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　　工程力学主要探讨静力学及材料力学二部分，是工程学科的基础，对于相关科系的学生来说，是一门非常重要的基本学问。为使读者易学、易懂、易记，本书以条理分明为原则，衔接高中职与大学课程，利用简明的观念、清晰的重点与精要的解题技巧使读者轻松掌握学习重点，相当适合自习、准备就业考试、升学考试及授课之用。

　　本书前半部分为静力学，主要强化力学基本工具、力学基本概念、力系的合成、刚体静力平衡、重心、结构分析、摩擦学、惯性矩等观念；后半为材料力学，详细介绍材料在弹性范围内的应力与应变、轴向负载构件、扭转、剪力与弯矩、樑之应力、平面应力、樑之挠曲、静不定樑等观念。

作者简介

王聪荣

　　学历∕美国北爱荷华大学工程技术研究所博士
　　现职∕国立台北科技大学建筑系专任教授

刘瑞兴

　　学历∕国立台北科技大学技职教育研究所硕士
　　现职∕国立苗栗高级农工职业学校生物机电科教师

好的，以下是一本名为《现代材料科学导论》的图书简介，该书与《工程力学》的内容无关，并力求详实自然。 --- 现代材料科学导论 探索物质世界的奥秘与未来 图书名称： 现代材料科学导论 作者： [此处可填写真实作者或行业专家的名字] 定价： [根据实际情况填写] 页数： 约800页（精装） --- 内容提要 《现代材料科学导论》是一本全面、深入且具有前瞻性的教材与专业参考书，旨在为材料科学、化学工程、物理学、机械工程以及相关领域的研究人员、工程师和高年级本科生提供一个理解和掌握当代材料科学核心原理、前沿技术与未来发展趋势的坚实基础。 本书的独到之处在于，它不仅仅停留在对传统材料（如金属、陶瓷和聚合物）的微观结构与宏观性能的经典论述上，更将大量的篇幅聚焦于新兴功能材料、智能材料以及可持续性材料的最新研究进展。全书结构严谨，逻辑清晰，力求在理论深度与工程应用之间找到完美的平衡点。 核心章节与内容深度剖析 本书共分为七大部分，涵盖了材料科学的广阔图景： 第一部分：材料科学的基石与方法论（Foundations and Methodology） 本部分首先确立了材料科学研究的基本框架——结构、性能、加工与性能之间的相互联系（即“材料四要素”）。我们详细介绍了晶体结构基础，深入探讨了布拉格定律、晶格缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）的形成及其对材料性能的决定性影响。 在研究方法上，本书重点阐述了材料表征技术的最新进展。这包括高分辨透射电子显微镜（HRTEM）在原子尺度的成像能力、扫描隧道显微镜（STM）对电子态的直接观测、X射线衍射（XRD）在相分析中的应用，以及各种光谱学技术（如拉曼光谱、XPS）在化学键合分析中的作用。我们力求使读者理解，如何通过先进的表征手段“看见”材料内部正在发生的事情。 第二部分：结构材料的演进（Evolution of Structural Materials） 传统结构材料的创新仍在继续。在金属材料章节，我们超越了简单的铁碳合金，详细分析了高熵合金（HEAs）的设计原理、纳米晶体金属的超高强度来源，以及增材制造（3D打印）技术如何彻底改变了复杂金属部件的微观结构控制。 陶瓷材料的讨论聚焦于非氧化物陶瓷（如氮化物、硼化物）在极端温度和腐蚀环境下的应用。特别地，本书深入解析了复合材料的设计策略，从经典的纤维增强复合材料到先进的纳米粒子增强基体系统，探讨了界面控制在决定整体力学性能中的关键作用。 第三部分：软物质与聚合物科学（Soft Matter and Polymer Science） 聚合物科学在现代生活中无处不在，本部分致力于剖析高分子链的构象、分子间作用力以及它们如何共同决定材料的粘弹性行为。我们详细介绍了动态力学分析（DMA）如何揭示聚合物的玻璃化转变温度与松弛机制。 此外，生物相容性聚合物和自修复材料是本部分的高潮。我们探讨了模仿自然界细胞外基质的聚合物水凝胶的制备及其在组织工程中的潜力，以及引入特定化学键（如动态共价键或超分子键）如何赋予材料在受损后恢复自身完整性的能力。 第四部分：功能材料的原理与应用（Principles and Applications of Functional Materials） 功能材料是现代科技的心脏。《现代材料科学导论》将大量篇幅献给电、磁、光功能材料。 在半导体材料方面，本书超越了硅基器件，详细介绍了宽禁带半导体（如GaN和SiC）在功率电子领域的革命性影响，以及二维材料（如石墨烯和过渡金属硫化物）的独特载流子输运特性。 磁性材料章节重点关注自旋电子学（Spintronics）。我们不仅回顾了铁磁性、反铁磁性的基础，更深入探讨了磁性隧道结（MTJ）的巨磁阻效应（GMR）及其在下一代存储设备中的应用。 压电与热释电材料则被放置在一个强调能量转换和传感的背景下进行讨论。 第五部分：能源材料的挑战与机遇（Challenges and Opportunities in Energy Materials） 面对全球能源转型，本部分聚焦于如何通过材料创新驱动清洁能源技术。 储能材料： 重点剖析了锂离子电池（LIBs）的固态电解质设计、下一代钠离子和镁离子电池的材料瓶颈。对于超级电容器，我们分析了活性炭、导电聚合物和金属氧化物在高比表面积电极构建中的作用。 光伏材料： 除了传统的晶体硅太阳能电池，本书对钙钛矿太阳能电池的效率提升、稳定性问题以及商业化路径进行了深入的案例分析。 催化材料： 探讨了多相催化剂的表面活性位点设计、光催化剂在水分解和污染物降解中的机制。 第六部分：智能与响应性材料（Smart and Responsive Materials） 智能材料是连接物理世界与信息世界的桥梁。本书系统梳理了以下几类材料的响应机制： 1. 形状记忆合金（SMAs）与聚合物（SMPs）： 侧重于其应变恢复机制的相变热力学描述。 2. 电活性与磁活性聚合物（EAPs/MAPs）： 分析其在软体机器人和人工肌肉中的驱动原理。 3. 光响应材料： 探讨光诱导的异构化、光热效应在光刻和药物控释中的应用。 第七部分：可持续性与计算材料科学（Sustainability and Computational Materials Science） 最后一部分着眼于材料科学的未来方向。可持续性材料讨论了如何设计可降解聚合物、如何利用生物质资源开发高性能材料，以及材料的生命周期评估（LCA）方法论。 计算材料科学被视为加速材料发现的关键工具。本书详细介绍了密度泛函理论（DFT）在预测材料电子结构和相稳定性中的基础应用，以及材料基因组计划（Materials Genome Initiative, MGI）如何结合高通量计算和实验，实现新材料的快速筛选与优化。 适用读者 材料科学与工程专业学生： 作为核心课程教材或深入学习的参考书。 化学、物理、电子工程专业学生： 帮助理解其专业领域中材料特性的底层机制。 研发工程师与科研人员： 为从事功能材料、新能源技术、先进制造等领域的研究工作提供最新的理论支撑和技术视野。 本书的特点在于其详尽的图表、丰富的案例分析，以及贯穿始终的理论与实践相结合的叙事方式，确保读者在掌握基础知识的同时，也能紧跟材料科学飞速发展的步伐。

评分☆☆☆☆☆

《工程力学》这本书，在我眼中，是一本非常“接地气”的理论著作。它没有回避工程实际中的复杂性和不确定性，反而积极地将其纳入分析范畴。我特别欣赏书中关于“可靠性工程”和“不确定性分析”的章节。作者并没有将所有参数都视为精确的常量，而是强调了材料性能、载荷、甚至几何尺寸都可能存在一定的变异性。通过介绍概率论和数理统计的方法，作者引导我们如何量化这种不确定性，并评估工程结构在面临这些不确定性时的失效风险。我记得书中关于“故障树分析”和“事件树分析”的讲解，这些方法让我认识到，一个复杂的系统，其失效可能由多种单一事件组合而成，而工程师需要通过系统性的分析来识别这些潜在的故障模式，并采取相应的预防措施。我还对书中关于“可靠性指标”的计算有所了解，比如平均无故障时间（MTTF）和平均修复时间（MTTR），这让我明白了在工程设计中，不仅仅要考虑结构的强度和稳定性，更要考虑其长期运行的可靠性和易维护性。这本书让我明白，真正的工程设计，是建立在对现实世界的高度认知之上的。

评分☆☆☆☆☆

在翻阅《工程力学》时，我对于其中关于“材料的力学性能”的描述，印象尤为深刻。这本书不仅仅是介绍力学原理，更是在引导我们理解材料在受力后的行为。作者对各种材料（如钢、铝、混凝土）的弹性模量、泊松比、屈服强度、抗拉强度等参数的详细介绍，让我明白了为什么在工程设计中选择合适的材料至关重要。我记得书中有一个关于拉伸试验的详细描述，图文并茂地展示了应力-应变曲线，并解释了其中的弹性变形、塑性变形以及断裂等阶段。这让我深刻理解了材料的“韧性”和“脆性”的区别，以及它们在工程应用中的考量。我还对书中关于材料的疲劳和蠕变的讲解留下了深刻的印象。例如，在讲述疲劳时，作者引用了飞机起落架在反复承受载荷下的失效例子，这让我认识到即使应力远低于材料的屈服强度，长时间反复加载也可能导致材料疲劳断裂。而蠕变的概念，则让我理解了在高温高压环境下，一些材料会随着时间的推移而缓慢变形，这对于设计蒸汽管道、核反应堆等至关重要。这本书让我明白，工程力学不仅仅是计算，更是对材料行为的深刻理解和预测。

评分☆☆☆☆☆

《工程力学》这本书，我不得不说，它的内容对于我这样一个对机械设计充满兴趣的读者来说，简直是宝藏。从动力学章节开始，我对“惯性”这个概念有了全新的认识。作者不是简单地给出一个定义，而是通过分析物体的运动状态，比如在不同受力情况下，物体是加速、减速还是保持匀速，来解释惯性定律。我记得书中有一个关于汽车刹车和碰撞的例子，通过动量守恒定律来解释碰撞的冲击力，这让我对交通安全有了更深刻的感悟。这本书对能量守恒定律的讲解也非常透彻，通过对各种机械系统（如弹簧振子、单摆）的能量转换分析，让我理解了能量在转化过程中是守恒的，只是形式不同。我特别喜欢作者在讲解工作和功率时，结合了举重、跑步等运动场景，让这些物理概念变得不再遥不可及。书中对刚体绕定轴转动的运动分析，特别是角速度、角加速度以及转动惯量的概念，对我理解电动机、飞轮等旋转机械的工作原理非常有帮助。我还记得书中关于振动的内容，对简谐振动的数学模型以及阻尼振动的分析，都让我对机械设备的稳定性和可靠性有了更深入的了解。总的来说，《工程力学》为我提供了一个扎实的理论基础，让我能够更好地理解和分析各种机械系统的运动特性。

评分☆☆☆☆☆

第一次接触《工程力学》这本著作，是在大学时期，那时的我还是个懵懂的新生，对许多物理概念都模糊不清。这本书犹如一位循循善诱的良师，它没有直接抛出复杂的公式和抽象的理论，而是从最基础的受力分析、力的合成与分解讲起，一步一个脚印地引导我们认识这个物理世界。我还记得书中最让我印象深刻的部分，是关于静力学的平衡概念。作者用了很多生活化的例子，比如桥梁的支撑、起重机的吊臂，甚至是简单的桌椅，来解释力的平衡原理。这些例子就像一扇扇窗户，让我看到了工程力学如何渗透到我们生活的方方面面。我尤其喜欢书中对“刚体”概念的阐述，它打破了我之前对物体变形的固有印象，让我理解在某些工程分析中，将物体视为不变形的重要性。书中对力的投影、合力矩等概念的讲解，也是我当年学习的重难点，但作者通过图文并茂的方式，配以大量清晰的图示和详实的计算过程，让我豁然开朗。读完静力学部分，我感觉自己对周围世界的理解层次提升了不少，不再只是看到事物的表面，而是能初步分析其中蕴含的力学原理。这本《工程力学》不仅仅是一本教科书，更像是一本启蒙读物，它为我打开了通往工程领域的大门，也让我对科学的严谨和逻辑性有了初步的认识。

评分☆☆☆☆☆

读完《工程力学》的振动章节，我感觉自己的认知又提升了一个维度。过去我总觉得振动是件坏事，会让机器产生噪音，甚至损坏。但这本书让我了解到，振动在工程中也可能是有用的，比如某些设备就是利用振动来完成特定功能的。作者在讲解简谐振动时，非常细致地分析了其数学表达式，并介绍了各种描述振动状态的参数，如振幅、周期、频率和相位。我还记得书中对受迫振动和共振的讲解，这对于理解为什么有些桥梁在风的作用下会发生剧烈摇晃，甚至垮塌，提供了科学的解释。作者通过形象的比喻，将共振描述成“能量的传递效率达到最大”，这让我更容易理解其破坏性。这本书也让我了解到，工程师在设计时，需要主动避免共振的发生，或者通过设计合理的阻尼装置来抑制振动。我还对书中关于多自由度振动系统的分析留下了深刻印象，虽然过程比较复杂，但作者通过分步讲解和引入简化的模型，让我得以一窥其堂奥。通过这些知识，我开始重新审视身边的许多工程实例，比如洗衣机的减震设计、建筑物的抗震结构，都能看到工程力学原理的应用。这本书让我明白了，工程设计不仅仅是追求功能实现，更要考虑结构在各种动态环境下的稳定性。

评分☆☆☆☆☆

《工程力学》这本书，它就像一本打开我思维的钥匙，尤其是在其关于“虚功原理”的部分。坦白说，初读时我被这个概念绕得很晕，觉得它比之前学过的任何东西都要抽象。但随着作者一步步的引导，从虚位移、虚功的概念入手，再到虚功原理在判断静力平衡和求解结构位移方面的应用，我才逐渐领悟到它的强大之处。书中用了很多巧妙的例子，比如通过虚功原理来求解一个复杂桁架的内力，或者一个连续梁的支撑反力，这些都比传统的直接受力分析要简洁高效得多。我特别欣赏作者在讲解这个原理时，强调了“如果一个系统处于平衡状态，那么所有外力（包括约束力）作用在虚位移上的总虚功为零”。这个简洁而优美的表述，让我对力学问题的求解有了全新的视角。我还记得书中对“卡氏定理”的介绍，它将虚功原理进一步推广，让我看到了其在更广泛的工程问题中的应用前景。通过学习虚功原理，我感觉自己分析工程结构的能力得到了显著提升，能够从更宏观、更抽象的角度去理解和解决问题。这本书不仅仅是传授知识，更重要的是培养了一种解决问题的思维方式。

评分☆☆☆☆☆

《工程力学》这本书，是我在学习工程学过程中，不可或缺的一本“精神食粮”。它的内容之丰富，涵盖之广泛，让我每次重读都能有新的体会。从静力学到动力学，从材料力学到结构力学，这本书像一条清晰的脉络，将工程学中最核心的理论串联起来。我尤其欣赏作者在解释一些高度抽象的理论时，总能巧妙地运用一些生动形象的比喻和贴近生活的实例。比如，在讲解“应力集中”时，书中就用到了一个关于“水流在遇到障碍物时，水流速度会加快”的例子，这让我很容易就理解了应力为何会在几何形状突变处出现局部放大。我还记得书中关于“能量法”的讲解，它提供了一种全新的视角来分析工程问题，能够非常巧妙地求解一些传统方法难以处理的难题。这本书不仅仅是传授了知识，更重要的是培养了一种严谨的科学思维和解决问题的能力。它让我明白，工程学并非是僵化的公式和计算，而是在理解物理规律的基础上，进行创新和优化的过程。每次读完这本书，我都会感到思维的拓展和视野的开阔，也更加坚定了我在工程领域继续深造的决心。

评分☆☆☆☆☆

《工程力学》这本书，就像是我的工程思维的“启蒙老师”，特别是它在“有限单元法”这个章节的介绍，虽然篇幅不算最长，但其内容对我而言，简直是打开了一个全新的世界。作者并没有直接抛出复杂的数学方程，而是从“离散化”这个概念入手，将一个连续的、复杂的结构，拆分成无数个小的、简单的单元。我记得书中用了一个非常直观的例子，就是将一块复杂的曲面，用一系列小的三角形或四边形拼凑起来，这样就可以在每个小单元上进行简单的力学分析，然后再将这些分析结果“集成”起来，从而得到整个结构的整体行为。作者详细解释了单元的形状、节点、插值函数等概念，以及如何建立单元刚度矩阵，然后通过组装得到整体刚度矩阵。我还记得书中关于边界条件和载荷施加的讲解，这些都是实现有限单元法计算的关键步骤。虽然书中并没有详细介绍具体的计算程序，但其逻辑和原理的阐述，足以让我对这种强大的数值计算方法有了初步的认识。这本书让我明白了，很多复杂的工程问题，都可以通过这种“化整为零”的方式来求解，这对于我日后学习更高级的工程软件和进行更深入的工程分析，打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

说实话，刚开始翻阅《工程力学》时，我有点被它厚重的篇幅和密集的公式吓到。但越往后读，越发觉得这本书的价值所在。它不仅仅是枯燥的理论堆砌，更是一套系统性的思维训练。尤其是材料力学那一章节，作者对“应力”和“应变”的解释，让我深刻理解了材料在受力后内部会发生怎样的变化。书中对梁的弯曲、剪切以及扭转等情况的分析，配以详细的图解和公式推导，对于我理解高层建筑、桥梁结构等工程设计的原理起到了至关重要的作用。我特别欣赏作者在讲解复杂概念时，总能提供一些非常贴切的工程实例，比如讲述疲劳强度时，就引用了飞机机翼和轮轴的设计，这让我很容易将抽象的理论与实际应用联系起来。这本书也让我对“安全性”有了更深的理解，工程师在设计时，必须充分考虑材料的许用应力、安全系数等，确保结构在正常使用过程中不会发生破坏。书中对失效模式的探讨，例如屈服、断裂等，都让我认识到工程设计的严谨性。我记得有一次在看到书中关于杆件轴向受力时的应力计算，作者详细解释了截面法的使用，并给出了多种截面形状的计算示例，这对于我们之后进行结构强度校核非常有帮助。这本书的逻辑性非常强，从基本概念到具体应用，层层递进，让人感觉学习过程既有挑战性，又有成就感。

评分☆☆☆☆☆

《工程力学》这本书，对我而言，最吸引人的部分莫过于它对“结构稳定性”的深入探讨。过去我总以为只要材料强度足够，结构就不会倒塌，但这本书让我看到了“稳定性”这个更为关键的因素。作者在讲解压杆失稳时，引用了著名的“欧拉公式”，并详细解释了临界压力是如何产生的，以及它与杆件长度、截面惯性矩和材料弹性模量的关系。我还记得书中对斜杆失稳、板壳失稳等问题的分析，这些都让我对高层建筑、大跨度桥梁等结构的安全性有了更深的认识。作者通过大量的图示和案例，生动地展示了压杆在不同受力状态下的变形过程，从初始的微小扰动，到最终的失稳屈曲。我特别欣赏书中关于“稳定性安全系数”的讲解，这让我明白工程师在设计时，不仅要考虑结构在正常载荷下的强度，更要确保其在受到一定扰动时仍能保持稳定。我还对书中关于动载荷下结构的稳定性问题有所了解，这让我对工程安全有了更全面、更深入的理解。这本书让我认识到，工程设计是一门既有艺术性又有科学性的学科，需要对各种潜在的危险因素进行周密的考虑。