Handbook for Engineers pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Hlavac, Vaclav; Svoboda, Tomas; Kybic, Jan; McMurrey, David A.; Buckley, Joanne

出品人:

页数:256

译者:

出版时间:2007-9

价格:498.00元

装帧:

isbn号码:9780495296003

丛书系列:

图书标签:

• 工程手册
• 工程师
• 技术参考
• 实用指南
• 工程设计
• 专业工具
• 行业标准
• 问题解决
• 技术文档
• 职业发展

好的，以下是一份为一本名为《结构力学基础：原理与应用》的图书撰写的详细简介，该简介旨在提供深度、专业的内容描述，同时避免提及或暗示任何与《Handbook for Engineers》相关的内容： --- 结构力学基础：原理与应用 导言：工程实践的基石 在现代土木、机械、航空航天乃至生物医学工程领域，对材料和结构在荷载作用下的响应进行精确预测，是确保安全、优化性能和实现可持续设计的核心能力。《结构力学基础：原理与应用》正是一本旨在为读者构建坚实理论框架，并辅以详尽实际案例分析的专业教材。本书不仅深入剖析了经典结构分析的力学原理，更着重于将抽象的数学模型转化为可操作的工程解决方案。 本书的编写理念是：理论的深度决定了工程实践的广度。我们摒弃了传统教材中仅侧重公式推导的倾向，转而强调从物理概念出发，理解力的传递路径、变形的本质以及结构失稳的临界条件。对于理工科学生、初入职场的工程师以及需要系统回顾结构力学知识的专业人士而言，本书提供了一条清晰、严谨的学习路径。 第一部分：静力平衡与材料本构关系 本部分是理解所有后续复杂分析的基础。我们从最基本的二维和三维静力平衡方程入手，系统性地处理了各种类型的约束和反力计算。重点在于识别结构体系的静定性与静不定性，并为后续静不定结构分析做好铺垫。 梁和桁架分析占据了核心篇幅。对于梁，我们详细探讨了剪力图（V-图）和弯矩图（M-图）的绘制方法，不仅限于集中荷载，更深入分析了均布荷载、任意分布荷载下的积分与微分关系。对于桁架，除了经典的节点法和截面法，我们引入了更具洞察力的虚功原理在简单桁架分析中的应用，展示了能量法在结构力学中的早期萌芽。 材料行为的描述是本部分不可或缺的一环。我们详细阐述了应力与应变的概念，并引入了广义胡克定律（Hooke’s Law）在各向同性材料中的应用。特别地，我们深入探讨了剪切模量（G）、体积模量（K）与弹性模量（E）之间的关系，为后续处理复杂应力状态（如三维应力状态）打下坚实基础。本部分最后通过莫尔圆（Mohr’s Circle）的几何解释，直观地展示了主应力和最大剪应力的确定过程，强调了应力状态旋转的概念。 第二部分：结构变形分析与能量方法 本部分聚焦于结构响应的量化——即变形的计算。我们坚信，对变形的精确理解是判断结构刚度和稳定性的关键。 首先，我们复习并深化了轴向变形的计算，引出了截面惯性矩的概念，这是理解梁抗弯能力的关键几何参数。随后，我们详细介绍了挠度和转角的计算方法。对于梁的挠度，本书系统对比了积分法（Double Integration Method）、弯矩-面积法（Moment-Area Method），以及针对复杂荷载情况更为高效的共轭梁法（Conjugate Beam Method），强调了每种方法的适用条件和优缺点。 能量方法在本章节中得到了集中体现。我们系统推导了单位力法（Unit Load Method），并将其扩展到处理具有温度应变和制造误差的情况。随后，本书将能量法的威力推向高潮——虚功原理（Principle of Virtual Work）。我们不仅将其应用于位移计算，更在随后的章节中展示了其在静不定结构求解中的核心地位。本部分包含大量关于应变能（Strain Energy）和应变能密度的讨论，帮助读者建立能量守恒在结构分析中的直观认识。 第三部分：静不定结构的分析：从经典到现代 当结构中的约束数量超过维持其静力平衡所需的最小数量时，结构即为静不定。本部分是本书的难点和重点，旨在教授读者如何系统地解除静不定的复杂性。 我们首先采用超静定结构分析的经典方法： 1. 力法（Force Method / Flexibility Method）：详尽解释了如何选择超静定结构的主结构（Primary Structure），建立力平衡方程和兼容性方程，并通过求解超静定方程来确定多余反力。本书特别关注了影响线（Influence Lines）在处理移动荷载下的超静定结构时的应用。 2. 位移法（Displacement Method / Stiffness Method）：本书强调了位移法在近代计算机分析中的核心地位。我们详细推导了刚度矩阵（Stiffness Matrix）的单元形成过程，包括坐标变换和整体刚度矩阵的组装。位移法的核心是建立力-位移关系，通过施加外力向量和刚度矩阵来求解节点位移，进而反演出内力。 为连接经典理论与现代有限元方法（FEM），本书专门辟出一章，讨论了矩阵分析的基础。我们引入了系（Assembly）的概念，并展示了如何使用矩阵运算来高效地求解大型结构系统的静力平衡方程。 第四部分：超越弹性极限：屈曲与稳定性分析 一个结构可能在屈服载荷远未达到之前就发生破坏——这就是结构失稳。本部分专门探讨了结构的稳定性问题。 我们从欧拉屈曲理论（Euler Buckling Theory）入手，推导了理想细长柱的临界屈曲载荷。重点讨论了各种有效长度系数（K-factors）的物理意义及其在不同端部条件下的取值。本书对弯曲扭转屈曲和侧向扭转屈曲等复杂失稳形式进行了初步介绍，拓宽了读者的视野。 稳定性分析的本质是二阶理论的引入。我们探讨了轴向力对梁弯曲刚度的影响（P-Delta效应的初步理解），以及如何通过摄动法或能量法来判定结构的稳定性临界点。对于非理想柱，本书还讨论了容许应力法和偏心受压对屈曲承载力的修正。 第五部分：高级主题与实际工程考量 最后一部分将理论与工程实践紧密结合，探讨了更贴近真实工况的分析： 1. 内力线图的应用（Influence Lines and Surfaces）：系统讲解了如何为静不定结构绘制精确的影响线/面，以确定在移动荷载作用下可能出现的最大内力或最大位移。 2. 温度应变与惯性力：详细分析了均匀与非均匀温度变化导致的结构内力与变形，并将达朗贝尔原理应用于结构动力学的基础——等效静力载荷的确定，为后续的动力学分析奠定基础。 3. 塑性分析简介：在材料屈服后，结构行为不再遵循胡克定律。本书概述了塑性铰的概念，以及如何通过塑性理论确定结构的极限载荷（承载力），这对于结构抗震设计至关重要。 结语 《结构力学基础：原理与应用》的结构设计旨在引导读者从力学原理的深刻理解出发，逐步掌握处理复杂结构问题的分析工具。本书的每一个章节都配有详尽的例题解析和旨在激发批判性思维的习题。通过对这些内容的学习，读者将能够自信地应对工程实践中的各类挑战，真正做到“学以致用，用以致精”。

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