自然科学总论
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173千字
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2024-10-01
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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
- 弓
- 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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