静力学 10/e (SI Units)

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具体描述

静力学为力学领域的入门课程,为许多工程科系的必修课。内容延续高中物理的基础力学内容,再加入更有系统、更深入的探讨,强调自由体图的概念并引入向量表示法求解工程中常见结构的力平衡问题。

  本书的特色包含:
  ‧提早并大量引入实例,使读者熟悉如何应用所学于生活中。
  ‧用浅显的文字介绍新概念。
  ‧先易后难、由浅入深。
  ‧强调自由体图。
  ‧公制和英制的平衡。
  ‧包含许多较进阶的章节,教师或读者可根据需求选读。
结构力学:原理、分析与应用 一本面向工程实践的权威指南 本书旨在为结构工程、土木工程、机械工程以及相关领域的学生和专业人士提供一个全面、深入且注重实践的结构力学入门与进阶教程。我们专注于构建坚实的理论基础,并将其无缝地连接到实际工程问题的分析与求解上。 核心内容概述 第一部分:基础与静力学概念的巩固 本部分首先对结构力学的基本概念进行了细致的铺陈,确保读者对后续复杂分析所需的前提知识有清晰的认识。 绪论与基本概念: 结构、构件的分类、理想化模型、约束、自由度和载荷的类型。引入结构分析的基本假设——线弹性、小变形、平衡状态等。 力、力矩与平衡方程: 对二维和三维空间中的静力平衡条件进行了详尽的阐述。重点讨论了如何建立和求解各种约束体系下的平衡方程,包括悬臂、简支、固定等常见支撑条件。 结构的反力和约束: 详细分析了不同类型约束(如铰接、滑动、固定端)对结构自由度的限制作用,并教授如何根据平衡条件确定静定结构的反力。特别强调了静不定结构的概念及其在后续章节中需要采用的额外变形协调条件。 图形静力学: 通过力的多边形和力矩图,直观地展示了力的合成与分解,这对于理解梁和桁架中的内力分布至关重要。 第二部分:内部效应的计算与表示 本部分是结构分析的核心,聚焦于如何确定结构内部承受的载荷——轴力、剪力和弯矩。 梁和桁架的内力分析: 采用截面法(Method of Sections)和列表法(Tabulation Method)系统地推导桁架内部杆件的轴力。对于梁结构,详细讲解了如何利用一阶微分关系($V = dM/dx$,$w = dV/dx$)以及载荷函数,绘制精确的轴力图(Tension/Compression Diagram, Normal Force Diagram)、剪力图(Shear Force Diagram, SFD)和弯矩图(Bending Moment Diagram, BMD)。 荷载与内力图之间的关系: 强调了外部载荷分布与内部力图变化之间的积分和微分关系,这是进行结构设计和优化审美的关键。 组合载荷分析: 讨论了不同载荷组合(静载、活载、风载、温度效应)下的内力叠加原理,这是进行真实工程评估的基石。 第三部分:结构构件的变形分析 结构安全不仅要求静力平衡,还要求在载荷作用下保持可接受的变形(刚度要求)。本部分深入探讨了线弹性结构在各种载荷下的位移和转角计算。 材料本构关系与应力-应变基础: 简要回顾了胡克定律在各向同性材料中的应用,定义了杨氏模量($E$)和泊松比($ u$)。 梁的挠度计算——积分法与虚功法: 直接积分法/微分方程法: 详细推导并应用欧拉-伯努利梁理论(Euler-Bernoulli Beam Theory)的挠度微分方程,求解不同边界条件下梁的转角和挠度。 虚功原理(Principle of Virtual Work): 引入虚功法(或称为单位载荷法)作为计算位移的强大工具,尤其适用于求解复杂结构或多点位移。推导了力法(Unit Load Method)的精确应用步骤。 桁架的位移分析: 重点应用虚功原理(通过杆件轴向变形的虚功)来计算桁架节点位移,并阐述了杆件的温度伸长对节点位移的贡献。 弯矩图法(Macaulay's Method / Area Moment Method 简介): 介绍了更系统化的计算方法,尤其适用于分段加载的梁结构。 第四部分:静不定结构的分析 本部分是结构力学从初级阶段迈向高级分析的关键过渡。 静不定度的确定: 区分结构外部静不定度和内部静不定度。 超静定结构的分析方法: 力法(Flexibility Method): 作为最基础的超静定分析方法,详细讲解了如何选择基本体系、计算超静定力矩(或力)以及利用变形协调方程求解。应用范围覆盖超静定梁、框架和桁架。 位移法/刚度法简介(Introduction to Displacement Method): 虽然本书主要集中于解析方法,但本章会引入位移法的基本思想——用节点位移作为基本未知数,为后续使用有限元软件打下概念基础。 温度效应和支座沉降在超静定结构中的处理: 演示如何将这些“虚假载荷”纳入力法方程中,计算产生的内力重分布。 第五部分:结构稳定性与屈曲基础 本章关注结构在轴向压力下的临界行为,这是保证结构安全的关键方面之一。 欧拉屈曲理论: 推导了理想细长柱的临界屈曲载荷(Euler Critical Load),并讨论了不同端部约束(固定、铰接等)对有效长度系数的影响。 屈曲的实际考量: 讨论了初始缺陷、偏心载荷对实际屈曲载荷的影响,引入了安全系数和容许应力设计(Allowable Stress Design, ASD)的基本概念。 本书的教学特色 1. 强调物理直觉: 每一理论推导后,均配有大量实例,旨在培养读者对内力分布和变形趋势的物理图像理解,而非仅仅依赖公式。 2. 完善的例题与习题体系: 全书包含数百个经过精心设计的例题,覆盖从基础静定问题到复杂超静定结构的分析。每章末尾提供大量的、难度递增的习题,巩固学习效果。 3. 工程应用导向: 尽可能地将理论与现实工程中的构件(如连续梁、桁架桥、刚架)联系起来,展示结构力学在实际设计中的应用价值。 4. 清晰的符号约定: 采用国际通用的工程符号系统,确保读者能无缝过渡到专业规范和更高级的课程学习中。 本书是结构工程领域学生必备的工具书,它不仅教授“如何计算”,更重要的是解释“为什么这样计算”,是通往专业结构工程师之路的坚实基石。

著者信息

图书目录

chapter 1  绪论
chapter 2  质点静力学
chapter 3  刚体:等效力系
chapter 4  刚体平衡
chapter 5  分布力:形心和重心
chapter 6  结构分析
chapter 7  梁与缆绳的力
chapter 8  摩擦
chapter 9  分布力:惯性矩
chapter 10 虚功法

图书序言

图书试读

用户评价

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坦白讲,《静力学 10/e (SI Units)》这本书,最初给我留下的印象,就是一个字——“厚”。我甚至一度担心自己能否坚持把它读完。然而,随着翻阅的深入,我逐渐发现,这本“厚书”里蕴藏着不小的能量。它最吸引我的地方,在于它对知识点的讲解,非常有条理,而且过渡自然。它不会突然蹦出一些复杂的定理,而是会循序渐进地引导读者,从最基本最简单的概念开始,一点点地构建起对静力学的理解。我特别喜欢它在引入每一个新概念的时候,都会先提供一个非常直观的物理模型或者实际生活中的例子,然后在此基础上进行理论的阐述。这种“从实际出发,回归理论”的方式,让我更容易理解那些抽象的力学原理。而且,这本书的配图质量非常高,各种工程结构、受力示意图都绘制得非常精细,清晰地展现了力的作用方向和大小。这对于我这种视觉型学习者来说,简直是福音。书中的例题也是我经常回顾的部分,它们的设计非常具有代表性,涵盖了各种典型的静力学问题,而且难度梯度也很合理,能够有效地帮助我巩固和深化所学的知识。使用SI单位制,更是让这本书的实用性大大增强,对于我们未来学习更高级的工程课程,或者参与国际项目,都有着不可估量的价值。

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说实话,我一开始接触《静力学 10/e (SI Units)》这本书的时候,脑子里浮现的画面就是一堆枯燥的公式和符号,感觉像是要跟一座高山较劲。但是,随着我一点一点地深入,我发现这本书其实藏着很多“小惊喜”。最让我印象深刻的是它在讲解理论知识的时候,总是喜欢穿插大量的工程实例。比如,讲到受力分析的时候,它会画出各种桥梁、起重机、甚至是建筑物的结构图,然后一步一步地告诉你,这些结构上的每一个部分承受着什么样的力,这些力又是如何相互作用的。这种“理论结合实践”的方式,真的让我觉得学习过程不再是死记硬背,而是像在解一个个有趣的工程谜题。而且,书里的插图设计也做得非常出色,很多图都特别清晰,颜色搭配也让人看着舒服,不像有些书那样,图和文字都乱七八糟的。特别是那些三维空间的受力分析图,画得非常形象,让我这个对空间想象力不太强的人,也能比较容易地理解。它的习题设计也很有特点,不仅仅是简单的计算题,还有很多需要分析和推理的题目,需要你运用所学的知识去解决一些实际工程中的问题。有时候,一道题能让我思考好几个小时,但一旦找到了解题思路,那种成就感绝对是无与伦比的。这本书的SI单位制标注也是非常准确和规范,对于我们这些以后要接触国际工程项目的人来说,这绝对是一个巨大的优势。总的来说,它是一本既有深度又有广度的书,让我对静力学有了更直观、更深刻的认识。

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拿到《静力学 10/e (SI Units)》这本书的时候,我承认,它的厚度让我产生了一丝畏惧。但很快,我发现这本教材的“内心”远比它的“外表”更加吸引人。这本书最突出的优点,在于它将深奥的理论知识,通过一种非常清晰且富有逻辑的方式呈现在读者面前。它并没有急于抛出复杂的公式,而是从最基础的力的概念开始,一层一层地构建起完整的知识体系。我尤其欣赏它在讲解每一个知识点的时候,都会配以大量的图示和实际工程案例。比如,在讲解力的分解与合成时,它会用图示清晰地展示如何在桥梁的各个构件上分析力的作用,或者在讲解力矩时,会举出开门、扳手等生活中的例子。这种“化繁为简,化抽象为具体”的讲解方式,让我能够更好地理解和掌握那些复杂的力学原理。而且,这本书在SI单位制的运用上,非常严谨和规范,每一个公式、每一个计算都标注清楚单位,这对于培养严谨的工程思维至关重要。书中的习题设计也很有匠心,从易到难,循序渐进,能够帮助我有效地检验学习成果,并发现潜在的知识盲点。总而言之,这本《静力学》不仅仅是一本教科书,更像是一位耐心的导师,引导我一步一步地走进工程力学的奇妙世界。

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老实说,《静力学 10/e (SI Units)》这本书,初次翻阅的时候,确实让我有点望而却步。厚度、密密麻麻的公式,都给我一种“硬啃”的感觉。然而,随着学习的深入,我逐渐发现它的“内在美”。这本书最大的优点之一,在于它对概念的讲解非常到位。它不会简单地给出公式,而是会详细地解释每个公式的由来、物理意义,以及它的适用范围。例如,在讲解合力与分力的时候,它不仅仅给出了矢量求和的规则,还用大量的图示和实例,说明了力的合成和分解在实际工程中的应用,比如分析一块木板受到多个力的作用时,如何计算出总的作用效果。这一点对于我这种需要理解“为什么”而不是仅仅记住“是什么”的学习者来说,是极其重要的。此外,本书在SI单位制的使用上也是非常严谨的,每一处都标注清楚单位,让我在进行计算的时候,能够更加准确,避免因为单位换算错误而导致的结果偏差。书中的例题设计也相当有代表性,涵盖了工程实践中的各种常见问题,从基础的受力分析到复杂的结构稳定性计算,每道题都像是一次小型的案例研究。而且,它的习题集也是我最常翻阅的部分,很多题目都非常有启发性,能够帮助我举一反三,触类旁通。有时候,一道看似简单的题目,却能让我花上几个小时去思考,一旦解出来,那种豁然开朗的感觉,绝对是学习过程中最美好的体验之一。总而言之,这本书不仅仅是一本教科书,更像是一位严谨的导师,引导我一步一步地走进静力学的世界。

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《静力学 10/e (SI Units)》这本书,怎么说呢,就好像大学生活里一个默默无闻但又不可或缺的伙伴。我第一次接触静力学,还是在高中物理课上,那时候觉得这东西挺抽象的,什么力矩、合力、平衡,听起来就头疼。但上了大学,进了工科专业,才发现静力学根本就是工程学的基石,所有设计、计算都离不开它。这本“10/e (SI Units)”版本,我拿到的时候,还真是被它厚实的纸张和满满的文字给震慑住了。当初选这本书,也是因为老师推荐,说是内容详实,讲解透彻,而且单位制是国际标准的SI单位,对我们以后接轨国际工程非常重要。翻开第一页,就感觉自己像是踏进了一个全新的世界。书里的图例非常多,而且很多都是实际工程中的案例,比如桥梁的结构受力分析,起重机的平衡问题,甚至是一些简单的机械装置的原理。这些图例配上详细的文字解释,一下子就把那些抽象的公式具象化了,让我觉得“哦,原来是这么一回事!”。而且,这本书的章节编排也很合理,从最基础的力的概念,到矢量运算,再到二维和三维空间的力系分析,一步一步地引导读者深入。我尤其喜欢它在讲解每一个概念的时候,都会先给出清晰的定义,然后通过几个不同角度的例子来加深理解。有些例子我还特意去查了相关的工程实践,发现书里讲解的理论在实际工程中真的有着广泛的应用,这让我对学习静力学充满了信心。有时候,我会在图书馆里一坐就是一整天,啃那些复杂的例题,一遍一遍地推导,直到自己完全弄懂为止。这本书的习题量也是相当可观的,每一章后面都有不同难度的习题,有些挑战性非常强,解出来的时候成就感爆棚。虽然过程很辛苦,但每一次的突破都让我觉得自己的工程素养在不断提升。现在回想起来,这本《静力学》真的是我大学期间打下坚实工程基础的关键。

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说真的,《静力学 10/e (SI Units)》这本书,在拿到手的时候,并没有给我带来太多的惊喜。怎么说呢,一本厚厚的工程教材,就摆在那里,一眼望去,尽是公式和图表。然而,随着学习的深入,我才慢慢体会到它“厚积薄发”的魅力。这本书最令我称道的地方,在于它将抽象的理论知识,通过一种非常直观且富有条理的方式呈现出来。它不会一下子就抛出复杂的概念,而是从最基础的力的概念入手,一步一步地引导读者,就像在搭积木一样,把每一个知识点都牢牢地打在基础上。而且,书中大量的图例,简直是学习过程中的“救命稻草”。各种工程结构,从简单的杠杆原理,到复杂的桥梁、塔架的受力分析,都被绘制得一清二楚,配上详细的文字解释,瞬间就能把那些抽象的公式变得具象化。我尤其喜欢它在讲解一些关键定理的时候,会提供多种不同的推导方法,让我可以从不同的角度去理解同一个概念。这对于我这种希望“知其然,更知其所以然”的学习者来说,是非常宝贵的。书中的例题也做得非常扎实,每一道题都能够很好地检验和巩固所学的知识,而且很多题目都非常有启发性,能够激发我去思考更多相关的工程问题。使用SI单位制这一点,更是让这本书的实用性大大提升,对于我们这些未来可能要从事国际项目的人来说,这简直是“标配”。

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坦白讲,最初拿到《静力学 10/e (SI Units)》这本书的时候,我的心情是有些复杂的。厚重的书本,密集的公式,都让我对即将到来的学习旅程充满了“敬畏”。但是,随着我一点点地深入阅读,我逐渐发现这本书并非我想象中的那么“难以亲近”。它最让我印象深刻的是,它并没有把理论知识讲得过于“空中楼阁”,而是通过大量的实际工程案例,将抽象的力学概念“拉回地面”。比如,在讲解受力分析的时候,书里会用大量的图示来展示真实的工程结构,像是桥梁的梁、柱,飞机的机翼,甚至是起重机的吊臂,然后详细分析它们在各种荷载下的受力情况。这种“纸上谈兵”和“实战演习”的结合,让我对静力学的理解不再是停留在公式的层面,而是能够看到它在现实世界中的巨大作用。此外,这本书在SI单位制的运用上,可谓是“精益求精”。每一个公式、每一个计算都标注得非常清晰,让我能够更好地掌握单位的概念,避免因为单位的混淆而产生错误。书中的例题也非常具有代表性,涵盖了工程实践中各种常见的力学问题,而且难度分布也很合理,从基础的入门题到挑战性的综合题,应有尽有。我常常会花很长时间去钻研一道难题,直到彻底弄懂为止,那种克服困难之后的成就感,是任何东西都无法替代的。总的来说,这本《静力学》就像是一位经验丰富的工程师,用最严谨的态度,最清晰的语言,为我打开了通往工程世界的大门。

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坦白讲,一开始拿到《静力学 10/e (SI Units)》这本书时,我内心是有点抗拒的。毕竟“静力学”这三个字,听起来就跟枯燥、理论挂钩,而且还是厚厚一本,感觉就要把我淹没在公式和符号的海洋里。但我必须承认,这本教材的编排方式,可以说是非常“聪明”了。它并没有一开始就抛出大量晦涩的定义和定理,而是从一些大家都能理解的日常现象入手,比如为什么人站在地上不会掉下去,或者为什么桌子能稳稳地撑住东西。通过这些生活化的引入,慢慢地把读者带入到“力”这个概念中来,再逐步解释力的叠加、分解、力矩等原理。这一点对我这种“动手派”的学习者来说,简直是福音。而且,这本书里大量的插图和照片,绝对是它的一大亮点。各种工程结构,从简单的杠杆到复杂的桥梁、起重机,都配有详细的受力分析图,清晰地标注出各种力的方向和大小。我常常会在学习某个概念的时候,翻到后面对应的图例,看到书本上的理论是如何应用于现实世界的,那种“啊哈”时刻的满足感,真的难以言喻。即使是那些看起来很复杂的计算,通过那些清晰的图示,也变得易于理解。书中的例题设计也非常有层次感,从基础的原理应用,到综合性的工程问题,循序渐进,让学习者在解题过程中不断巩固和提升。有时候,我会对着一道题冥思苦想半天,但一旦思路打开,解出来的那一刻,真的会有一种成就感油然而生。这本书不仅仅是传递知识,更是教会我一种解决问题的思维方式。

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当《静力学 10/e (SI Units)》这本书刚出现在我面前的时候,我的第一反应是:“这下完了,又要跟一堆抽象的概念和复杂的计算打交道了。” 毕竟,静力学听起来就不是那种“轻松愉快”的学科。然而,在我真正开始阅读这本书后,我才发现,我之前所有的顾虑都是多余的。这本书最让我赞赏的一点,就是它在讲解每一个知识点的时候,都非常注重逻辑性和连贯性。它不会突然跳到下一个章节,而是会循序渐进地引导读者,从最基础的力的概念,到力的合成与分解,再到力系的平衡,每一个环节都衔接得非常自然。我尤其喜欢它在讲解复杂的定理时,会先用一些简单易懂的语言进行概括,然后再通过详细的数学推导来证明,最后再辅以具体的算例来加深理解。这种“由浅入深,由易到难”的学习方式,让我感觉自己就像在爬楼梯一样,每一步都踩得很扎实。另外,这本书的配图也是一大亮点。它里面有大量的工程图,包括各种结构的受力图、示意图等等,这些图不仅仅是为了美观,更是为了帮助读者更好地理解抽象的理论。有时候,我仅仅是看着那些图,就能对某个概念有个大概的认识。而且,这本书的习题设计也非常巧妙,每一道题都紧密结合了前面所学的知识点,而且难度循序渐进,让我能够有效地检验自己的学习成果,并且在练习中不断发现自己的不足。

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当初拿到《静力学 10/e (SI Units)》这本书的时候,说实话,我对它的期待不高。一本厚厚的理工科教材,我以为会是一堆枯燥的公式和让人头疼的证明。但是,越往后读,越发现这书的“隐藏技能”一点点显现出来。最让我赞赏的是,它在讲解每一个知识点的时候,都不是那种“讲完就撒手”的风格,而是会用很多实际工程的例子来“落地”。比如,讲到力的平衡,它会给你展示一个正在工作的起重机,然后分析这个起重机上的各个部件承受的力,以及它们是如何相互制衡的。这种“理论联系实际”的方式,让我在学习的时候,感觉自己不再是孤军奋战,而是像在跟一位经验丰富的工程师一起研究问题。书中的插图也是一大亮点,不仅数量多,而且清晰度和专业性都相当高。特别是那些三维受力分析的图,画得特别形象,即使我一开始对空间想象力不太敏感,也能通过这些图找到感觉。而且,这本书在SI单位制的使用上,做得非常严谨和规范,每一处计算都标明了单位,这对于避免计算错误,培养严谨的工程思维,实在是太重要了。它的习题设计也很有特色,不仅仅是机械的计算,很多题目都要求你去分析、去推理,去运用所学的知识解决实际工程问题。有时候,一道题能让我思考好几天,但一旦思路打通,那种豁然开朗的感觉,真的让人兴奋不已。

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