《结构力学教程/高等院校机械类特色专业系列规划教材》为高等院校机械类特色专业系列规划教材,全书内容分为基础篇、静定结构篇、超静定结构篇和结构稳定与极限载荷篇四篇共11章。基础篇包括绪论、平面体系的几何组成分析2章;静定结构篇包括静定梁与静定刚架、静定平面桁架、静定结构的位移计算、影响线及其应用4章;超静定结构篇包括力法、位移法、矩阵位移法3章;结构稳定与极限载荷篇包括结构稳定、梁和刚架的极限荷载2章。
《结构力学教程/高等院校机械类特色专业系列规划教材》附有客观型与主观型的各章习题、参考答案和自测题。
《结构力学教程/高等院校机械类特色专业系列规划教材》可作为高等院校机械等专业本科生的结构力学教材,也可以供研究生和工程技术人员参考。
机械类结构力学课程是机械工程各专业本科生的重要技术基础课、主干课和必修课。结构力学课程是在学习工程力学、机械设计等课程的基础上,通过学习相关知识,掌握工程机械杆件结构的受力特性,掌握工程机械中杆件结构的计算原理和方法。随着高层建筑的发展需要,高耸大型的起重机、混凝土泵车等工程机械的快速发展,对机械工程类专业结构力学课程要求不断提升。通过课程学习,为建筑机械钢结构和机械工程中结构设计方面的后续专业课程学习和工程机械设计奠定基础,使得学生获得机械结构分析与计算等方面的综合运用能力。
目前,机械类结构力学教材较为缺少,因此多数采用土木工程类的结构力学教材作为替代,造成学生缺乏对于机械工程类实例的了解。而既有的一些教材一方面是年代久远,另一方面教材中多数是在绪论中针对机械类问题引入,而在总体内容上实质性缺少机械工程实例讲解。针对这个问题,通过多年来讲授机械类结构力学的教学实践,依托辽宁省本科教学改革项目“机械类结构力学课程体系和内容的改革与实践研究”,将授课教案通过整理修改,编写出针对机械工程类的结构力学教程。教材具有下面几个特色。
(1)模块化思路。《结构力学教程》将整体内容划分为4个模块,共11章。基础篇包括:绪论和平面体系的几何组成分析;静定结构篇包括静定梁与静定刚架、静定平面桁架内力分析、静定结构的位移计算和影响线及其应用;超静定结构篇包括力法、位移法和矩阵位移法;结构稳定与极限载荷篇包括结构稳定、梁和刚架的极限荷载,强化了本书的知识体系。
(2)面向机械工程的具体实际问题,涵盖了门式起重机、桥式起重机、塔式起重机、混凝土泵车臂架体系、擦窗机、挖掘机和装载机等工程机械结构体系对象,将结构体系简化、体系组成分析,静定与超静定问题分析求解和计算贯穿于全书。
(3)强调各类问题的求解过程步骤化,如力法求解步骤为:确定基本未知量与形成静定体系、列力法方程、图乘法计算方程系数,求解基本未知量、绘制最终内力图。这种思想强化了工程问题求解过程,为引导型无纸考试评判方法提供了条件。
(4)习题方面,编写了包括判断题、选择题、填空题和分析、计算、绘图题等各类客观题和主观题,并给出参考答案。便于针对基本概念和实际综合问题的分析计算方法的掌握。
本书由侯祥林和郑夕健两位老师编著,研究生王洁乐、李琦、吕长权等在稿件编排等方面做了大量工作,在此表示衷心感谢。
本书为高等院校机械类特色专业系列规划教材。
本书的出版获得辽宁省本科教学研究项目经费资助和沈阳建筑大学资助,衷心感谢。
限于作者水平,书中错误难免,敬请批评指正。
侯祥林,1962年5月生,辽宁省新民人,博士(博士后),沈阳建筑大学教授,沈阳建筑大学教学名师、基础力学系列课程团队带头人,建筑力学精品课程负责人,研究生结构动力学精品课程负责人。中国力学学会一般力学专业委员会委员,辽宁省力学学会常务理事、固体力学专业委员会主任委员、辽宁省振动工程学会理事。
长期从事工程力学和机械工程学科的教学和科研工作,主要研究方向为非线性机械设备系统故障诊断与状态识别、非线性机械系统动力学与控制、工程机械结构减振方法、工程非线性微分方程算法、工程结构体系大变形算法和结构稳定理论与方法等方面的理论、算法与工程应用。提出动态设计变量优化方法原理,并成功推广运用到多个领域,提出了高精度人工神经网络算法与合理网络结构算法、复杂非线性动力学系统过程控制优化算法、杆件结构体系大变形求解算法、变截面结构稳定问题算法和非线性偏微分与常微分方程的优化算法。出版专著与教材6部,以主要完成人参加国家自然科学基金、主持辽宁省自然科学基金、辽宁省实验室开放基金、教育厅科研项目等10余项省部级项目。先后在物理学报、机械工程学报、自动化学报、振动工程学报、计算力学学报、控制与决策、振动与冲击和CCDC.ICMIT等国内外重要学术刊物和国际会议上发表论文100余篇,被SCI、EI、ISTP检索收录60余篇。主讲理论力学、材料力学、结构力学、机械原理、结构动力学、弹性力学、非线性振动、数值分析等课程。先后主持辽宁省本科教学改革项目、辽宁省教育规划项目和学校教研项目等5项。获辽宁省教学成果二等奖1项、校教学成果二等奖3项,讲课竞赛一等奖1项。编制理论力学、材料力学、建筑力学、结构力学、结构动力学等力学系列课程辅助教学与测试软件系统,获国家教育部、辽宁省教育厅、建设部一等奖5项,二等奖4项,三等奖2项。
郑夕健,1963年2月生,山东荣成人,博士,沈阳建筑大学教授,辽宁省教学名师。全国升降工作平台标准化技术委员会委员(SAC/TC335)、中国工程机械学会工程起重机械分会理事、中国机械工程学会高级会员、辽宁省机械工程学会理事、辽宁省特种设备安全技术协会常务理事。
长期从事以建筑机械为主的机械工程学科的教学与科研工作,主要研究方向为机械现代设计理论、机械结构力学分析、施工机械控制技术、钢结构稳定理论等。在工程起重机、土方施工机械、施工平台等产品的设计研究与开发方面具有较高水,先后在国内外学术刊物及会议上公开发表相关科研论文70余篇,其中SCI、EI检索论文30余篇。著书5部,作为机械设计、工程机械、车辆工程方面的专家,先后受国家质量技术监督局、住建部、辽宁省、吉林省和沈阳市委托参与施工机械、机电一体化、厂内车辆等国家标准规范的修订、审定,专题专项培训和施工机械的事故鉴定工作。先后主持国家“十一五”科技支撑重点项目“起重机械安全监控信号采集与数据反馈技术与装置的研究”等20余项国家、省部级科研与教研课题。获得辽宁省、沈阳市政府科技进步奖、自然科学成果奖共18项,获得国家专利3项,获得辽宁省政府科技进步三等奖。作为主要完成人参加“擦窗机”(GB19154)“高处作业吊篮”(GB19155)2项国家标准的修订编写工作。主讲机械设计、钢结构等本科生课程及弹性力学与有限元、钢结构稳定理论等研究生课程,多次获得“学生心目中的好老师”称号、“我*敬佩的好导师”称号。现为辽宁省省级研究生精品课程“弹性力学与有限元”课程负责人,辽宁省省级精品课程“机械设计”课程负责人,辽宁省省级精品视频课程“机械设计”课程主讲人。获得辽宁省教育教学成果一等、三等奖各1项,获得全国高校物流教改教研成果二等奖1项,获得教育部教学软件大赛一等奖、二等奖、三等奖共5项。
第1篇 基础篇
第1章 绪论
§1-1 结构力学的研究对象和任务
§1-2 结构的计算简图
§1-3 约束和结点分类
§1-4 荷载的分类
§1-5 杆件结构的分类
第2章 平面体系的几何组成分析
§2-1 概述
§2-2 平面体系的计算自由度
§2-3 几何不变体系的组成规则
§2-4 瞬变体系
§2-5 机动分析举例
§2-6 几何构造与静定性的关系
第2篇 静定结构篇
第3章 静定梁与静定刚架
§3-1 工程实例
§3-2 单跨静定梁
§3-3 多跨静定梁
§3-4 静定平面刚架
§3-5 少求或不求约束力绘制弯矩图
§3-6 静定结构的特性
第4章 静定平面桁架内力分析
§4-1 概述
§4-2 结点法
§4-3 截面法
§4-4 结点法与截面法的联合运用
§4-5 组合结构的内力计算
第5章 静定结构的位移计算
§5-1 概述
§5-2 变形体系的虚功原理
§5-3 载荷作用下静定结构位移计算单位载荷法
§5-4 图乘法
§5-5 非载荷因素引起位移
§5-6 线弹性结构的互等定理
第6章 影响线及其应用
§6-1 概述
§6-2 用静力法作单跨静定梁的影响线
§6-3 用机动法作单跨静定梁的影响线
§6-4 多跨静定梁的影响线
§6-5 桁架的影响线
§6-6 利用影响线求量值
第3篇 超静定结构篇
第7章 力法
§7-1 超静定问题工程实例
§7-2 超静定次数的计算
§7-3 力法的基本原理
§7-4 力法典型方程
§7-5 用力法计算超静定梁和刚架
§7-6 力法求解对称超静定问题
§7-7 非载荷因素引起的内力计算
§7-8 超静定结构位移计算、内力图校核和超静定结构特性
第8章 位移法
§8-1 位移法基本概念
§8-2 位移基本结构和基本未知量
§8-3 等截面直杆的转角位移方程
§8-4 位移法典型方程及基本步骤
§8-5 位移法具体应用举例
§8-6 结构对称性利用
第9章 矩阵位移法
……
第4篇 结构稳定与极限载荷篇
习题与参考答案
参考文献