工字形截面梁中腹板和翼缘处的应力集中。挠度计算部分，系统介绍了积分法、叠加法以及最重要且应用广泛的共轭梁法（Conjugate Beam Method），并提供了求解各种简支梁和悬臂梁挠度的详尽步骤。 第6章：复合梁与预应力 本章处理更复杂的梁结构。内容涵盖了组合截面梁（如木-钢组合梁）的有效截面法分析，包括如何确定有效弹性模量比。预应力混凝土梁的分析作为一个重要的现代工程应用被引入，解释了预应力力的引入对梁内应力分布的根本性影响，包括拉应力的控制。 第三部分：结构稳定性与高级主题 后半部分将分析的焦点从单个构件转移到整个结构体系的稳定性与动力学行为。 第7章：结构失稳与欧拉公式 本章专门探讨结构失稳现象，即结构在未达到材料屈服强度之前就发生突然的几何构型变化。我们从理想柱的屈曲开始，详细推导了欧拉屈曲公式，并讨论了不同的端部约束条件（即有效长度因子的确定）。内容扩展至非欧拉公式区（短柱和中等长度柱）的屈曲分析，并介绍了渐近稳定性和初始缺陷对屈曲荷载的影响。 第8章：单元力法（位移法基础） 本书引入了结构分析的经典方法——力法（或称为变形协调法）。本章详细讲解了如何应用虚功原理（或称单位荷载法）来构建超静定结构的平衡方程，并求解多余约束力。重点在于单元刚度矩阵的建立和超静定次数的判断。通过大量的桁架和梁的实例，读者将掌握解决静定和简单超静定结构问题的能力。 第9章：塑性分析初步 本章为读者进入更高级的塑性分析（如塑性铰、极限荷载分析）打下基础。内容包括对理想弹塑性材料模型的阐述，塑性铰的形成，以及塑性平衡条件的应用。通过一个简化的塑性铰梁模型分析，展示了结构在极限载荷下的承载能力。 特色与优势： 1. 深度与广度并重： 本书不仅覆盖了经典结构力学的所有核心内容，还引入了如温度应力、预应力、非圆形截面扭转等现代工程关注的细节。 2. 强调物理图像： 每一推导过程都辅以详细的物理意义解释，帮助读者理解公式背后的力学本质，而非简单记忆。 3. 丰富的习题设计： 每章末尾均附有难度分层的习题，从基础计算到复杂的工程应用题，确保知识的巩固和技能的提升。 《结构力学：理论与应用》是结构工程专业学生不可或缺的参考书，其严谨的论述和清晰的结构，将为读者未来深入学习有限元分析、结构设计和结构动力学奠定坚实的基础。

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这本书的叙事节奏把握得非常精妙，它不像有些同类书籍那样，一上来就抛出一堆复杂的偏微分方程，而是遵循了一种非常符合人类认知习惯的“问题驱动”的学习路径。开篇部分着重于宏观的力学响应，比如静力平衡和简单的应变测量，这些内容足够“接地气”，能让读者立刻感受到所学知识的实际应用价值。随后，作者才循序渐进地引入更复杂的概念，如本构关系和能量原理。这种层层递进的方式，极大地降低了学习曲线的陡峭程度。我特别欣赏作者在引入新章节时，总会用一个现实生活中的工程案例作为引子——可能是桥梁的疲劳裂纹，也可能是飞机机翼的挠度问题——这使得理论学习的目的性瞬间明确起来。这种叙事结构，不仅保证了知识体系的逻辑严密性，更重要的是，它成功地将“力学”从一门纯粹的数学工具，转化成了一种解决实际工程挑战的强大思维方式。整体阅读下来，感觉非常顺畅，知识点之间的过渡自然流畅，几乎没有出现知识断裂感。

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这本书的插图和图解简直是教科书级别的典范，每一个物理概念的引入都配有清晰、精确的视觉辅助，这对于理解那些抽象的力学原理至关重要。比如在讲解应力张量和变形梯度时，作者并没有仅仅停留在数学公式的堆砌上，而是通过三维透视图和剖面分析，将复杂的几何关系直观地呈现在读者面前。我记得第一次接触到这些内容时，总是觉得公式的推导过程像迷雾一样难以捉摸，但这本书的图解，尤其是那些关于材料内部微观结构如何响应外部载荷的示意图，一下子就点亮了我的理解。即便是那些涉及高等微积分的推导，作者也巧妙地将每一步的几何意义标注得清清楚楚，让人能紧紧抓住背后的物理直觉，而不是被代数运算牵着鼻子走。即便是对于那些学习经验较少的初学者来说，这些详尽的图形说明也能成为他们建立稳固概念基础的坚实桥梁，远胜于那些只有枯燥文字和黑白线条图的传统教材。这种对视觉化教学的重视，体现了作者深厚的教学功底和对学生学习难点的精准把握。

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这本书的习题设计，可以说是“深思熟虑”的典范，它们绝非简单的公式代入练习，而是真正考验读者对物理原理掌握程度的挑战。这些习题的难度分布梯度设计得极为合理，从基础的巩固练习到需要综合运用多个章节知识点的综合性大题，层次分明。我尤其赞赏那些“开放式”的思考题，它们往往要求读者不仅仅是计算出一个数值，而是需要对计算结果进行物理意义的解释，甚至要求对特定边界条件下的解的合理性进行批判性评估。例如，有一个题目要求分析一个悬臂梁在非均匀温度场下的热应力分布，这需要读者综合运用平衡方程、几何关系以及材料的热弹性本构律。完成这些习题的过程，就像是进行了一次次微型的工程分析实践，极大地锻炼了将理论知识转化为实际问题解决方案的能力。做完这本书的习题，我感觉自己对固体力学有了更深层次的、操作层面的理解，而不仅仅是停留在概念的层面。

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该书的参考文献和历史背景介绍部分，虽然占比不大，但体现了作者严谨的学术态度和对学科发展的尊重。在介绍经典理论（比如圣维南原理或线性弹性体的通解）时，作者会简要提及这些理论的提出者及其历史背景，这使得学习过程不仅仅是知识的单向灌输，更像是一次与学科发展史的对话。这种“人文关怀”在严格的理工科教材中是相对少见的。它提醒读者，我们今天所使用的工具，是经过几代科学家不断修正和完善的结果。此外，对于一些前沿或争议性的话题，作者也会引用近期的重要文献进行标注，为有兴趣进一步探索的读者指明了方向。这种对知识源头的追溯和对未来研究的展望，极大地提升了这本书的学术品味和深度，使其超越了一本单纯的教学参考书，更像是一部结构严谨的学术专著。

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作者在处理材料本构关系这一核心部分的深度和广度，无疑是这本书最大的亮点之一。它不仅仅停留在介绍胡克定律这种线弹性模型的层面，而是深入探讨了非线性粘弹性、塑性流动法则以及蠕变现象的数学描述。书中对各向异性材料（比如复合材料）的应力分析部分，处理得尤为专业和详尽，引入了张量表示法，但又没有让其成为阻碍理解的障碍。作者巧妙地平衡了理论的深度和教学的可行性，对于每一个复杂的本构模型，都会提供其物理意义的直观解释，例如，塑性屈服面如何在应力空间中演化，以及硬化规则如何影响材料的再加载行为。此外，对实验数据拟合和模型校准的讨论，也使得理论与实际工程测试紧密结合起来。对于那些希望从事材料科学或高级结构分析的读者而言，书中提供的这些深入见解，提供了远超入门级别的理论框架和分析工具，是非常宝贵的财富。

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