材料力学 Know Why (下) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　材料力学经由假设平面保持平面的伸缩、弯曲、扭转等变形，把骨架结构的各构件简化成线状。假设材料为均质等向的线性弹性材料，再借由断面内力为断面应力的合成，决定各种桿件的受力与变形关系，并决定出断面的应力分佈。

　　同学应使用本书建立直观且正确的观念，并借由题目的演练(不只是读)，培养出解决问题的能力。除了本书的基本题与重要题外，同学最好能将Timoshenko老师的典型题自己思考解决之道。相信，你会开始认为材力是简单而有用的科目了！

作者简介

黄钰

　　台大应力所硕士
　　机械高考及格
　　土木高考及格
　　结构技师高考及格
　　土木技师检覈及格

经历：
　　上市公司机械设计工程
　　台北市政府工务局
　　国科会
　　工程顾问公司设计部组长
　　大学讲师

现职：
　　从事补习教育多年，讲学着重观念清晰、针针见血、深受同学爱戴，研究生遍及全国各国立大学

结构动力学基础与工程应用 内容提要： 本书深入探讨了结构动力学的基本理论、分析方法及其在土木、机械、航空航天等工程领域中的实际应用。全书共分为八章，内容涵盖了从单自由度系统到复杂多自由度系统的振动分析，以及地震工程、冲击与爆炸响应等前沿课题。本书旨在为工程师和研究生提供一套严谨而实用的动力学分析工具，强调理论推导与工程实例的紧密结合，使读者能够准确预测和控制工程结构在动态载荷作用下的行为。 第一章：动力学基础与振动分类 本章作为全书的基石，系统回顾了经典力学中的运动学和动力学原理，并将其应用于工程结构问题。详细阐述了自由振动、强迫振动、阻尼振动以及非线性振动等基本概念。重点介绍了结构的固有频率和振型，这是理解所有后续动力学分析的基础。通过对不同类型的阻尼模型（如粘性阻尼、库仑阻尼）的比较分析，确立了在工程分析中选择合适阻尼参数的原则。本章通过多个简化模型的案例分析，帮助读者建立对振动现象的直观认识。 第二章：单自由度系统的自由振动与强迫振动 本章聚焦于最基本的动力学模型——单自由度（SDOF）系统。详细推导了无阻尼和有阻尼系统的运动微分方程，并利用拉普拉斯变换和常数变易法求解了各种初始条件下的响应。特别地，本章对简谐激励下的强迫振动进行了深入分析，详细阐述了“共振”现象的物理本质及其在工程中的危害。通过引入频率响应函数和转移函数的概念，读者将掌握如何评估系统对不同频率输入的敏感性。最后的讨论部分关注了冲击响应和瞬态响应的分析方法，为后续处理地震等瞬态载荷奠定基础。 第三章：多自由度系统的振动分析 本章将理论从单自由度系统扩展到具有多个相互耦合的自由度系统（MDOF）。推导了 MDOF 系统的运动微分方程，并采用质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵的形式表示。核心内容集中在模态分析上，即求解系统的固有频率和振型。本章详细介绍了齐次运动方程的求解方法，特别是特征值问题的数值求解策略。随后，通过模态叠加法（Modal Superposition Method），阐述了如何将复杂的 MDOF 响应分解为一系列独立的 SDOF 响应的叠加，这是现代有限元分析软件计算动态响应的关键步骤。 第四章：阻尼对多自由度系统的影响与数值方法 在 MDOF 系统中，阻尼的建模和处理变得更为复杂。本章探讨了比例阻尼（Rayleigh Damping）和非比例阻尼在理论和实际中的应用差异。对于难以精确建模的实际结构，本章介绍了有效模态阻尼比的计算方法。此外，本章专门介绍了几种重要的数值分析技术，包括时间步进法（如中心差分法、Newmark-$eta$法）在求解非线性动力学问题中的应用。对算法的稳定性和收敛性进行了必要的讨论，指导读者在工程软件中使用合理的数值参数。 第五章：结构动力学的能量法与变分原理 为了提供更深刻的理论视角，本章引入了能量守恒原理和变分方法来建立动力学方程。详细介绍了拉格朗日方程在建立复杂机械系统和连续体动力学模型中的优势。通过瑞利-里兹法（Rayleigh-Ritz Method），展示了如何利用能量原理来近似求解复杂结构的固有频率和振型，这为理论力学背景较强的读者提供了另一种强大的分析工具。 第六章：工程结构抗震设计原理 本章是动力学理论在土木工程中最直接的应用。系统阐述了地震波的特性、场地效应以及结构对地震输入的响应机制。详细介绍了反应谱分析法（Response Spectrum Analysis），解释了如何根据规范提供的反应谱来快速评估结构的峰值响应，而无需进行复杂的时程分析。本章还涵盖了动力弹塑性分析（Time History Analysis）的基本流程，以及如何应用先进的减隔震技术（如隔震支座、粘滞阻尼器）来提高结构抗震性能。 第七章：冲击与爆炸载荷响应分析 本章关注于短时、高能量密度的动态载荷，如车辆碰撞、爆炸或流体冲击。区别于地震等长时程载荷，冲击载荷分析需要考虑材料的高应变率效应和结构的几何非线性。本章推导了简化模型下的冲击响应公式，并重点讨论了弹塑性大变形分析的数值技巧。通过对防护结构（如爆炸防护罩、防撞梁）的案例分析，展示了如何通过结构优化来控制冲击能量的吸收和耗散。 第八章：连续体动力学初步与有限元基础 本章将分析对象从集总参数模型推广到连续体系统（如梁、板、壳）。推导了欧拉-伯努利梁和剪切变形梁的动力学微分方程。最后，简要介绍了有限元方法（FEM）在结构动力学中的核心地位，包括如何利用位移法在单元层次上建立质量和刚度矩阵，并汇集成全局矩阵方程，为读者理解现代工程软件的内部工作原理做好铺垫。 本书配有大量的工程案例、图表和习题，旨在确保读者不仅理解理论，更能熟练应用于实际的工程设计和评估中。

第10章　柱的挫曲
第11章　能量法
第12章　塑性分析

评分☆☆☆☆☆

拿到《材料力學 Know Why (下)》，我最期待的，就是它能不能把那些原本很抽象、很難想像的物理概念，變得具體、清晰。你知道嗎，以前在課堂上，聽到什麼「主應力」、「莫爾圓」之類的，腦袋裡一片模糊，感覺就像在背誦天書。但這本書，從它的名字「Know Why」就可以感覺到，它應該會用一種更深入、更系統的方式來解釋這些東西。我希望它能透過生動的比喻、精確的圖示，甚至是模擬動畫（如果有的話），讓我真正理解這些概念的物理意義。例如，當講到應力張量的時候，我希望能知道它到底代表了什麼，為什麼要用一個張量來描述，以及它和我們實際感受到的力之間的關係。我還希望它能解釋清楚，為什麼在某些情況下，材料會發生扭曲或彎曲，以及這些變形是如何與材料的內應力相關聯的。總之，我追求的是一種「豁然開朗」的學習體驗，而不是死記硬背。

评分☆☆☆☆☆

在我看來，一本好的材料力學教科書，除了理論上的嚴謹，更重要的是能夠培養讀者的工程思維。這本《材料力學 Know Why (下)》，就我初步了解，似乎非常注重這一點。我希望它不僅僅是告訴我「是什麼」，更重要的是告訴我「如何運用」和「為什麼要這樣」。例如，當我們在設計一個機械零件時，如何根據材料力學的原理來選擇合適的材料，確定合理的尺寸，以及預測它在承受外力時的表現。我希望這本書能提供豐富的工程案例分析，讓我能夠將書本上的理論知識與實際工程問題聯繫起來。例如，分析橋樑受力、飛機機翼的設計、汽車車身的結構強度等。如果能看到這些實際的應用，那學習材料力學的動力也會大增，更能體會到它的實用價值。

评分☆☆☆☆☆

我對於這本《材料力學 Know Why (下)》的另一個重要期待，是它能否幫助我建立起一個完整的材料力學知識體系。你知道，材料力學的內容很多，從基礎的應力應變，到後面的彈性力學、塑性力學，甚至是更進階的有限元素法，環環相扣。我希望這本書能夠在「下」冊的內容中，將這些知識點有機地串聯起來，讓我有那種「一點通」的感覺。例如，在探討材料的疲勞失效時，我希望能知道它與材料的微觀結構、應力集中，以及過去的載荷歷史之間的關係。我更希望它能引導我思考，在進行結構設計時，應該如何考慮這些複雜的因素。此外，對於一些比較特殊的材料，例如複合材料、高分子材料等，它們的力學行為與傳統的金屬材料可能會有很大的差異。我希望這本書能對這些特殊材料的力學特性有所介紹，並探討它們在工程應用上的獨特優勢與挑戰。

评分☆☆☆☆☆

我對這本《材料力學 Know Why (下)》的期待，其實是在於它能否真正提升我對材料行為的「直覺」和「洞察力」。以前學的時候，很多時候都像是照本宣科，看到題目就套公式。但是，真正優秀的工程師，應該不僅僅是會套公式，而是能夠理解公式背後的物理意義，並能根據實際情況做出判斷。我希望這本書能夠幫助我培養這種能力。例如，當我看到一個結構，我希望能立刻想到，在這個部位，主要的受力形式是什麼？應力集中會在哪裡發生？材料的強度是否足夠？等等。這種「直覺」不是憑空產生的，而是建立在紮實的理論基礎和豐富的案例之上。我希望這本書能在理論闡述的同時，輔以足夠多的實際例子，讓我能夠將書本上的知識應用到實際情境中。像是，為什麼飛機的機翼設計成這種形狀？為什麼橋樑的材料選擇會有講究？這些背後都隱藏著深刻的材料力學原理。如果這本書能夠讓我對這些問題有更深入的了解，那我對它的滿意度絕對會非常高。

评分☆☆☆☆☆

我對這本《材料力學 Know Why (下)》的另一個期望，是它能否在講解一些複雜的力學問題時，提供一些「捷徑」或「技巧」。當然，我不是指投機取巧，而是指那些能夠幫助我們更快速、更準確地理解和解決問題的方法。例如，在處理複雜的應力分析問題時，是否有什麼簡化的方法？在理解某些難懂的公式推導時，是否有什麼更直觀的輔助理解手段？我非常希望這本書能夠在這方面有所體現。我曾經看過一些國外的優秀教材，它們在講解一些關鍵概念時，會採用一些巧妙的類比，或者設計一些能夠引發思考的練習題，這對我來說非常有幫助。因此，我希望這本《材料力學 Know Why (下)》也能在教學方法上有所創新，讓我能夠更有效率地學習。

评分☆☆☆☆☆

我一直覺得，好的教材，應該是要能夠啟發學習者的好奇心，而不是讓他們感到枯燥乏味。《材料力學 Know Why (下)》這個書名，就正好搔到了我的癢處。我非常希望能透過這本書，深入了解各種材料在不同應力狀態下的行為。像是，當材料受到壓縮、拉伸、彎曲、扭轉時，它們內部會發生什麼樣的變化？應力應變曲線又是如何反映出材料的各種特性，例如彈性、塑性、屈服強度、極限強度等等。我特別希望它能深入探討各種材料的破壞準則，以及它們在不同環境條件下的力學性能變化，例如溫度、濕度等因素的影響。因為在實際工程應用中，材料的性能往往不是一成不變的，了解這些影響因素對於設計是至關重要的。我還希望它能涵蓋一些比較進階的材料力學概念，例如塑性力學、斷裂力學中的一些基本原理，讓我能對材料的極限行為有更全面的認識。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，過去在學校裡念材料力學，常常會覺得內容既枯燥又艱澀，很多時候都是硬著頭皮在讀，考完試就幾乎還給老師了。但是，這次入手《材料力學 Know Why (下)》，我對材料力學的看法，似乎有點被打破了！「Know Why」這三個字，真的不是隨便說說的。它讓我開始思考，為什麼這些公式會有這樣的形式？為什麼材料會有這樣的行為？它不是直接丟給你一個結論，而是引導你去探究背後的原理，那種感覺就像在解開一個科學謎題，很有趣！尤其是在探討材料失效的機制時，我一直覺得這是一個非常關鍵的環節，但也很難理解。我希望這本書能把各種失效模式，像是延性斷裂、脆性斷裂、疲勞、蠕變等，都講得非常清楚，而且解釋它們發生的原因和條件。我特別想知道，在不同的應力狀態下，材料的斷裂行為會有哪些差異，以及如何透過材料的微觀結構來理解這些宏觀的力學表現。如果這本書能夠將這些理論與實際的材料破壞案例結合起來，那就更棒了，這樣才能讓學習過程更加生動，也更能體會材料力學在工程應用上的價值。

评分☆☆☆☆☆

這本《材料力學 Know Why (下)》的包裝和排版，就給人一種非常紮實、專業的感覺，這點讓我印象很深刻。封面設計雖然不花俏，但卻很有質感，不是那種廉價的印刷感。拿到手的時候，紙張的厚度和觸感都很好，翻閱起來很舒服，也不容易泛黃。更重要的是，它的內頁排版，我看了一下，字體大小適中，行距也很剛好，不會讓人覺得擁擠，閱讀起來眼睛不會那麼容易疲勞。而且，圖表的繪製非常精細，線條清晰，標示也很清楚，這對於理解複雜的力學概念來說，簡直是太重要了！我以前看過的某些教科書，圖都畫得含糊不清，標示也亂七八糟，看了就頭痛。但這本書，單從視覺呈現上，就已經建立了我很大的信心。我特別欣賞它在一些關鍵概念的圖解，感覺作者花了心思去設計，讓抽象的物理現象變得更容易想像。例如，在講到應力集中這個問題的時候，如果能配上一張清晰的圖，模擬出應力在某些幾何形狀上的聚集情況，那絕對比單純的文字敘述來得更有幫助。我希望這本書能在這一點上做得非常出色，讓我能夠真正「看到」材料力學中的各種現象。

评分☆☆☆☆☆

喔，拿到這本《材料力學 Know Why (下)》，說實話，第一眼就被它「Know Why」這個標題給吸引住了。你知道嗎，念書的時候，很多公式、原理，我們都只是死記硬背，考試考過了就忘了，很少真的去想「為什麼會這樣？」。以前學材料力學，常常覺得很多東西是天上掉下來的，突然就出現了這個公式，然後就要我們套用。但這本書，從書名就透露著一種打破砂鍋問到底的精神，這點對於我這種有點鑽牛角尖，喜歡追根究柢的人來說，簡直是福音！我特別期待它能把那些抽象的概念，例如應力、應變、斷裂韌性等等，用一種比較直觀、有說服力的方式來解釋。我希望它能帶我看到這些原理背後的物理圖像，而不是只看到一堆數學符號。尤其是我看過一些網路上的討論，很多人都說這本書在概念的建立上做得特別好，能夠讓學習者真正理解「為什麼」會出現這樣子的現象。這對我來說非常重要，因為如果我真的理解了背後的道理，那不管遇到什麼樣的題目，我都能觸類旁通，而不是死記硬背。而且「下」冊，表示它應該會涵蓋更深入、更複雜的內容，這正是我想要的。我希望能從中學到一些關於材料在承受外力時，內部應力分佈的細緻情況，以及不同材料在不同載荷下的行為模式。例如，對於一些疲勞失效、蠕變等現象，我一直覺得很難掌握，希望這本書能給我一個清晰的解釋。

评分☆☆☆☆☆

老實說，我對材料力學的學習過程，一直以來都有些「斷層」。總覺得很多知識點，雖然記住了，但卻沒有融會貫通，更談不上舉一反三。《材料力學 Know Why (下)》這個標題，聽起來就像是為了解決這個問題而來。我希望它能像一位循循善誘的老師，引導我一步一步地理解那些我曾經感到困惑的概念。我特別希望它能深入探討材料在承受極端載荷時的行為，例如超高溫、極低溫、或是瞬間的衝擊載荷，這些情況下的材料力學行為往往非常複雜，但又非常重要。我希望透過這本書，能夠對這些極端情況下的材料失效機制有更深刻的認識，並且了解如何從理論上進行分析和預測。這對我來說，不僅僅是學術上的提升，更是對工程安全的一種責任感。