具体描述
《机械设计手册(第5版·单行本):机械传动》主要内容简介：《机械设计手册》第五版单行本共16分册，涵盖了机械常规设计的所有内容。各分册分别为：《常用设计资料》、《机械制图·精度设计》、《常用机械工程材料》、《机构》、《连接与紧固》、《轴及其连接》、《轴承》、《起重运输件·五金件》、《润滑与密封》、《弹簧》、《机械传动》、《减(变)速器·电机与电器》、《机械振动·机架设计》、《液压传动》、《液压控制》、《气压传动》。
《机械设计手册(第5版·单行本):机械传动》为《机械传动》，包括带、链传动，齿轮传动。带传动主要介绍各种带传动(V带传动、多楔带传动、平带传动、同步带传动等)的类型、特点、设计计算、张紧和安装等；链传动主要介绍短节距传动用精密滚子链传动、齿形链传动的基本参数与尺寸、设计计算等，以及链传动的布置、张紧和润滑：齿轮传动主要介绍渐开线圆柱齿轮传动、圆弧圆柱齿轮传动、锥齿轮传动、蜗杆传动、渐开线圆柱齿轮行星传动、渐开线少齿差行星齿轮传动、销齿传动、活齿传动、点线啮合圆柱齿轮传动、塑料齿轮等的特点、结构、设计计算、应用等。
《机械设计手册(第5版·单行本):机械传动》可作为机械设计人员和有关工程技术人员的工具书，也可供高等院校有关专业师生参考。
《材料力学与结构分析：基于有限元法的工程应用》 内容概述 本书深入探讨了材料力学以及结构分析的核心理论与工程实践。全书共分为十六章，系统地阐述了材料的基本力学性能、应力与应变的概念、材料在不同载荷作用下的行为，并着重介绍了在现代工程设计中占据核心地位的有限元分析（FEA）方法。本书理论体系严谨，兼顾了工程应用的实际需求，旨在为读者提供一套扎实的理论基础和强大的实践工具，以应对日益复杂的工程挑战。 第一部分：材料力学基础 第一章：材料力学概述与基本概念 本书开篇，我们将从材料力学在工程领域的重要性入手，明确其研究对象、基本假设以及研究方法。 详细介绍应力（正应力、剪应力）、应变（正应变、剪应变）这两个核心概念，并阐述它们之间的内在联系。 引入材料的本构关系，特别是线弹性材料模型，包括胡克定律及其在二维和三维空间中的推广。 探讨应力张量和应变张量的数学表示，以及应力状态和应变状态的概念，为后续更复杂的分析奠定基础。 讨论材料的强度、刚度、稳定性和疲劳性等关键力学性能指标，并介绍其工程意义。 第二章：梁的弯曲理论 本章聚焦于工程中最常见受力构件——梁的弯曲行为。 详细推导梁在横向载荷作用下的应力分布，包括弯曲正应力、剪应力的分布规律。 介绍弯曲正应力公式和剪应力公式的适用条件与推导过程。 分析梁的挠度和转角，推导弯曲梁的微分方程，并介绍求解挠曲线的常用方法，如积分法、载荷法和虚功法。 重点讲解不同边界条件下的梁的挠曲变形，并给出常用简支梁、悬臂梁、固定梁的挠度公式。 引入截面模量、惯性矩等几何参数在梁弯曲分析中的作用。 第三章：轴的扭转 本章主要研究圆轴在扭矩作用下的扭转变形与应力。 推导圆轴扭转时的切应力公式，分析切应力在轴截面上的分布情况。 讲解轴的扭转角与传递扭矩、轴的材料弹性模量、轴的极惯性矩等参数之间的关系。 讨论非圆形截面轴的扭转问题，简要介绍圣维南扭转问题和薄壁圆管的扭转。 分析轴的强度条件和刚度条件，为轴的设计提供依据。 第四章：平面应力与平面应变 本章将深入探讨两种重要的应力/应变状态——平面应力与平面应变。 详细阐述平面应力状态与平面应变状态的定义及其适用范围。 介绍应力圆与应变圆的概念，以及如何利用它们来求解任意截面上的应力与应变。 推导莫尔圆的方程，并演示如何通过莫尔圆确定主应力、主应变以及最大剪应力、最大剪应变。 讨论由几何形状不规则或载荷突变引起的应力集中现象，并介绍减小应力集中的工程措施。 第五章：压杆稳定 本章关注细长压杆在外力作用下可能发生的失稳现象。 引入压杆失稳的概念，并解释其与材料强度失效的区别。 推导欧拉临界力公式，详细分析临界力与压杆长度、截面惯性矩、材料弹性模量以及约束条件的关系。 讨论不同压杆端部约束条件对临界力的影响。 介绍超越欧拉公式适用范围的压杆稳定问题，如短细杆稳定。 第二部分：结构分析与有限元方法 第六章：能量原理与虚功原理 本章介绍在结构分析中极为重要的能量原理和虚功原理。 阐述弹性体内的应变能概念，包括线性应变能和非线性应变能。 详细推导虚功原理，并解释其在静力分析中的应用，如求解位移和反力。 介绍卡氏定理（Castigliano's Theorem）及其在结构力学分析中的应用，即利用对总应变能的偏导数来求解位移。 讨论动能原理在动力学分析中的应用，为后续的动力学章节打下基础。 第七章：有限元法基本原理 本书的核心内容之一，本章介绍有限元分析（FEA）的基本理论和思想。 阐述有限元法的基本思想：将连续的复杂结构离散化为有限数量的、相互连接的简单单元（离散化）。 详细介绍单元的选型（如杆单元、梁单元、三角形单元、四边形单元、四面体单元、六面体单元等）。 讲解单元刚度矩阵的推导，包括以位移模式函数为基础的推导过程。 介绍形函数（Shape Function）的概念及其作用，如何描述单元内的位移场。 阐述整体刚度矩阵的组装过程，以及节点位移向量与节点力向量之间的关系。 第八章：单元分析与协调 本章深入研究不同类型单元的详细分析过程。 杆单元： 推导一维杆单元的刚度矩阵，处理轴向力作用下的杆件位移与应力。 梁单元： 详解二维梁单元的刚度矩阵，考虑弯曲、剪切和轴向力耦合效应（如全功能梁单元）。 平面应力/应变单元： 重点介绍三角形（T3, T6）和四边形（Q4, Q8）单元的刚度矩阵推导，用于分析二维薄板和厚板的应力与位移。 三维实体单元： 介绍四面体（Tetrahedral）和六面体（Hexahedral）单元的基本概念和应用，用于分析三维结构的应力与变形。 讨论单元的协调性，如兼容单元和协调单元的概念。 第九章：整体方程的建立与求解 本章将有限元分析的离散化过程上升到整体层面。 详细讲解如何将所有单元的局部刚度矩阵组装成全局刚度矩阵 [K]。 介绍节点力向量 {F} 和节点位移向量 {u} 的表示。 推导有限元分析的核心方程：[K]{u} = {F}。 详细讲解边界条件的施加方法，包括位移边界条件和力边界条件。 介绍求解大型稀疏线性方程组的数值算法，如高斯消元法、LLT分解法、共轭梯度法等。 讨论方程求解的效率和数值稳定性问题。 第十章：应力与应变的计算 在得到节点位移向量 {u} 后，本章将介绍如何计算单元内的应力与应变。 通过单元位移向量和单元形函数，计算单元内的位移场。 利用位移-应变关系（微分算子），计算单元内的应变场。 根据材料的本构关系，将应变转换为应力。 讨论单元边界上的应力连续性问题，以及如何进行后处理以获得平滑的应力结果。 介绍应力、应变云图的可视化方法，以及如何解读和分析这些结果。 第十一章：热应力与热位移分析 本章将有限元分析的应用扩展到热力耦合问题。 介绍温度变化引起的材料热胀冷缩效应。 推导热应变和热位移的表达式。 将热载荷项引入有限元方程，建立考虑温度影响的整体方程。 演示如何进行热应力分析，以及分析结果的解读。 介绍与热传导分析结合进行的热-结构耦合分析。 第十二章：接触分析 本章深入研究工程中普遍存在的接触问题。 定义接触的类型，如点接触、线接触、面接触。 介绍接触算法的基本原理，如罚函数法、拉格朗日乘子法。 分析接触边界上的约束条件，包括法向和切向约束。 演示如何将接触条件嵌入有限元求解器中。 讨论接触分析的难点与挑战，如接触面非线性、接触算法的收敛性。 第十三章：模态分析与振动特性 本章研究结构的动力学行为，特别是自由振动特性。 推导结构的质量矩阵 [M] 和阻尼矩阵 [C]（如有）。 建立无阻尼自由振动的动力学方程：[M]{ü} + [K]{u} = {0}。 介绍特征值与特征向量的概念，以及它们在模态分析中的意义（固有频率和振型）。 演示求解特征值问题的数值方法。 分析结构的模态（固有频率和振型），为避免共振和设计减振系统提供基础。 第十四章：屈曲分析 本章聚焦于结构的稳定性问题，特别是线性屈曲分析。 引入初始应力（或预应力）对结构稳定性的影响。 推导初始应力刚度矩阵 [Kg]。 建立考虑初始应力的特征值问题：([K] + λ[Kg]){u} = {0}。 解释特征值 λ 的物理意义（屈曲因子），特征向量则代表屈曲模态。 演示如何进行线性屈曲分析，并分析屈曲载荷。 第十五章：高级有限元概念与应用 本章将对有限元方法进行更深入的探讨。 非线性分析： 介绍几何非线性和材料非线性，以及相应的求解算法（如牛顿-拉夫逊法）。 单元类型进阶： 讨论更复杂的单元，如壳单元、实体壳单元、连接件单元等。 网格划分与收敛性： 强调网格质量和密度对分析精度的影响，以及网格收敛性研究的重要性。 疲劳分析： 介绍基于有限元结果的应力疲劳寿命评估方法。 断裂力学： 简要介绍断裂力学基本概念，如应力强度因子，以及如何利用FEA进行断裂分析。 第十六章：工程案例分析与实践 本章通过一系列实际工程案例，将本书所学的理论与方法付诸实践。 案例一： 桥梁结构的应力与位移分析。 案例二： 汽车零部件的结构强度与模态分析。 案例三： 航空航天结构件的应力、屈曲及热应力分析。 案例四： 医疗器械的生物力学分析。 案例五： 电子产品中的热管理与结构可靠性。 在每个案例中，将详细介绍问题的背景、建模过程、边界条件设置、求解器选择、结果分析与验证，并给出工程设计的建议。 鼓励读者使用主流的有限元软件（如ANSYS, ABAQUS, COMSOL等）进行实践，本书提供的方法论和原理适用于绝大多数商业FEA软件。 本书特点 理论与实践相结合： 既有严谨的理论推导，又注重工程应用的实际操作。 结构清晰，逻辑递进： 从基础的材料力学理论，逐步深入到复杂的有限元分析技术。 内容全面，覆盖广泛： 涵盖了材料力学的主要分支和有限元法的核心应用领域。 强调可视化分析： 鼓励读者通过图表和云图直观理解工程问题的本质。 案例驱动： 通过丰富的工程案例，帮助读者理解理论在实际中的应用。 适用读者 本书适合机械工程、航空航天工程、土木工程、材料工程、汽车工程等相关专业的本科生、研究生，以及从事工程设计、研发和分析的工程师。对于希望掌握先进工程分析工具的从业人员，本书也将是宝贵的参考资料。
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