統計學(概要) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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程大器

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好的，这是一份关于一本名为《工程力学基础》的图书的详细简介，旨在提供与《統計學(概要)》无关的、深入且专业的描述，篇幅大约1500字。 --- 《工程力学基础》：结构与运动的精深探究 导言：力学——现代工程的基石 《工程力学基础》是一部旨在系统阐述经典力学原理及其在工程应用中核心地位的专著。本书深入浅出地剖析了物体在力、运动和平衡状态下的基本规律，为机械、土木、航空航天等各个工程领域的专业人士和高年级学生提供了坚实的理论框架与实践指导。力学，作为连接基础科学与工程实践的桥梁，其掌握的深度直接决定了工程设计的可靠性与创新潜力。本书不满足于对公式的简单罗列，而是致力于构建一个完整的、具有高度自洽性的物理思维体系，使读者能够真正理解力作用下的世界规律。 第一部分：静力学——平衡的艺术与结构分析的起点 静力学部分是全书的奠基石，着重研究处于平衡状态的物体所受的力系分析。我们从最基本的概念入手，如质点、刚体、力的概念、矢量表示及其合成与分解。 1. 力的平衡与约束： 详细阐述了平衡的必要与充分条件，深入探讨了二维与三维空间中物体的静力平衡方程。本章节的重点在于对各种工程约束的精确建模，包括固定端约束、铰接约束、滚动约束等。通过大量的工程实例，如桁架、框架结构的受力分析，读者将学会如何准确地建立自由体图（Free Body Diagram, FBD），这是解决所有力学问题的首要且关键的步骤。 2. 结构分析的深化： 在掌握基本平衡原理后，本书引导读者进入更复杂的结构分析领域。我们详细介绍了刚架结构的稳定性判断，包括桁架（Truss）结构的几何组成及其求解方法——节点法（Method of Joints）与截面法（Method of Sections）的适用条件与精确操作步骤。针对框架（Frame）结构，本书引入了更通用的虚功原理（Principle of Virtual Work）作为辅助分析工具，为后续的结构动力学和弹性力学打下基础。特别地，书中辟出一章专门探讨了摩擦力的影响，从静摩擦到动摩擦的转换条件，并分析了楔块、螺旋机构中的摩擦应用。 3. 分布力与接触应力初步： 面对实际工程中常见的分布载荷（如梁上的均布荷载或集中荷载），本书提供了计算合力、合力矩的积分方法。同时，初步引入了接触表面上的压力分布概念，为理解后续的固体力学中的应力集中现象做铺垫。 第二部分：运动学——描述运动的几何规律 运动学是研究物体运动的几何描述，而不涉及引起运动的力。这部分内容侧重于精确的数学描述和坐标系的选择。 1. 质点运动学： 从最简单的直线运动（一维）开始，逐步过渡到平面运动和空间运动。本书严格区分了位移、速度和加速度的矢量特性，强调了瞬时速度和加速度的定义。对于曲线运动，我们详细推导了自然坐标系（法向加速度与切向加速度）的表达方式，这对于分析运动物体（如车辆、航天器）的轨迹至关重要。 2. 刚体运动的分解： 刚体运动的复杂性源于其包含无限多个质点的运动叠加。本书系统地阐述了刚体运动的瞬时平移与瞬时转动分解原理。通过引入角速度和角加速度的概念，我们详细分析了绕定轴转动、定点转动以及复杂空间运动的运动规律。对欧拉角和四元数的应用，本书进行了详实的介绍，以解决三维空间中姿态描述的奇异性问题。 第三部分：动力学——力与运动的内在联系 动力学部分是将前两部分内容综合起来，探究力如何引起物体运动变化的核心领域。 1. 质点动力学：牛顿定律的工程化： 本章紧密围绕牛顿第二定律（$mathbf{F} = mmathbf{a}$），并拓展至不同参考系下的应用。书中详细区分了惯性系和非惯性系，重点分析了在旋转参考系中引入科里奥利力和离心力的必要性及其在工程计算中的实际意义。通过对平面连杆机构、摆锤、弹簧-质量系统（振动初步）的分析，展示了如何将实际问题转化为微分方程求解。 2. 动量与能量原理： 能量和动量守恒定律是解决动力学问题的两大基石。本书深入探讨了： 动量定理与动量矩定理： 侧重于冲量、冲击过程以及刚体绕定轴或运动轴的角动量变化，适用于分析碰撞和短时间高载荷过程。 功与能原理： 详细定义了保守力、非保守力，并引入了动能定理和系统机械能守恒定律。虚功原理在动力学中的推广——虚位移原理，被用来推导复杂系统的运动方程，为拉格朗日力学做好了铺垫。 3. 刚体动力学： 刚体动力学是全书的难点和重点。本书采用牛顿-欧拉方程和拉格朗日方程两种方法对刚体绕固定点转动（如陀螺仪）、绕定轴转动等问题进行求解。对转动惯量的计算、平行轴定理的应用，以及主惯性轴的确定，均配有详尽的图解和计算实例，确保读者能够准确掌握复杂刚体运动的动力学分析。 第四部分：振动学初步——系统对扰动的响应 本部分作为工程力学的延伸，简要介绍了线性振动的基础知识，这是结构安全性和机械可靠性的关键考量。 本书从单自由度系统（SDOF）的自由振动（无阻尼与有阻尼）开始，推导了特征方程，确定了固有频率。随后分析了外部周期性激励下的受迫振动，重点讲解了共振现象及其危害，以及通过振动隔离和阻尼设计来控制振动的方法。 结语与教学特色 《工程力学基础》的编写遵循“概念清晰、推导严谨、应用导向”的原则。全书结构逻辑严密，章节之间层层递进，确保了理论体系的完整性。每章末尾均附有大量的精选习题，覆盖了从基础概念验证到复杂工程问题分析的各个层次。本书的语言力求精确而流畅，避免了不必要的术语堆砌，旨在培养读者对物理现象的直觉判断力和运用数学工具解决实际工程难题的能力。掌握本书内容，是成为合格结构工程师或机械设计者的必经之路。