A Mathcad Manual for Engineering Mechanics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:CL-Engineering

作者:Daniel J. Inman

出品人:

页数:176

译者:

出版时间:2007-03-14

价格:USD 36.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780495295945

丛书系列:

图书标签:

Mathcad
Engineering Mechanics
Numerical Analysis
Engineering
Mathematics
Tutorial
Manual
STEM
Education
Calculations

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具体描述

This supplement to Engineering Mechanics: Statics provides all of the necessary instructions to use Mathcad Student of Professional software to aid the reader in solving homework problems and working through the sample problems within the text. It is keyed heavily to the accompanying Statics text and works through many of the sample problems in detail. While this supplement suggests ways in which to use Mathcad to enhance your understanding of statics and teach you efficient computational skills, you may also browse through the Mathcad Student manual and think of your own usage of Mathcad to solve statics problems and applications in other courses. The manual consists of 11 chapters. The first chapter is a general introduction to Mathcad that concludes with a sample application of Mathcad to a statics problem and can be studied while reading Chapter 1 of the accompanying Statics text. The following 10 chapters present appropriate Mathcad solutions for some of the sample problems given in the text. Chapter 1 - Using Mathcad Computational Software Numerical Calculation Working with Functions Symbolic Calculations Solving Algebraic Equations Graphs and Plots Application of Mathcad to a Statics Problem Along with solutions to sample problems, other topics covered within this manual include: Mathcad as a Vector Calculator; Solution of Simultaneous Linear Equations; Using Mathcad for Other Matrix Calculations; Scalar of Dot Product; Vector or Cross Product Between Two Vectors; Parametric Solutions; Solution of Nonlinear Algebraic Equations; Vector or Cross Product Between Two Vectors; Numerical and Symbolic Integration; Three-Dimensional Scatter Plots; Symbolic Generation of Equilibrium Equations; Discontinuity Functions; Cables; Wedges; Belt Friction; Principle Second Moments of Area; Eigenvalue Problems

结构力学精粹：经典原理与现代应用图书名称：结构力学精粹：经典原理与现代应用内容简介本书旨在为土木工程、机械工程及相关领域的研究人员、工程师和高年级本科生提供一本全面、深入且具有实践指导意义的结构力学教材与参考手册。我们立足于结构力学领域百余年的经典理论沉淀，同时紧密结合当前工程实践中的最新发展和挑战，构建起一个严谨、清晰且富有洞察力的知识体系。本书的撰写秉持“基础扎实、推导严谨、应用导向”的核心理念。结构力学作为工程学科的基石，其核心在于理解力和变形之间的复杂关系。因此，我们首先在前几章中，对静力平衡、约束反力、位移概念以及材料本构关系进行了细致而深入的阐述，确保读者对基本假设和公理有深刻的认识。第一部分：基础理论与静力分析本书的开篇章节集中于结构分析的基础工具。我们详细探讨了二维和三维结构体系的静力平衡条件，并引入了结构体系的“静定性”和“静不定性”的概念。对于静定结构，本书通过平衡方程的直接求解，系统介绍了梁、桁架和刚架的内力分析方法，包括荷载分布、剪力图和弯矩图的绘制技巧，强调了这些图形在工程判断中的直观作用。在静不定问题方面，本书采用了结构力学中最经典的“超静定结构分析法”。我们重点阐述了位移法（力矩分配法的前身与精进）和变形协调法（单元力法/柔度法）的理论基础和具体步骤。我们不仅展示了如何建立刚度矩阵和柔度矩阵，更着重于讲解如何通过这些矩阵实现对外力与位移的耦合求解。为了增强读者的物理直觉，每种方法的引入都伴随着对“虚功原理”、“互易定理”和“单位荷载原理”的深刻剖析，说明这些能量方法是现代有限元分析的理论源泉。第二部分：位移、刚度和几何特性几何特性是影响结构刚度的关键因素。本书辟出专章深入研究截面惯性矩、截面模量以及剖面惯性积的计算，并详细推导了平行轴定理（Steiner's Theorem）在复杂截面下的应用。在位移分析方面，本书超越了传统的挠度计算，引入了弹性曲线方程的求解，重点讨论了叠加原理在求解复杂荷载组合下的应用。特别是对于悬臂梁和连续梁的挠度与转角计算，本书提供了大量解析解实例，帮助读者校核数值方法的准确性。第三部分：压杆稳定性和屈曲理论工程结构中，轴心受力杆件的稳定性是一个至关重要的问题。本书对压杆的稳定性分析进行了系统论述，从欧拉公式的推导出发，详细讲解了临界荷载的概念。我们不仅处理理想的细长杆件，还扩展到考虑材料非线性和几何初始缺陷的非欧拉屈曲问题。偏心受压和具有不同端部约束条件的复杂柱体系的分析被纳入讨论范围，强调了在实际工程中，设计承载力往往受屈曲而非材料强度控制的工程现象。第四部分：基本结构理论与矩阵分析本部分将结构力学的分析提升到矩阵代数的高度，为过渡到有限元方法（FEM）打下坚实基础。 1. 结构刚度矩阵的建立：我们详细阐述了单元刚度矩阵的推导，特别是在考虑剪切变形、温度应变和截面变化时的刚度矩阵修正。单元刚度矩阵的组装过程，即全局刚度方程 $mathbf{K U} = mathbf{F}$ 的形成，被清晰地展示。 2. 位移法与刚度法：刚度法（也称直接刚度法）是现代结构分析的核心。本书通过精选的桁架、梁和刚架实例，演示了如何应用边界条件和求解线性方程组，一步步获得结构位移和最终的内力。这部分内容侧重于算法的工程实现逻辑。 3. 超静定结构的矩阵求解：针对更复杂的静不定问题，本书阐述了如何利用力法（柔度法）和位移法的矩阵形式进行求解，对比了两种方法的计算效率和适用性。第五部分：超静定结构的高级分析与进阶主题为了满足专业工程师的需求，本书的后半部分探讨了更贴近现实的复杂结构问题：温度应力和预应力分析：详细分析了由于温度变化或预应力构件引入引起的结构内力响应，这是预应力混凝土结构设计的基础。材料非线性和几何非线性初步：简要介绍了结构分析从线性弹性范畴进入非线性领域的必要性，包括几何刚度矩阵的概念在二阶理论分析中的应用，为读者理解现代非线性有限元分析软件提供了理论跳板。动力初步：结构动力学是结构工程的下一层级。本书在收尾部分引入了结构的自由振动概念，推导了单自由度系统的特征方程，讨论了质量和刚度对结构自振频率的影响，旨在引导读者向更深入的动态分析领域探索。本书特色： 1. 理论深度与工程实践的完美结合：每一个理论推导后，都紧接着一个详细的、符合实际工程规范的算例。 2. 清晰的逻辑脉络：从基础的静力平衡到高阶的矩阵分析，知识点层层递进，避免了概念的混杂。 3. 强调物理意义：避免纯粹的数学堆砌，重点阐释“为什么会这样”，帮助读者建立对结构响应的直觉判断。本书是工程结构分析领域一本不可或缺的权威参考，它不仅教授“如何计算”，更教会读者“如何思考”工程问题，确保从业者能够胜任从传统设计到复杂数值模拟的各类挑战。