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页数:537

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出版时间:2010-6

价格:98.00元

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isbn号码:9787122081926

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好的，这是一本名为《工程力学原理与应用》的图书简介，内容详实，旨在为读者提供坚实的力学基础和解决实际工程问题的能力。 --- 工程力学原理与应用 导言：理解世界的内在秩序 自古以来，人类对如何建造更坚固的桥梁、设计更高效的机械、以及理解自然界中物体运动的规律抱有永恒的好奇心。《工程力学原理与应用》正是为满足这种求知欲而精心编写的。本书不仅仅是一本教科书，更是一座连接抽象数学理论与具体工程实践的桥梁。它系统地介绍了经典力学的核心概念、分析方法及其在现代工程设计中的广泛应用。 第一部分：静力学——平衡的艺术（Statics: The Art of Equilibrium） 静力学是力学的基础，它研究的是物体在受力作用下保持静止或匀速直线运动（即处于平衡状态）的条件。本部分内容严谨、逻辑清晰，确保读者能够熟练掌握受力分析的基本工具。 第一章 质点和刚体的基本概念 本章首先界定了力学分析的两个基本模型：理想化的质点模型和更贴近现实的刚体模型。详细阐述了力的定义、力的传输特性、力矩的概念及其矢量表示法。引入了力的投影、合力以及平衡力的概念，为后续分析奠定基础。 第二章 力的平衡 这是静力学的心脏。我们将深入探讨二维和三维平面内的平衡方程，包括 ΣFx = 0, ΣFy = 0, ΣFz = 0 以及力矩的平衡方程。重点解析了如何构建和求解自由体图（Free-Body Diagram, FBD），这是所有力学分析中最为关键的技能。通过大量的实例，读者将学会识别和绘制复杂的机械连接件（如铰链、光滑面、滚动约束）所提供的反力。 第三章 结构的静定分析 本章将理论应用于实际结构分析。我们着重介绍桁架（Truss）的分析方法，包括： 1. 结点法（Method of Joints）：适用于分析节点数目不多的结构，通过逐一分析平衡的节点来求解杆件内力。 2. 截面法（Method of Sections）：适用于快速确定特定杆件的内力，无需分析整个结构的所有节点。 此外，还引入了框架结构（包含弯矩的结构）的静定性判断，并探讨了虚功原理在简单静定结构平衡求解中的应用潜力。 第四章 分布载荷与摩擦力 实际工程中，载荷往往是连续分布的，如梁上的均布载荷或液体压力。本章详细讲解了如何将分布载荷简化为一个等效集中力，并计算其作用点（合力作用点）。随后，我们进入摩擦学的领域，深入分析静摩擦、动摩擦的特性，以及在楔子、螺旋和滚动阻力中的应用。读者将学习如何判断物体是否开始滑动，以及在保持平衡状态下能够承受的最大载荷。 第二部分：刚体动力学——运动与力的关系（Dynamics of Rigid Bodies） 动力学部分将力学分析从静止状态拓展到运动状态，探讨力、质量、加速度之间的内在联系。 第五章 运动学基础 动力学分析始于对运动的描述。本章侧重于运动学的几何描述，不涉及力。 1. 质点运动学：分析直线运动和平面曲线运动，包括位移、速度、加速度的矢量表示。重点剖析了具有恒定加速度和非恒定加速度（如抛体运动）的分析方法。 2. 刚体运动学：引入了刚体运动的复合性，包括绕定轴转动、平面运动（平移与转动组合），以及瞬心法的应用，帮助读者精确描述复杂运动。 第六章 质点动力学（牛顿定律的应用） 本章将牛顿第二定律（ΣF = ma）作为核心工具，应用于有质量的质点系统。内容涵盖： 直线运动和曲线运动的动力学分析。 涉及恒定力和非恒定力（如弹簧力、变质量系统）的动力学问题。 动量守恒原理：在不受外力或合外力为零的情况下，动量守恒的应用，尤其适用于碰撞和爆炸问题。 第七章 刚体动力学：牛顿-欧拉方程 将动力学理论扩展到具有质量分布的刚体。本章的核心是刚体绕固定轴转动的动力学分析，引入了转动惯量（Moment of Inertia）的概念和计算方法，以及平行轴定理。通过推导牛顿-欧拉方程（ΣM = Iα 和 ΣF = ma），读者将能够求解旋转机械、飞轮等系统的动态响应。 第八章 功、能与系统分析 功和能是处理复杂动力学问题的强大替代方法，尤其适用于路径依赖性问题或需要关注能量转换的场景。 1. 功与动能：定义力在位移中所做的功，推导动能定理，用于计算末速度或位移。 2. 势能与保守力：引入重力势能和弹性势能，讲解保守力和非保守力做功的区别。 3. 功率与机械能守恒：讲解功率的概念，并在保守力做功为零的理想系统（如振动、弹跳）中应用机械能守恒定律。 第三部分：高级主题与应用（Advanced Topics and Applications） 本部分将前两部分的理论融会贯通，介绍更复杂的分析工具和现代工程中的关键概念。 第九章 振动导论 简要介绍单自由度系统的自由振动和受迫振动。重点分析简谐振动（Simple Harmonic Motion, SHM）的特性，包括周期、频率和振幅，以及阻尼对系统响应的影响，为机械系统动态设计提供初步概念。 第十章 材料的应力与应变（强度学初步） 虽然严格意义上不属于经典力学范畴，但本章作为力学与材料科学的连接点至关重要。它介绍了内部作用力的概念——应力（Stress）和应变（Strain）。 正应力与剪应力：轴向拉伸和扭转载荷下的应力分布。 胡克定律：弹性模量与泊松比，建立应力与应变之间的线性关系。 许用应力与安全系数：初步介绍工程设计中，如何根据材料性能确定结构的承载能力。 结语：从原理到实践的飞跃 《工程力学原理与应用》结构完整，从最基础的平衡问题到复杂的动态响应和材料相互作用，层层递进。本书配备了大量精选的、源自实际工程案例的习题，旨在培养读者的物理直觉和严谨的分析思维。掌握这些原理，意味着你获得了用科学的、可量化的方式来理解和解决任何结构与运动问题的能力，为后续深入学习机械设计、土木工程、航空航天等专业领域奠定了不可动摇的基石。 ---

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