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主编推荐语

一本关于结构设计的入门书。

内容简介

为什么人类会腰痛?为什么鸟类有羽毛?为什么希腊人在晚上会将马车轮子卸下来?为什么一座吊桥即便开通了8条车道也不至于倒塌?为什么堤坝可以阻拦或释放巨大的水量?

无论是植物、动物,还是高楼大厦、桥梁等,都要承受一定的机械力度,使其不易被折断或倒塌。结构涉及我们生活的方方面面,每个事物中都存在一种结构。当我们思考结构的问题时,我们不仅要考虑为什么建筑物和桥梁不会坍塌,为什么飞机不会解体,也要考虑虫子为何长成那种形态,蝙蝠为什么能飞过玫瑰花丛而保持翅膀完好无损。

本书将解答你的这些疑问。你将发现,生物的生存需求和人类的设计需求如何推动了结构的形成和发展,自然、科技、生活中存在的结构都各有其存在的道理。

目录

  • 版权信息
  • 前言
  • 第1章 如何与工程师无障碍地沟通
  • 第一部分 弹性科学的前世今生
  • 第2章 结构的根基
  • 胡克定律
  • 弹性的失灵
  • 第3章 应力与应变
  • 如何区分应力与应变
  • 应力的单位
  • 什么是应变
  • 弹性模量
  • 弹性模量的单位
  • 常见材料的弹性模量
  • 结构强度与材料强度
  • 第4章 设计的安全性
  • 法兰西的理性与不列颠的务实
  • 安全系数与无知系数
  • 裂缝是如何产生的
  • 第5章 如何同裂缝和应力集中共存
  • 用能量解释结构
  • 汽车、滑雪者和袋鼠
  • 投石机
  • 回弹性
  • 导致拉伸断裂的应变能
  • 断裂能或断裂功
  • 格里菲斯理论
  • 低碳钢与高强度钢
  • 骨骼的脆度
  • 第二部分 张拉结构
  • 第6章 张拉结构与压力容器
  • 管道与压力容器
  • 球形压力容器
  • 圆柱形压力容器
  • 中式工程学的智慧
  • 蝙蝠与翼手龙的结构
  • 为什么鸟类会有羽毛?
  • 第7章 接合、铆接、焊接的应用分布
  • 靠得住的接合方式与靠不住的人
  • 接合处的应力分布
  • 铆接
  • 焊接
  • 蠕变
  • 第8章 一只蠕虫的诞生
  • 表面张力
  • 真实软组织的行为
  • 动脉是如何工作的
  • 动物的韧性
  • 软组织的构成
  • 第三部分 承压结构与承弯结构
  • 第9章 墙、拱与坝
  • 推力作用线与墙的稳定性
  • 坍塌的坝
  • 历史上的拱
  • 尺寸、比例与安全
  • 脊柱与骨架的支撑
  • 第10章 倒下的和未倒下的桥梁
  • 拱桥
  • 铸铁桥
  • 悬吊路面的拱桥
  • 悬索桥
  • 拱与悬索桥中的推力作用线
  • 弓形主梁的发展
  • 第11章 一道梁的益处
  • 屋顶桁架
  • 船舶中的桁架
  • 悬臂与简支梁
  • 桥梁桁架
  • 桁架和梁中的应力系
  • 纵向弯曲应力
  • 第12章 剪切与扭转的奥秘
  • 什么是剪切
  • 抗剪腹板
  • 剪切应力的致命打击
  • 瓦格纳张力场
  • 扭转或拧转
  • 挠曲中心与承压中心
  • 第13章 承压的失败
  • 短支杆和短支柱在受压状态下的失效
  • 材料在拉伸和压缩状态下的断裂应力
  • 木料与复合材料的抗压强度
  • 欧拉博士以及细支杆与薄板的屈曲
  • 布雷热屈曲
  • 叶子、三明治与蜂窝
  • 第四部分 结构与审美
  • 第14章 设计的哲学
  • 张拉结构的设计
  • 张拉结构与承压结构的相对重量
  • 规模效应
  • 空间构架和单壳构造
  • 鼓胀结构
  • 钢丝辐轮
  • 如何选择更好的材料
  • 材料、燃料与能量
  • 第15章 罪魁祸首
  • 强度计算的准确性
  • 基于实验的设计
  • 它会撑多久?
  • 金属疲劳与哈尼先生
  • 木制船舶的事故原因
  • 锅炉和压力容器
  • 致命的洞
  • 超重
  • 随风摇曳的芦苇
  • 工程设计中体现的人性弱点
  • 第16章 效率与美感
  • 效率与功能主义
  • 形式主义与应力
  • 拟形物、赝品与装饰物
  • 致谢
  • 附录 Ⅰ 推荐手册与公式
  • 附录 Ⅱ 梁理论公式
  • 附录 Ⅲ 扭转公式
  • 附录 Ⅳ 压缩载荷作用下柱与板的效率
  • 延伸阅读
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评分及书评

4.7
7个评分
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    给这本书评了
    5.0
    应力工程的圣经

    哈哈,我也曾经从事结构工程相关的工作好几年,对于如何向非专业人士传达专业知识的需求,前几年我也买了这本书的老版纸质书。再次翻阅,内容依旧精彩。本书内容广泛,涵盖了机械、桥梁、建筑乃至生物等多个领域内常见的结构知识。它不仅从宏观的拉伸、压缩、扭转、剪切等受力状态出发,还深入到微观的应力传递机制、应变控制措施以及能量转换的视角,对精妙的人工结构设计(例如建筑)与自然生物体结构(例如肌肉骨骼)进行了剖析,揭示了提升结构效率、降低设计风险的根本原理。书中提及的知识点,在《材料力学》、《理论力学》、《流体力学》及《断裂力学》等教材中均有不同程度的涉及,同时也融合了《机械设计手册》的部分内容。然而我最欣赏本书作者的地方,就是他能够用简洁的语言迅速勾勒出公式间的内在联系,并揭示众多 “经验性” 设计背后的深层思考。毫不夸张地说,这本书无疑是每位结构工程师不可或缺的必读书籍。

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      评论
      用户头像
      给这本书评了
      5.0
      结构演化之美

      演化是唯一的成功学,大自然中处处存在着结构之美,无论是马的胸腔,还是鸟的羽毛。人类虽然从理论公式上解决了很多结构设计和强度校核问题,但恰好合适的设计极其困难。很多过程中绞尽脑汁,后来被认为很好的设计,极其 “巧合” 地在大自然中找到了生物相似的案例。如果把人类也认作大自然的一部分,那所谓的人类设计不也是大自然演化的一部分么?演化给了我们很好的教导:不下牌桌,终身学习,保持开放,持续适应。

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      出版方

      中信出版集团

      中信出版社,成立于1988年,隶属于中国中信集团公司,是全国中央级出版社。2008年改制为中信出版股份有限公司。 中信出版集团满怀激情,关注思想、关注理念、关注人物、关注资讯、关注时尚,为读者提供最前沿的思想与最优秀的学习实践,通过有价值的、有享受的阅读,倡导与展示新的文化主流,启动一个“大众阅读时代”。