高等学校土木工程专业系列教材：基础力学实验 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘静，李东平 编

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• 土木工程
• 基础力学
• 实验教学
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• 教材
• 力学实验
• 土木工程专业
• 大学教材
• 实验
• 工程教育

出版社： 中南大学出版社

ISBN：9787811058758

版次：1

商品编码：10277350

包装：平装

开本：16开

出版时间：2010-02-01

用纸：胶版纸

页数：113

字数：184000

正文语种：中文

内容简介

《基础力学实验》可作为单独开设的《基础力学实验》课程的教材，也可作为多学时《材料力学》、《工程力学》等（适合土木、水利、航空、材料、冶金等专业）课程的实验教材。全书共有17个实验，其中基本实验10个，综合性实验4个，设计性实验3个。各个专业可根据学时及专业的要求，对相关实验的内容进行适当取舍，以便组织教学。

目录

第1章 绪论
1.1 基础力学实验的意义和内容
1.2 基础力学实验的基本要求

第2章 实验原理及方法
2.1 曾量测量原理
2.2 对称测量原理
2.3 静态应变测量原理
2.4 动态应变测量法
2.5 振动实验测量方法

第3章 金属材料的拉、压力学性能测定实验
3.1 实验设备
3.2 金属材料抗拉性能实验
3.3 低碳钢材料弹性模量E的测量（一）
3.4 低碳钢材料弹性模量E的测量（二）
3.5 金属材料抗压性能实验

第4章 金属材料扭转力学性能测定实验
4.1 实验设备
4.2 金属材料抗扭性能实验
4.3 低碳钢材料切变模量G的测量（一）
4.4 低碳钢材料切变模量G的测量（二）

第5章 冲击与疲劳实验
5.1 实验设备
5.2 金属材料冲击试验
5.3 金属材料疲劳试验

第6章 静态应力测量
6.1 实验设备
6.2 纯弯曲实验
6.3 弯扭组合变形实验
6.4 板状试样偏心拉伸实验

第7章 振动与动应力测试实验
7.1 实验设备
7.2 李萨如图形法测量简谐振动的频率实验
7.3 简支梁各阶固有频率的测量实验
7.4 被动隔振实验
7.5 动应力综合性测试实验

第8章 压杆稳定实验
8.1 实验设备
8.2 压杆稳定测试实验

第9章 力学数值模拟实验
9.1 MARC有限元软件介绍
9.2 局部应力数值模拟实验
9.3 热传导数值模拟实验
参考文献

精彩书摘

实验是进行科学研究的重要方法，中外科学史上许多重大发现都是从科学实验中得到的，同时许多新理论的建立也是通过实验来验证的。基础力学实验是力学实验的一个分支，是本科院校教学中非常重要的专业基础课程。该课程涉及的理论课程有理论力学、材料力学和工程力学，理论课程中的结论及定律、材料的力学的性能都要通过实验来验证或测定；实际工程中许多复杂问题都必须依赖实验做出应力分析。因此，基础力学实验研究和理论研究是同等重要的两个方面。
基础力学实验的目的是：通过实验教学使学生掌握基础力学实验的基本知识、基本技能和基本方法；熟悉材基础学实验的主要仪器和设备，巩固、加强和应用基本理论知识；培养学生良好的实验素质和理论联系实际的作风，增强学生的实践能力；提高学生分析、研究和解决工程问题能力；培养学生的创新能力；通过实验还能培养严肃认真的工作态度，实事求是的科学作风和爱护财物的优良品质。

前言/序言

　　理论力学、材料力学是高等学校土木、机械、材料等专业本科学生的学科基础必修课程，而相关的力学实验是理论联系实际的一个重要环节。通过实验教学使学生加深对力学基础理论的理解，初步掌握力学实验原理和实验方法，着重培养实验技能、工程意识和创新能力，提高学生的综合素质。因此，力学实验在力学教学中具有举足轻重的地位。近年来，随着科学技术的发展，实验技术得到大力发展，新技术、新设备不断出现，理论教学内容、方法和手段也不断改革、更新。为了适应当前教学改革的需要，中南大学单独开设了《基础力学实验>课程。本书是在总结中南大学多年来力学实验改革成果的基础上，将有关的理论力学、材料力学的实验进行修改、补充而编写成《基础力学实验》教材。
　　本书可作为单独开设的《基础力学实验》课程的教材，也可作为多学时《材料力学》、《工程力学》等（适合土木、水利、航空、材料、冶金等专业）课程的实验教材。全书共有17个实验，其中基本实验10个，综合性实验4个，设计性实验3个。各个专业可根据学时及专业的要求，对相关实验的内容进行适当取舍，以便组织教学。
　　本书由中南大学土木建筑学院力学系刘静、李东平主编。全书共分为9章，其中第1章由刘静编写，第2章由李东平、刘静、喻爱南编写，第3章由喻爱南编写，第4章由唐松花、喻爱南编写，第5章由邹春伟编写，第6章由李东平编写，第7章由刘静、罗建阳、刘志玖编写，第8章由李东平编写，第9章由刘静、王涛编写。本书在编写过程当中得到了中南大学力学教学实验中心的全体教师和中南大学出版社的大力支持，在此表示由衷的感谢。
　　由于时间仓促，编写人员水平和经验有限，书中有疏漏、不当甚至错误之处难免，欢迎广大读者批评指正。

《结构工程基础：理论与应用》 本书简介 《结构工程基础：理论与应用》是一本面向土木工程及相关专业高年级本科生和研究生，旨在系统阐述结构力学和结构设计基本原理的权威教材。本书紧密围绕土木工程实践需求，深入浅出地剖析了结构受力分析、材料本构关系、结构稳定性以及基本构件设计等核心内容。全书内容严谨、逻辑清晰，不仅强调理论深度，更注重将理论知识与工程实际应用紧密结合，旨在培养读者扎实的工程思维和解决复杂结构问题的能力。 --- 第一部分：结构力学基础与分析方法 第一章：绪论与结构分类 本章首先界定了结构工程学的核心概念，明确了结构在土木工程中的地位与作用。详细阐述了各类土木工程结构（如梁、框架、拱、桁架、筒体结构等）的分类标准、几何组成与功能特性。重点讨论了结构工程分析的五个基本假设，为后续的理论推导奠定必要的理论基础。此外，本章还对结构的静力平衡、几何组成与约束条件进行了初步探讨，引入了静定与超静定结构的基本概念。 第二章：静力学平衡原理与结构内力计算 本章是全书的基础。系统回顾了刚体平衡方程，并将其应用于二维及三维结构的平衡分析。重点内容包括： 1. 截面法与力的传递： 详细讲解了如何通过截面法确定梁、框架和桁架内部的剪力、弯矩、轴力和扭矩的分布规律。 2. 桁架分析： 深入介绍了结点法和截面法在求解复杂桁架内力时的具体应用步骤与技巧，并讨论了平面桁架与空间桁架的差异。 3. 线荷载与分布荷载下的求解： 针对变截面梁和一般曲线梁，推导了挠度线、挠矩线和剪力线（或称为线荷载效应图）的解析方法，并利用叠加原理处理复杂荷载组合。 第三章：材料本构关系与应力分析 本章将结构分析从理想化的刚体模型提升至考虑材料特性的实际工程层面。 1. 应力、应变与本构关系： 详细阐述了三向应力状态下的应力张量和应变张量，引入了广义胡克定律，阐明了线弹性、弹塑性材料的本构特性。 2. 应力与变形的几何关系： 探讨了平面应力、平面应变状态下的应力-应变转换，重点讲解了莫尔应力圆和莫尔应变圆的几何意义及其在工程判断中的应用。 3. 强度理论与失效判据： 对最大剪应力理论（Tresca）和最大形状因子理论（von Mises）进行了深入比较，并结合工程实例说明了如何选取适用的强度理论进行材料安全评估。 第四章：结构位移与变形分析（几何方程） 本章专注于计算结构在荷载作用下的变形，是理解结构刚度与稳定性的关键。 1. 几何方程与虚功原理： 建立了位移与应变之间的几何关系。重点推导和应用了虚位移原理（单位荷法） 和虚力原理（单位力法），这是分析超静定结构和计算位移的通用工具。 2. 梁和刚架的挠度计算： 详细讲解了积分法、割线法和参数法计算梁的转角与挠度。对于超静定结构，重点应用虚功法求解多余约束力的平衡方程。 3. 能量法在结构分析中的应用： 引入了结构变形的弹性势能和应变能概念，推导了卡氏定理（Castigliano's Theorems），并展示了其在复杂结构（如桁架和框架）位移计算中的高效性。 第五章：超静定结构分析 本章是结构力学难度的提升点，旨在解决约束多于平衡方程所能确定的结构的分析问题。 1. 超静定度的概念与确定： 明确了结构的静不定性的判定方法及其对分析方法的选择影响。 2. 力的平衡方程与位移协调方程： 深入剖析了力的平衡法（适用于位移法求解）和位移协调法（适用于力法求解）的核心思想。 3. 力法原理与应用： 系统讲解了基本体系的选择、补充方程的建立、调整方程的求解，并对二、三次超静定结构进行了实例分析。 4. 位移法基础： 介绍了位移法的基本概念，即通过单元的刚度矩阵来描述结构整体的平衡方程，为后续有限元方法的学习做好铺垫。 --- 第二部分：结构稳定性与构件设计 第六章：结构稳定理论 本章关注结构在受压或受侧向荷载作用下可能发生的失稳现象，这是结构安全性的重要考量。 1. 欧拉临界力理论： 详细推导了细长压杆的欧拉公式，并讨论了不同约束条件下（铰接、固端）临界力的计算。 2. 稳定性分析的基础： 引入了结构的侧向刚度概念，讨论了屈曲的稳定性判据。 3. 考虑初始缺陷与偏心荷载： 讨论了实际构件中普遍存在的初始缺陷和偏心荷载对临界荷载的影响，引入了基于承载力的稳定系数和欧拉公式的修正。 第七章：压杆与柱的强度与稳定性设计 本章将理论分析与设计规范相结合，指导读者进行受压构件的实际设计。 1. 长细比与截面选择： 解释了细长比对压杆承载力的决定性影响。 2. 承载力设计： 结合不同设计规范的要求，讲解了受压构件的轴心受压承载力和偏心受压承载力的设计计算流程，重点讨论了截面优化。 3. 组合截面设计： 针对由两个或多个独立构件组合而成的柱，分析了其整体稳定性及连接件的设计要求。 第八章：梁和框架的基本设计原理 本章聚焦于抵抗弯矩和剪力的主要承重构件——梁的设计。 1. 极限状态设计思想： 引入了基于概率和可靠度理论的极限状态设计方法论，区分强度极限状态和使用性极限状态。 2. 梁的抗弯设计： 深入分析了梁的强度校核，讨论了应力集中、疲劳效应在抗弯设计中的影响。 3. 梁的抗剪与抗扭设计： 阐述了剪应力分布特点，并介绍了梁端部和集中荷载作用点附近的抗剪设计方法。 4. 框架结构内力重分布： 讨论了超静定框架在塑性铰形成后的内力重分布现象，为塑性铰理论的应用打下基础。 第九章：连接节点设计基础 结构的安全和整体性依赖于各构件之间的可靠连接。 1. 螺栓与铆接节点： 详细分析了摩擦型和承压型连接的受力机理，计算了螺栓群的受力与强度。 2. 焊接节点： 介绍了不同形式的焊缝（角焊缝、坡口焊缝）的计算方法，并讨论了焊缝的延性和韧性要求。 3. 节点承载力的校核： 强调了连接节点必须满足强度、刚度和延性等多个方面的要求。 --- 总结与展望 《结构工程基础：理论与应用》致力于在结构力学传统知识体系之上，融入现代工程结构分析的新理念和新方法。本书通过大量的工程实例和习题，引导学生从宏观的结构平衡到微观的材料响应，全面掌握结构分析与设计的核心技能。本书不仅是课堂教学的有力工具，更是工程技术人员应对复杂结构挑战的实用参考手册。本书的编写风格力求严谨而不失灵活性，确保读者能够顺利过渡到更深入的结构抗震、结构动力学及新型结构体系的学习中。

评分☆☆☆☆☆

作为一名即将步入大学校园的准土木工程师，我对于“基础力学实验”这个词充满了好奇和期待。我听说，土木工程的魅力在于它能够将抽象的科学原理转化为看得见摸得着的宏伟建筑。而力学，无疑是这一切的基石。我设想，这本书就像一位经验丰富的老师，会带领我们走进一个充满挑战和发现的实验室。我会期待书中详细讲解各种力学实验的规范操作，比如如何正确使用万能材料试验机，如何精确测量变形量，如何在载荷作用下观察材料的破坏模式。我希望它不仅仅是枯燥的操作手册，更能通过实验现象，帮助我们理解应力、应变、弹性模量、屈服强度等核心概念。我想象着，通过亲手操作，我能够更深刻地体会到材料的韧性与脆性，理解不同截面形状对梁的抗弯能力的影响，甚至能感受到结构在荷载作用下微妙的形变。这本书，应该能够激发我们对力学世界的探索欲，让我们明白，那些看似复杂的数学公式，其实都源于我们身边最真实的物理现象。我期待它能成为我们学习路上的良师益友，引导我们去发现科学的严谨与工程的智慧。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字听起来很扎实，感觉像是那种能够陪伴大学生度过一段重要学习时光的老朋友。我一直觉得，理论知识再怎么扎实，也需要通过实践来检验和深化。尤其像土木工程这样一门非常注重工程实际的学科，基础力学实验可以说是打牢根基的关键。我脑海中浮现的，是那种充满汗水和思考的实验课场景，学生们穿着实验服，小心翼翼地搭建模型，记录数据，然后对着实验结果反复推敲，试图理解那些书本上抽象的公式和定律是如何在现实世界中显现的。我猜想，这本书的编写者一定投入了大量的心血，不仅仅是为了罗列实验步骤，更重要的是引导学生去理解实验背后的力学原理，培养他们的分析能力和解决实际问题的能力。我想象中的这本书，会包含各种经典的力学实验，比如材料的拉伸、压缩、弯曲测试，结构的静力分析，甚至可能涉及到一些更复杂的动态力学行为。每一次实验，都是一次与物理世界对话的机会，是理论与实践的完美结合。我期待这本书能够提供清晰的实验指导，详细的仪器介绍，以及深入的原理剖析，帮助我们这些初学者，在实验中真正掌握土木工程的基础力学知识，为未来的专业学习打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我的印象中，“基础力学实验”听起来像是一门既古老又充满活力的学科。在信息爆炸的时代，人们似乎更倾向于接受便捷的电子信息，但对于工程类学科而言，动手实践的价值是无法替代的。这本书，我猜想它会是那种需要反复翻阅、在书页上留下各种标记的实用型教材。我脑海里浮现的，是一个个精心设计的实验项目，它们可能涵盖了静力学、材料力学、结构力学等基础领域。我想象着，书中会详细介绍如何搭建一个简易的桥梁模型，然后通过加载来观察它的承载能力；或者会进行不同混凝土配合比的抗压强度测试，让我们直观地感受到水泥、砂石、水的配比对强度的影响。我期待这本书能够提供一些经典的实验案例，并附带真实的实验数据和分析，让我们能够与书中的内容进行对照，从而更好地理解实验结果的意义。同时，我希望能从中学习到如何规范地撰写实验报告，如何用科学的语言来描述实验过程、数据分析以及结论。总而言之，我希望这本书能够是一扇窗户，让我们透过实验的眼睛，去观察和理解土木工程世界的运行规律。

评分☆☆☆☆☆

当我看到“高等教育土木工程专业系列教材：基础力学实验”这个书名时，我的脑海里立刻浮现出一个充满知识和实践的画面。我想象着，这本书就像一本珍贵的地图，指引着我们这些土木工程专业的学生，穿越基础力学知识的迷宫，找到通往实际工程应用的大道。我期待书中能够包含一系列精心设计的实验，这些实验将不仅仅是枯燥的重复操作，更是帮助我们理解抽象力学概念的生动实践。例如，我希望能看到关于材料强度和变形的实验，让我们亲手感受不同材料在受力时的表现；或是关于结构稳定性与刚度的实验，帮助我们理解为何某些结构在设计时需要特殊的支撑。我希望这本书能详细地讲解每一个实验的原理、步骤、所需仪器以及注意事项，让初学者也能轻松上手。更重要的是，我期待它能提供深入的实验数据分析方法，以及对实验结果的合理性进行评估的指导，这对于培养我们的工程判断能力至关重要。总而言之，我希望这本书能成为我们理解和掌握土木工程基础力学的可靠伙伴，帮助我们在实践中不断成长，为未来的工程生涯打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

“基础力学实验”这个书名，在我看来，代表着一种严谨的治学态度和扎实的专业功底。在土木工程领域，任何一个宏伟的构想，最终都要落脚于力学原理的精准计算和可靠的实验验证。我猜想，这本书会是一本集理论性、实践性和指导性于一体的优秀教材。我期待它能够系统地介绍一系列基础的力学实验，从最简单的受力分析到复杂的结构响应。比如，书中可能会有关于材料力学实验的部分，详细讲解如何测量材料的抗拉、抗压、抗剪强度，以及弹性模度和泊松比等重要参数。同时，我也期待它能包含结构力学实验，让我们能够亲身体验梁、柱、桁架等结构在不同荷载作用下的受力变形情况。这本书，我希望它不仅仅是教我们如何做实验，更重要的是引导我们去思考实验背后的物理机制，去理解公式的由来，去培养我们分析和解决工程问题的能力。我希望能从中学习到如何设计合理的实验方案，如何处理实验数据，以及如何根据实验结果来评估工程的安全性。这本书，无疑将是我们未来在土木工程领域驰骋疆场的重要工具。