Engineering Mechanics 1 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG

作者:Gross, Dietmar/ Hauger, Werner/ Schroder, J攔g

出品人:

页数:306

译者:

出版时间:

价格:386.00

装帧:

isbn号码:9783540899365

丛书系列:

图书标签:

• 工程力学
• 力学
• 工程学
• 大学教材
• 基础物理
• 静力学
• 动力学
• 材料力学
• 工程教育
• 理工科

固体力学基础：静力学与结构分析 本书简介 《固体力学基础：静力学与结构分析》是一本全面深入探讨经典力学分支——静力学和结构分析核心概念与应用原理的教科书。本书旨在为工程、物理学以及相关领域的学生和专业人士提供坚实的理论基础和丰富的实践工具，以理解和解决静力平衡、刚体运动以及基础结构系统中的力学问题。 本书的结构设计遵循由浅入深、理论与应用并重的原则。我们首先从最基本的力、力矩、平衡概念入手，逐步过渡到复杂的二维和三维结构分析方法，确保读者对每一个概念的物理意义和数学表述都有清晰的认识。 第一部分：静力学基础与二维分析 第一章：力学基础与基本概念 本章作为全书的基石，详细阐述了力学研究的对象、基本假设以及度量衡体系。我们将引入力的概念——包括集中力、分布力，以及力的矢量表示法。重点讨论了力在不同坐标系下的分解与合成，并为后续章节建立清晰的数学框架。此外，本章还涵盖了应力、应变等基本概念的初步介绍，为后续更深入的材料力学内容打下铺垫。 第二章：粒子的平衡 本章聚焦于理想化粒子（不考虑尺寸和转动效应）的静力平衡条件。我们详细讲解了自由体图（Free-Body Diagram, FBD）的绘制艺术——这是解决所有力学问题的关键第一步。通过大量的实例，包括作用在粒子上的多力系平衡问题，读者将掌握如何利用平衡方程（$sum mathbf{F} = 0$）来求解未知力。本章特别强调了约束力（Reaction Forces）的识别和处理，例如铰链支座、光滑接触面等常见约束的物理含义及其在FBD上的体现。 第三章：刚体的平衡 将静力学从粒子扩展到刚体是本章的核心。刚体被定义为内部没有相对位移的物体。本章引入了力矩（Moment）的概念，解释了力矩的矢量性质及其对刚体转动平衡的重要性。我们详细推导了刚体的二维平衡方程：力的平衡方程（$sum F_x = 0, sum F_y = 0$）与力矩的平衡方程（$sum M_O = 0$）。本章的大量篇幅用于分析梁、桁架、机器等复杂工程构件的整体平衡，并深入讨论了结构中不产生平衡的“不稳定”和“过度约束”情况。 第四章：结构的分析 本章开始应用静力学原理来分析工程中常见的简化结构——桁架（Trusses）。我们将桁架定义为由直杆通过理想的无摩擦铰链连接而成的结构。本章系统地介绍了求解桁架内杆件力的两种主要方法： 1. 结点法（Method of Joints）： 从一个或多个已知力的结点开始，逐步分析相邻结点，利用每个结点的平衡方程求解未知内力。 2. 截面法（Method of Sections）： 通过“切割”结构的一部分，并对截面内的结构应用平衡方程，直接求解特定杆件的内力。 我们还讨论了零力杆（Zero-Force Members）的识别，这对于简化桁架分析至关重要。 第五章：集中与分布载荷 真实世界中的载荷往往不是集中的。本章专门处理分布载荷（如均匀荷载、三角分布荷载）对结构的影响。我们学习了如何将任何分布载荷等效为一个合力，该合力作用于分布载荷的合力中心（几何中心）。重点分析了在梁结构上承受均匀载荷、简支梁、悬臂梁等标准配置下的内部力矩和剪力。本章结尾引入了剪力图和弯矩图（Shear and Moment Diagrams）的绘制方法，这是连接静力学与材料力学（强度分析）的桥梁。 第二部分：空间静力学与高级主题 第六章：空间力系与平衡 本章将理论扩展到三维世界。我们使用直角坐标系下的矢量代数来描述空间中的力、力矩和合力矩。空间平衡条件扩展为六个独立的标量方程（三个力的分量平衡，三个绕坐标轴的力矩平衡）。本章通过分析三维支架、天线塔等结构，展示了如何求解空间约束反力，并处理空间中的力矩平衡问题。 第七章：摩擦力学 摩擦力是工程中不可避免的一种阻碍相对运动的力。本章详细介绍了静摩擦力与动摩擦力的性质，重点讨论了库仑摩擦定律。我们将摩擦力引入到平衡分析中，解决涉及楔块、皮带传动装置、螺旋和螺纹机构（如千斤顶）的平衡问题。本章强调了“临界状态”（即将发生运动或刚刚开始运动）的分析，并讨论了主动轮与从动轮之间的摩擦力平衡条件。 第八章：虚功原理与虚拟位移 虚功原理是现代力学分析中一种强大的、不依赖于坐标轴的能量方法。本章首先定义了虚功（Virtual Work）和虚位移（Virtual Displacement）的概念。接着，我们阐述了虚功原理在静力学中的应用：一个处于平衡状态的系统，在任何一组虚位移下所做的虚功为零。本章利用此原理来分析复杂的桁架和连杆机构的平衡，尤其适用于求解那些难以通过直接平衡方程求解的复杂约束系统。 第九章：惯性力与动力学初步 虽然本书侧重于静力学，但本章提供了一个过渡到动力学（运动学与动力学）的初步视角。我们将刚体平衡的概念与牛顿第二定律（$sum mathbf{F} = mmathbf{a}$）相结合，引入了“惯性力”的概念，用于将动力学问题转化为准静态的平衡问题（达朗贝尔原理）。这为后续学习更复杂的运动分析提供了必要的力学背景。 总结 《固体力学基础：静力学与结构分析》通过严谨的逻辑、清晰的推导和丰富的工程实例，构建了一个完整的静力学知识体系。它不仅是学习结构设计和机械分析的必备入门教材，也是为更高级的材料力学、结构动力学以及有限元分析打下坚实基础的关键资源。本书强调分析思维的培养，鼓励读者掌握识别物理本质、正确建立模型（FBD）和系统求解问题的能力。

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