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第一篇 理论力学1

第一章 静力学基础1

一、静力学基本概念1

二、静力学公理及其推论1

三、力、力矩、力偶矩计算2

四、约束与约束反力8

五、物体的受力分析8

一、基本概念14

第二章 平面力系的简化与平衡14

二、平面力系的简化15

三、平面力系的平衡方程16

四、物体系统的平衡18

五、悬索20

六、平面桁架21

第三章 空间力系的简化与平衡25

一、空间力系的合成25

二、空间力系的平衡27

二、平面任意力系的平衡条件31

第四章 图解静力学31

一、平面任意力系的合成31

第五章 重心32

一、重心坐标公式32

二、求物体重心的方法33

第六章 摩擦35

一、滑动摩擦35

二、摩擦角与自锁37

三、滚动摩阻38

一、基本概念39

第七章 点的运动学39

二、描述点运动的一般方法42

三、点的速度和加速度43

四、表示点运动的其它方法43

第八章 刚体的基本运动43

一、刚体的平动43

二、刚体的定轴转动43

一、基本概念47

二、点的复合运动的速度合成定理、加速度合成定理47

第九章 点的复合运动47

三、求解点的复合运动时应注意的几个问题48

第十章 刚体的平面运动51

一、平面运动的简化51

二、平面运动方程与平面运动的分解51

三、平面图形上点的速度的求解方法52

四、平面图形上点的加速度的求解方法54

一、刚体的定点运动56

第十一章 刚体的定点运动与一般运动56

二、刚体的一般运动59

第十二章 刚体运动的合成60

一、刚体平动与平动的合成60

二、刚体绕两个平行轴转动的合成61

三、刚体绕相交轴转动的合成62

四、刚体平动与转动的合成63

第十三章 质点运动微分方程64

一、基本概念64

三、质点运动微分方程65

二、动力学基本定律65

四、质点动力学的两类问题66

五、几个典型的质点动力学问题66

六、质点在非惯性系中的运动69

第十四章 动量定理70

一、动量70

二、冲量71

三、动量定理71

四、定常流体的动约束力73

五、质心运动定理74

第十五章 转动惯量75

一、转动惯量的一般公式76

二、惯性积与惯性主轴80

三、转轴公式80

第十六章 动量矩定理80

一、动量矩81

二、动量矩定理82

三、刚体运动微分方程83

四、质点系相对任一动点的动量矩定理84

五、欧拉涡轮转动力矩方程84

六、质点在有心力作用下的运动85

七、刚体定点运动的动力学方程86

第十七章 动能定理87

一、动能87

二、力的功88

三、功率90

四、热能91

五、动能定理92

六、功率方程92

一、变质量质点的运动微分方程93

二、变质量物体的动量定理93

七、机械能守恒93

第十八章 变质量物体动力学93

三、变质量物体质量中心运动定理94

四、变质量物体的动量矩定理94

五、变质量物体的功能定理95

第十九章 达朗伯原理95

一、基本概念95

二、刚体惯性力系的简化96

三、达朗伯原理97

四、动静法97

五、消除动反力的条件98

第二十章 虚位移原理98

一、基本概念98

二、虚位移原理99

三、以广义坐标表示的质点系的平衡条件100

一、动力学普遍方程101

第二十一章 动力学普遍方程和拉格朗日方程101

二、拉格朗日方程102

三、拉格朗日方程的第一次积分103

第二十二章 碰撞理论104

一、碰撞现象及其基本概念104

二、研究碰撞问题的两个假设104

三、碰撞时的动力学普遍定理104

四、恢复系数106

五、碰撞的分类106

六、两自由物体碰撞的速度及动能损失107

参考文献108

七、碰撞中心108

第二篇 分析力学109

第一章 约束·广义坐标109

一、力学系统及其约束的分类109

二、广义坐标及其数目110

三、广义速度和广义加速度110

四、多余广义坐标111

五、选取广义坐标的准则111

七、力学系统的广义坐标数112

六、一阶线性非完整约束的广义坐标形式112

八、一阶线性微公约束的可积性条件113

第二章 虚位移原理114

一、变分114

二、可能位移和虚位移·自由度115

三、变分运算法则115

四、虚功·广义力116

五、约束力·理想约束117

六、虚位移原理的各种形式117

第三章 动力学普遍方程119

二、系统的热能函数121

三、动力学普遍方程的各种形式122

第四章 第二类拉格朗日方程123

一、第二类拉格朗日方程123

二、拉格朗日方程的显式124

三、有多余广义坐标的拉格朗日方程125

第五章 自然系统的拉格朗日方程及其首次积分126

一、自然系统的拉格朗日方程126

二、自然系统中的能量积分127

三、循环坐标和循环积分127

四、对循环变量的消元法128

五、分离变量与局部能量积分128

六、刘维系统129

第六章 勒让德变换·罗司方程·惠特克方程130

一、勒让德变换130

二、罗司方程131

三、惠特克方程134

第七章 哈密顿正则方程及其积分135

一、哈密顿正则方程135

三、哈密顿正则方程的应用136

二、循环积分和能量积分136

四、泊松方法137

第八章 正则变换138

一、正则变换138

二、正则变换的必充条件139

三、接触变换的必充条件及类型139

第九章 哈密顿-雅科毕方法142

一、哈密顿-雅科毕定理142

二、哈密顿-雅科毕定理与正则变换的关系142

三、守恒系统143

四、可分离变量法144

五、正则摄动理论145

六、天体力学问题146

第十章 冲击运动和相对运动的拉格朗日方程150

一、冲击运动的拉格朗日方程150

二、相对运动的拉格朗日方程151

第十一章 耗散系统和变质量系统的拉格朗日方程·机电模拟153

一、耗散系统的拉格朗日方程153

二、变质量系统的拉格朗日方程155

三、机电模拟158

一、高斯原理159

二、茹尔当原理159

第十二章 微分变分原理159

第十三章 积分变分原理161

一、哈密顿原理161

三、赫兹最小曲率原理161

二、变分问题中的直接法162

三、莫培督一拉格朗日最小作用量原理164

第十四章 尼尔森方程165

一、完整系统的尼尔森方程165

二、非完整系统的尼尔森方程166

第十五章 波尔茨曼--哈默方程167

一、准坐标167

二、完整系统的波尔茨曼--哈默方程168

三、非完整系统的波尔茨曼--哈默方程170

第十六章 运动稳定性172

一、平衡位置的稳定性172

二、运动稳定性173

一、刚体定点运动的一次转动177

二、用方向余弦描述刚体定点运动177

第十七章 描述刚体定点转动的方法177

三、用欧拉角描述刚体定点运动179

四、用卡尔丹角描述刚体定点运动181

五、四元数法182

第十八章 重刚体定点转动184

一、欧拉动力学方程184

二、自由转动(欧拉情况)185

三、对称重刚体的定点转动(拉格朗日情况)187

四、柯娃列夫斯卡娅情况188

五、万向支架陀螺仪的稳定性189

第十九章 微振动192

一、保守系统的微振动192

二、非保守系统的微振动195

一、偏速度及其分量199

一、系统动能的各种表达式199

第二十章 凯恩方法199

二、功率公式200

三、完整系统的凯恩方程及其应用201

四、一阶线性非完整系统的凯恩方程203

第二十一章 阿沛尔方程203

第二十二章 马基方程206

第二十三章 恰甫雷金方程和伏农聂茨方程209

一、恰甫雷金方程209

二、恰甫雷金系统的能量积分210

三、恰甫雷金系统的循环坐标211

四、伏农聂茨方程212

第二十四章 带不定乘子的拉格朗日方程213

第二十五章 非完整系统第一积分的某些性质216

一、非完整系统有第一积分的广义泊松条件216

二、由已知的第一积分求另外的第一积分218

第二十六章 多刚体系统的运动学220

一、多刚体系统的分类220

二、关联矩阵和通路矩阵220

三、树状系统的规则标号221

四、体铰矢量与通路矢量221

五、刚体的相对转动221

六、刚体的角速度与角加速度222

七、刚体质心的速度和加速度223

八、带滑移较的树状系统223

九、带力元的系统224

第二十七章 罗伯森--维腾伯格方法225

一、由转动铰联结的系统225

二、增广体225

三、带滑移铰系统227

一、齐次坐标及其变换228

第二十八章 保保夫方法228

四、铰约束力的计算228

二、齐次坐标变换的绝对导数229

三、刚体系的拘束230

四、单自由度铰的运动学约束条件232

五、铰的主动约束力所对应的拘束233

六、条件极值问题的惩罚函数法233

七、已知力求运动的计算程序框图233

参考文献234

一、单自由度系统的线性振动237

第三篇 振动力学237

第一章 线性振动的基本理论237

二、多自由度系统的振动249

第二章 非线性振动258

一、非线性系统振动概述258

二、非线性自治系统振动的几何解法265

三、非线性自治系统振动的解析解法272

第三章 随机振动280

一、随机振动的基本概念280

三、线性系统的随机振动283

二、单位脉冲响应函数和频率响应函数283

四、弹性梁的随机振动286

第四章 连续体的振动289

一、等截面杆的扭转振动和纵向振动289

二、直梁的横向振动291

三、变截面梁的振动296

四、轴向力、转动惯量和剪切变形的影响296

五、薄板的横向振动297

一、向量迭代法302

第五章 振动力学中特征值问题的数值解法302

二、变换法305

三、多项式迭代法309

四、基于sturm序列性质的方法309

第六章 振动测试技术313

一、机械振动量的描述313

二、振动测量仪器的主要特性参数315

三、测振传感器316

四、振动基于参量常用测量方法321

五、传递函数(频商函数)的测量325

第七章 建筑结构的抗震计算327

一、地震特性及有关基本概念328

二、建筑结构地震荷载的计算方法330

三、建筑结构固有频率的近似计算342

四、内框架式砖房结构的抗震计算352

五、高层建筑的抗震计算355

六、烟囱结构的抗震计算359

七、建筑结构的振动试验361

八、积极隔振366

九、消极隔振369

十、建筑结构基础减震370

参考文献372

第四篇 材料力学373

第一章 材料力学的基本概念373

一、材料力学的基本任务373

二、变形固体及其基本假设373

三、外力、内力、应力374

四、变形、应变、变位375

第二章 内力及内力图376

五、构件基本变形376

一、轴力及轴力图377

二、扭矩及扭矩图378

三、剪力、弯矩及剪力图、弯矩图379

第三章 平面图形的几何性质394

一、静矩394

二、轴惯性矩及极惯性矩395

三、惯性积414

四、平行移轴定理、组合图形的惯矩414

五、转轴定理、中心主惯矩414

六、惯性矩的近似计算和图解法415

第四章 材料的力学性能416

一、材料拉伸时的力学性质416

二、材料压缩时的力学性质418

三、硬度及冲击韧性419

四、温度、时间及加荷速度对材料力学性能的影响420

五、应力集中422

六、工作应力、极限应力及许用应力423

二、轴向拉压时的内力与应力425

一、轴向拉伸(压缩)的基本概念425

第五章 轴向拉伸与轴向压缩425

三、强度条件及强度计算426

四、轴向拉、压杆件的变形426

五、变形及位移计算428

六、考虑自重时，拉、压杆的应力与变形计算428

七、等强度杆429

第六章 剪切与挤压实用计算430

一、剪切及其实用计算430

二、挤压及挤压实用计算432

三、剪切、挤压实用计算的应用433

一、扭转的基本概念434

第七章 扭转434

二、薄壁筒扭转、剪切虎克定律、剪应力双生定律435

三、圆轴扭转时的应力及变形436

四、圆轴扭转时的强度计算及刚度计算437

五、非圆截面杆件的扭转438

六、开口薄壁杆件的自由扭转440

七、闭口薄壁杆件的自由扭转440

八、密圈弹簧441

二、弯曲正应力443

第八章 弯曲应力及弯曲强度计算443

一、弯曲的基本概念443

三、弯曲剪应力444

四、弯曲强度计算447

五、不对称截面梁的弯曲、弯曲中心449

六、变截面梁450

七、平面曲梁的弯曲453

八、组合梁的弯曲455

一、有关弯曲变形的基本概念456

第九章 弯曲变形及梁的刚度计算456

三、计算梁变形的初参数法457

二、计算梁变形的积分法457

四、计算梁变形的图解解析法459

五、计算梁变形的叠加法461

六、计算梁变形的有限差分法468

七、梁的刚度计算469

第十章 应力状态理论及强度理论469

一、应力状态的基本概念469

三、平面应力状态分析470

二、单向应力状态分析的主要结论470

四、平面应变分析的主要结论473

五、空间应力状态分析的主要结论474

六、广义虎克定律、体积应变、弹性变形比能475

七、古典强度理论476

第十一章 组合变形478

一、组合变形的基本概念478

二、斜弯曲478

三、弯曲与拉压的组合480

四、偏心压缩(拉伸)481

五、弯扭组合变形482

第十二章 弹性系统位移的求法484

一、一般原理484

二、单位力法486

三、图形互乘法488

四、卡氏定理489

二、变形比较法493

一、基本概念493

第十三章 超静定系统493

三、力法正则方程494

四、速续梁502

第十四章 极限载荷511

一、基本概念511

二、拉压杆的极限载荷511

三、园轴扭转的极限载荷511

四、梁的极限载荷512

二、加速度已知的构件动应力计算519

一、基本概念519

第十五章 动应力的计算519

三、承受冲击构件的应力计算522

第十六章 交变应力525

一、基本概念525

二、材料的持久极限527

三、构件的持久极限及其影响因素528

四、构件的疲劳强度计算533

五、不稳定交变应力下强度计算536

二、临界载荷及临界应力的计算538

一、基本概念538

第十七章 压杆稳定538

三、稳定计算545

四、纵横弯曲548

参考文献551

第五篇 弹性力学552

第一章 弹性力学的任务、假设及方法552

一、弹性力学的任务552

二、弹性力学的基本假设552

一、应力553

三、弹性力学的基本方法553

第二章 应力分析553

二、一点的应力状态554

三、八面体和八面体应力557

四、平衡微分方程558

五、边界条件559

第三章 应变分析559

一、形变、应变及位移559

三、一点的应变状态560

二、几何方程560

四、八面体应变562

五、变形协调方程562

第四章 应力与应变关系562

一、各向同性弹性体的广义虎克定律562

二、能量与应力和应变关系564

三、各向异性弹性体的广义虎克定律565

第五章 弹性力学问题的建立和一般原理566

一、弹性力学的基本方程566

二、按应力法求解的基本方程568

三、按位移法求解的基本方程569

四、弹性力学问题解的存在和它的唯一性570

五、圣文南原理570

第六章 平面问题的直角坐标570

一、平面应力问题和平面应变问题570

二、平面问题的基本方程571

三、平面问题的应力函数方法571

四、用多项式解平面问题572

一、平面问题极坐标基本方程573

五、用付利叶级数解平面问题573

第七章 平面问题的极坐标解法573

二、极坐标的应力函数方法575

三、圆弧曲杆受纯弯曲576

四、承受均匀压力的厚壁圆筒577

五、组合厚壁筒578

六、旋转圆盘及转轴579

七、平板孔边应力集中问题580

八、半无限楔形体与半无限平面问题582

九、对心受压圆盘中的应力584

第八章 平面问题的复变函数解法585

一、基本理论585

二、用复变函数解平面裂纹问题590

第九章 柱体的扭转592

一、柱体扭转问题的基本方法592

二、椭圆截面柱体的扭转596

三、有小半圆槽的圆截面柱体的扭转597

四、矩形截面柱体的扭转598

五、薄壁截面柱体的扭转600

第十章 空间轴对称及弹性的接触问题602

一、空间轴对称问题基本方程602

二、空间轴对称问题的解法604

三、半空间体的边界上受法向集中力604

四、半空间体受重力及均布压力605

五、弹性接触问题606

第十一章 热应力612

一、基本理论612

二、轴对称、球对称和楔体问题中的热应力616

一、弹性体的形变热能618

第十二章 弹性力学中的能量原理及变分法618

二、变分概念620

三、虚位移原理620

四、最小势能原理621

五、李兹方法与伽辽金方法621

六、最小余能原理623

七、能量法在解弹性力学平面问题中的应用624

八、能量原理在扭转问题中的应用626

一、基本理论628

第十三章 薄板的小挠度弯曲628

二、四边筒支矩形薄板的解答633

三、各种边缘情况矩形板的解答645

四、等厚圆形板的对称弯曲的解答654

五、圆板弯曲的一般情形的解答659

参考文献662

第六篇 结构力学663

第一章 结构力学综述663

一、机动分析中的几个概念664

第二章 杆系结构机动分析664

二、平面体系自由度665

三、判断系统可变性的充要条件665

四、几何组成分析举例666

第三章 静定结构的内力计算667

一、静定结构的定义667

二、杆件的受力分析667

三、静定刚架668

四、三饺拱672

五、静定平面桁架674

六、静定组合结构677

七、静定结构特性677

第四章 虚功原理及弹性结构的位移计算677

一、虚功原理及单位荷载法677

二、荷载作用下的位移计算679

三、温度改变及支座移动引起的位移计算681

四、图乘法682

五、互等定理685

第五章 力法686

五、力法正则方程687

四、基本未知量687

一、基本原理687

二、确定超静定次数的方法687

三、基本系的选取687

六、荷载作用下超静定结构的计算688

七、温度改变及支座移动时的内力计算692

八、力法的简化计算694

九、超静定结构的位移计算及最后内力图的校核696

十、等截面单跨超静定梁的截常数、形常数表697

第六章 位移法700

二、位移法的基本未知量和基本体系701

一、等截面直杆的转角位移方程701

三、考虑结点及截面平衡法求解结构内力702

四、利用位移法的基本体系，建立基本方程704

五、对称性利用706

六、支座位移和温度改变的影响707

七、联合法与混合法710

第七章 渐近法及近似法711

一、力矩分配法711

二、无剪力分配法715

三、力矩分配法与位移法的联合运用717

四、迭代法719

五、多跨多层刚架在竖向荷载作用下的近似计算法721

六、多跨多层刚架在水平荷载作用下的近似计算法721

七、超静定桁架的近似计算722

第八章 矩阵位移法723

一、概述723

二、单元刚度矩阵724

三、单元刚度矩阵的坐标转换727

四、总体刚度方程729

五、等效结点荷载729

六、支承条件的引入730

第九章 超静定拱内力计算730

一、超静定拱的类型及计算特点730

二、超静定拱在荷载作用下的计算731

三、温度改变的影响(对称无铰拱)737

四、支座移动的影响(对称无铰拱)739

二、活荷载的最不利布置740

一、概念740

第十章 连续梁740

三、内力计算742

四、计算图表747

第十一章 弹性结构的稳定计算766

一、弹性结构稳定计算方法766

二、组合杆件的稳定计算767

三、刚架的稳定计算768

四、曲杆的稳定计算770

一、极限荷载的基本概念775

第十二章 结构极限荷载的计算775

二、极限荷载的计算方法776

三、极限弯矩及塑性铰776

四、结构的极限荷载计算776

第十三章 弹性地基梁的计算780

一、弹性地基梁的计算假设780

二、弹性地基梁的计算方法--链杆法781

三、边荷载、邻近梁和变温的影响787

四、对称梁的简化计算788

参考文献792

第七篇 塑性力学793

第一章 塑性力学的基本实验和基本假设793

一、塑性力学的基本实验793

二、包辛格效应795

三、塑性力学的基本假设796

四、线应变的表示方法796

五、应力--应变关系简化模型797

一、应力张量799

第二章 屈服条件799

二、应力强度802

三、洛德参数803

四、应变张量804

五、应变强度806

六、应变洛德参数807

七、应变速度及应变增量807

八、初始屈服面809

九、屈服轨迹的实验测定811

十、特雷斯卡屈服条件811

十一、米泽斯屈服条件812

十二、两种屈服条件的验证和比较813

十三、屈服条件的应用814

第三章 塑性本构关系816

一、广义虎克定律的几种形式816

二、德鲁克公设818

三、塑性流动法则819

四、加载曲面820

六、加载和卸载准则822

五、加载方式822

七、强化条件823

八、塑性增量理论826

九、塑性全量理论831

十、增量理论与全量理论的比较835

十一、弹塑性问题的基本方程836

第四章 简单弹塑性问题838

一、三杆桁架弹塑性分析838

二、梁的弹塑性弯曲843

三、杆件的弹塑性扭转851

四、轴对称及球对称问题854

第五章 结构的塑性极限分析863

一、塑性极限分析及其基本假设863

二、极限分析中的上下限定理863

三、梁的塑性极限分析866

四、桁架的塑性极限分析873

五、刚架的塑性极限分析874

六、圆板的塑性极限分析878

七、环板的塑性极限分析884

八、圆板及环板的简化计算888

九、矩形及多边形板的塑性极限分析891

十、轴对称旋转壳极限载荷表897

十一、安定性理论908

第六章 理想刚塑性平面应变问题908

一、基本假设和基本方程908

二、滑移线理论910

三、用滑移线理论求解塑性极限载荷918

四、平面应变问题的上、下限法927

第七章 理想刚塑性平面应力问题934

一、平面应力状态方程934

二、米泽斯屈服条件下的基本方程935

三、特雷斯卡屈服条件下的基本方程938

四、应用例题及主要结果939

五、刚塑性材料两类平面问题的比较944

第八章 塑性稳定944

一、压杆的塑性失稳944

二、拉仲塑性失稳的概念948

三、薄壳及金属圆膜的拉仲塑性失稳951

参考文献958

一、复合材料简介961

第八篇 复合材料力学961

第一章 复合材料的基本知识961

二、复合材料的原材料963

三、复合材料的制造技术975

四、复合材料的质量控制978

五、复合材料的“界面”问题简介981

第二章 复合材料刚度与强度981

一、单层板的刚度982

二、单层板的强度985

三、层合板的刚度988

四、层合板的强度992

五、考虑温热效应层合板的湿膨胀系数及强度993

六、层合板的层间应力和强度996

七、短纤维及纺织物增强的复合材料刚度和强度999

第三章 层合板壳的弯曲、稳定及振动999

一、层合板的基本方程999

二、层合板的屈曲方程1003

三、层合板的振动方程1005

四、层合圆柱壳的基本方程1007

五、用工程壳体理论求圆柱壳的弯曲、稳定和振动1010

第四章 复合材料结构的有限单元分析1015

一、层合板、壳弯曲问题的有限单元法1015

二、层合板壳稳定性问题的有限单元法1019

三、层合板动力问题的有限单元法1020

第五章 复合材料层合结构的优化设计1023

一、层合结构的优化设计概论1023

二、横向载荷作用下层合板挠度的优化设计1025

三、层合板固有频率的优化设计1026

四、承受轴压层合板屈曲的优化设计1027

五、承受剪力层合板屈曲的优化设计1028

六、层合圆柱壳的优化设计1030

七、有约束层合结构的优化设计1032

八、具有圆孔的层合板的优化设计1033

九、层合析有约束优化设计的算例1037

第六章 复合材料疲劳损伤断裂及寿命估算1040

一、层合复合材料的损伤及损伤力学1040

二、损伤参数1041

三、层合复合材料在变幅载荷下的疲劳寿命估算1042

四、层合复合材料刚度下降的机理1043

五、用解板法估算饱和裂纹状态的间距1044

六、横向裂纹对层合板刚度的影响1046

七、基体横向开裂导致层合复合材料残余寿命的估算1048

八、纤维断裂对层合板刚度的影响1052

九、界面脱胶对层合板刚度的影响1053

十、分层对层合板刚度的影响1054

十一、复合材料的界面表征、设计与控制1056

十二、复合材料涂层的断裂力学1059

参考文献1063

第九篇 断裂力学1066

第一章 线弹性断裂力学1066

一、裂纹的分类1066

二、裂纹尖端附近的应力场和位移场1067

三、应力强度因子1069

四、K因子判据和断裂韧性1081

五、裂纹尖端的塑性区1082

六、能量释放率断裂理论1085

七、平面应力断裂和R一曲线1087

八、线弹性断裂力学应用举例1088

九、常用应力强度因子表1089

第二章 复合型裂纹的脆性断裂理论1102

一、最大拉应力理论1102

二、能量释放率理论1103

三、应变能密度因子理论1104

四、复合型断裂的工程经验公式1111

第三章 弹塑性断裂力学1112

一、D-B带状屈服区模型1112

二、裂纹尖端张开位移1113

三、裂纹张开位移判据1117

四、COD判据的工程应用1118

五、J积分的定义1120

六、J积分判据1122

七、裂纹尖端弹塑性应力分析1122

八、弹塑性断裂的有限元方法1128

九、弹塑性断裂的工程计算法1130

十、J控制裂纹扩展的条件1142

一、疲劳裂纹的形成及其扩展1144

第四章 疲劳裂纹扩展1144

二、疲劳裂纹扩展速率1146

三、影响疲劳裂纹扩展速率的因素1149

四、应变疲劳1152

五、疲劳裂纹扩展寿命估算1153

第五章 应力腐蚀裂纹扩展1156

一、应力腐蚀开裂的过程及特点1156

二、应力腐蚀裂纹扩展速率1157

三、腐蚀疲劳裂纹扩展1159

一、动态裂纹尖端附近的应力场1162

第六章 动态断裂力学1162

二、动态应力强度因子1164

三、裂纹动态起始扩展判据1165

四、能通率判据1166

五、能量释放率判据1166

六、运动裂纹传播与止裂判据1167

参考文献1170

第一章 相似理论与实验数据处理1173

一、相似理论1173

第十篇 实验力学1173

二、误差分析1176

三、实验数据的表示方法1178

第二章 电阻应变计1181

一、电阻应变计的工作原理与结构1181

二、电阻应变计的工作特性与类型1182

三、电阻应变计的粘贴与防护1184

第三章 电阻应变仪和记录仪器1187

一、应变测量电路1187

二、电阻应变仪1190

三、应变记录仪器1191

第四章 应力应变测量1197

一、静态应变测量1197

二、静态应变测量结果的修正1204

三、动态应变信号的分类1207

四、动态应变信号的测量1208

第五章 电阻应变测量在工程中的应用1210

一、残余应力的测量1210

二、混凝土应变的测量1212

三、钢筋应变的测量1214

四、电阻应变计式传感器1214

第六章 特殊条件下的应变测量1222

一、高(低)温条件下的应变测量1222

二、高压液下的应变测量1228

三、旋转构件的应变测量1232

四、运动构件应变的遥测1235

第七章 二维光弹性法1237

一、光弹性原理和应力光学定律1237

二、平面受力模型在平面光场中的光弹效应1239

三、等倾线的测定1240

四、等差线级数的确定1242

五、应力分离方法1246

第八章 三维光弹性法1248

一、应力“冻结”切片法1248

二、三维光弹性应力--光学定律1249

三、自由表面应力测量1249

四、模型切片的平行光法1250

一、光弹性材料性能1253

第九章 光弹性材料和模型制做1253

二、环氧树脂型模型材料的制做1256

三、聚碳酸脂光弹性材料1257

第十章 光弹性贴片法1257

一、反射式偏光系统和基本原理1257

二、贴片的主应变(主应力)分离法1260

三、光弹性贴片材料与粘贴技术1261

四、强制效应的修正1262

一、散射光弹性法的特点及实验装置1266

二、光的散射现象及应力--光学定律1266

第十一章 散射光弹性法1266

三、次主应力方向的确定1267

四、条纹级次的确定1267

五、散射光弹性法的应用1268

第十二章 全息光弹性法1270

一、全息照相的记录和再现1270

二、全息光弹性实验设备与实验技术1271

三、全息光弹性的基本原理1272

四、等和线与等差线的分离1273

第十三章 全息干涉法1275

一、基本的全息干涉法1275

二、全息干涉条纹解释技术1276

三、用ZF法和FC法作位移矢定量分析的基本方程1277

第十四章 散斑法1279

一、单光束散斑干涉法1279

二、双光束散斑干涉法1281

三、散斑剪切干涉法1282

一、焦散线法的物理基础及光学系统1283

第十五章 焦散线法1283

四、白光散斑法1283

二、焦散线法的基本方程1284

三、焦散线法法用于平面问题1285

四、焦散线法用于断裂力学问题1286

第十六章 云纹法1286

一、普通云纹法(面内位移测量法)1287

二、影象云纹法(离面位移测量法)1290

三、反射云纹法(斜率测量法)1291

一、动态光弹性法1293

四、云纹干涉法1293

第十七章 特殊光弹性法1293

二、热光弹性法1295

三、光塑性法1297

第十八章 其它应力应变测量方法1298

一、脆性涂层法1298

二、应力的χ射线测量法1301

三、磁性应变测量法1304

四、镀铜应力测定法1305

一、线弹性断裂韧度的测试1306

第十九章 金属材料断裂韧度测试1306

二、弹塑性断裂韧度的测试1324

三、动态断裂韧度K？d、δd、J？d的测试1334

第二十章 裂纹扩展速度？及门槛值△Kth的测试1338

一、裂纹扩展速率？的测试1338

二、疲劳裂纹扩展门槛值△Kth的测试1344

三、低周疲劳的测试1347

第二十一章 环境介质下断裂韧度的测试1351

一、低温下断裂韧度的测试1351

二、高温下断裂韧度的测试1352

三、腐蚀介质下断裂韧度Klscc与裂纹扩展速率？的测试1356

第二十二章 测振仪器及设备1359

一、测振传感器1359

二、测量线路1361

三、记录与显示设备1362

四、激振设备及激振方法1363

第二十三章 确定性振动实验1364

一、振动测试的一般方法1364

二、振动参量的测量1365

三、测量仪器的选择和使用1371

四、测量仪器的标定1372

第二十四章 随机振动实验1373

一、概述1373

二、随机变量时间历程的测量1375

三、随机振动计参量的模拟测量1376

四、机械阻抗随机振动测试法1378

五、实验技术问题1380

六、模态参数的随机振动测试法1380

参考文献1384

一、土力学的形成与发展1386

二、土的物理化学性质1386

第十一篇 土力学1386

第一章 总论1386

三、有效应力的概念1392

第二章 土工试验与地基勘察1393

一、岩土参数的统计分析1393

二、地基勘察1406

三、土工试验1407

三、地基的冻胀1413

二、土的渗透性1413

第三章 土中水1413

一、土中水的形态和作用1413

第四章 地基的应力1419

一、土中的自重应力1419

二、基础底面接触压力1419

三、地基中的附加应力1420

第五章 地基变形1431

一、土的压缩性1431

二、基础量终沉降量的计算1435

三、地基变形与时间关系1446

第六章 土的抗剪强度1452

一、抗剪强度的测定1452

二、土的强度理论1454

三、无粘性土的抗剪强度特征1456

四、粘性土的抗剪强度特征1457

五、粘性土的流变特性1460

六、土的动力特性1461

一、地基的破坏型式1462

第七章 浅基础地基承载力1462

二、临塑荷载和有限塑性区荷载1463

三、地基的极限承载力1465

四、地基承载力的设计值1470

第八章 土坡稳定分析1475

一、土坡及其失稳1475

二、无粘性土坡的稳定分析1477

三、粘性土坡的稳定分析1477

四、拆线型滑动面土坡的稳定分析1482

六、影响土坡稳定分析的因素1483

五、垂直开挖边坡的稳定问题1483

七、有限单元法在土坡稳定分析中的应用1485

八、土坡稳定的概率分析1486

第九章 土压力及挡土墙1488

一、土压力的分类1488

二、朗肯土压力理论1489

三、库伦土压力理论1491

四、特殊情况下土压力的计算1497

五、重力式挡土墙设计1498

六、锚杆式挡墙简述1500

一、土的本构关系1501

第十章 土的本构关系简述1501

二、土的屈服与破坏1502

三、土本构关系的模型理论1502

参考文献1506

第一章 岩石的物理性质1507

一、岩石的物理性质1507

前言1507

第十二篇 岩石力学1507

二、常见岩石物理性参数1509

第二章 岩石的力学性质1510

一、岩石试件制备1511

二、岩石的变形性质1511

三、岩石的强度1513

四、岩石的流变性1516

五、岩石的强度准则1519

六、岩石力学性质参数表1522

一、岩体与岩体的完整性1524

第三章 岩体与原岩应力1524

二、岩体的稳定性与工程分级1528

三、原岩应力及其测量1539

第四章 围岩压力1551

一、次生应力与地压1551

二、围岩变形状态1551

三、弹性围岩应力分布规律1552

四、塑性围岩应力分布规律1557

五、λ=1时圆形隧洞围岩状态1558

六、围岩位移计算1559

七、隧洞散体围岩压力与计算1560

八、隧洞变形地压理论与计算1562

九、压力隧洞围岩应力的计算方法1570

十、竖井与斜井地压1572

十一、锚喷支护设计原理1576

第五章 岩石边坡稳定性分析1582

一、岩石边坡的破坏类型1582

二、滑坡分析方法1583

第六章 岩基1591

一、基岩中应力和位移的弹性分析1592

二、稳定性分析1604

三、拱坝坝肩的稳定性分析1607

四、基础承载力及沉降变形的验算1608

五、岩基上的重力坝稳定分析实例1611

参考文献1614

第十三篇 爆破力学1615

第一章 炸药与爆轰理论1615

一、爆炸及炸药的基本概念1615

二、炸药1616

三、炸药的起爆和感度1620

四、炸药的爆轰理论1624

五、炸药热化学参数的计算与测定1628

六、炸药的氧平衡和爆炸反应方程式1634

第二章 爆炸在固体介质中的作用1637

一、爆炸应力波1637

二、脆性介质在爆炸力作用下的破坏机理1641

三、单药包爆破作用的分析1643

一、浅孔爆破1645

第三章 钻孔爆破1645

二、深孔爆破技术1652

三、控制爆破技术1659

四、起爆方法和起爆网络1667

第四章 洞室爆破1674

一、洞室爆破的应用与分类1674

二、洞室爆破设计1674

三、洞室爆破的实施1689

一、拆除控制爆破的基本原理1692

第五章 拆除爆破1692

二、大型块体的爆破拆除1698

三、楼房拆除爆破1701

四、高耸建筑物爆破拆除1705

五、水压爆破1710

第六章 水下爆炸1713

一、相似律及其在水下爆炸的应用1713

二、水中爆炸1716

三、水下工程爆破1719

第七章 爆破危害的力学分析1725

二、爆炸冲击波1726

一、爆炸产物的直接作用1726

三、爆破地震1731

四、爆破飞石1739

五、其他安全问题1741

参考文献1742

第十四篇 散体力学1743

第一章 绪论1743

一、散体力学的性质和任务1743

二、散体力学的基本假设1744

三、散体力学研究的基本方法和符号规定1746

第二章 散体的应力-应变特性1747

一、散体的应力状态1747

二、屈服条件的概念1749

三、Mohr-Coulomb屈服准则1749

四、真实散体的力学特性1750

五、散体应力--应变关系1751

六、Roscoe三维空间应力-应变状态图1753

二、散体的理想剪切试验1754

一、散体剪切试验的目的1754

第三章 散体屈服特性的测定1754

三、散体的应力--应变特性的测定及屈服轨迹1755

四、从屈服轨迹上获取散体的屈服特性1757

五、散体的剪切试验1758

六、散体的时间强化效应及器壁摩擦特性1760

第四章 散体在存仓中的屈服(流动)特性1762

一、工程中的存仓问题1762

二、散体在存仓中的运动图相--整体流和核心流1764

三、关于散体在存仓中的结拱问题1768

四、存仓中排料斗的设计1771

五、设计计算实例1772

第五章 输出设备和助动设备1775

一、输出设备1775

二、助动设备1780

第六章 存仓中的压力计算1782

一、散体在储存和输出状态下存仓中的压应力计算1783

二、输出设备的牵引力计算1785

三、改善存仓及其输出设备受力状态的措施1787

参考文献1788

第十五篇 流全力学1789

第一章 流体力学的矢量运算公式1789

一、向量微分算子--哈密顿算子1789

二、向量微分算子作用的几个重要公式1791

三、几个积分定理1791

四、向量微分算子在曲线坐标系中的表达式1793

第二章 流体的基本物理性质1799

一、流体的密度和重度1799

二、流体的粘性1800

三、流体的压缩性与膨胀性1804

四、表面张力系数1805

五、饱和蒸汽压强1806

第三章 流体平衡的基本原理1806

一、作用在流体上的力1806

二、流体平衡方程式1807

三、平衡流体中点压强的分布规律1807

五、流体总压力及压力中心1814

四、流体点压强的计算基准及量度单位1814

第四章 有压管道中的定常流1820

一、不可压缩流体一元定常流基本方程1820

二、沿程水头损失与沿程阻力系数1821

三、局部水头损失及局部附图系数1826

四、管路计算1832

第五章 明渠定常均匀流1836

一、明渠定常均匀流基本公式1836

二、流速分布规律1838

三、水力最佳断面1840

四、水力计算基本类型1841

第六章 流体运动的基本原理1842

一、描述流体运动的两种方法1842

二、流体运动的分类1843

三、流线、流管及流束1846

四、流量及平均流速1846

五、速度环量1846

第七章 流体运动的质量守恒定律--连续性方程1847

一、拉格朗日型连续性方程1847

六、涡线、涡管及涡束1847

七、涡管强度及涡通量1847

二、欧拉型连续性方程1848

第八章 球坐标系、柱坐标系及旋转坐标系中的加速度方程1852

一、球坐标系及柱坐标系的加速度方程1852

二、旋转坐标系中的加速度方程1853

第九章 定常不可压有势运动的基本方程1854

一、速度势函数1854

二、流函数1855

四、拉普拉斯方程1856

三、柯西--黎曼条件与势流运动特征1856

五、若干简单平面势流的速度势函数、流函数及其流动特征1857

第十章 理想流体动力学的基本方程1865

一、欧拉型运动方程1865

二、拉格朗日型运动方程1866

三、兰姆--葛罗米柯方程1868

第十一章 理想流体动力学基本定理1869

一、柯西--拉格朗日定理1869

二、直角坐标系中的伯诺里定理1871

三、旋转坐标系中的伯诺里定理1872

四、能量守恒定律1874

第十二章 理想流体有势运动的动力学基础1876

一、流体有势运动的控制方程1876

二、有势运动的动能表达式1877

三、开尔文定理--动能最小原理1877

四、拉格朗日无旋定理--势流定理1878

五、流体无旋运动速度势的动力学解释1878

第十三章 理想流体平面势运动问题的计算方法1879

一、平面势运动求解的复变函数法1879

二、平面势运动求解的保角变换法1883

三、狄利克雷问题的单位圆上解--泊松积分1888

四、单位圆及多角形到半平面的变换、许伐兹--克利斯托夫公式1889

第十四章 势流中的物体绕流的驻点及所受的力和力矩1892

一、库塔--儒柯夫斯基环量条件1892

二、定常绕流中物体所受的力和力矩--布拉修斯公式1893

三、库塔--儒柯夫斯基升力定理1894

四、达兰贝尔悖论1895

五、普朗特边界层理论建立的意义1895

第十五章 理想流体涡流动力学基本定理1895

一、汤姆逊定理1895

二、海姆霍兹涡旋定理及其含义1896

一、粘性流体特征1898

二、粘性流体运动遵循的基本定律1898

第十六章 粘性流体运动方程1898

三、粘性流体的应力与应变率关系1899

四、粘性流体的运动方程1901

五、柱坐标系的纳维--斯托克斯方程1902

六、球坐标系的纳维--斯托克斯方程1904

七、实际流体的伯诺里方程1905

参考文献1906

一、地下水渗流的基本概念与基本定律1908

第十六篇 地下水动力学1908

第一章 地下水渗流的基本原理1908

二、地下水渗流方程及定解条件1910

第二章 地下水向河渠的运动1917

一、河渠间承压水的稳定运动1917

二、河渠间潜水的稳定运动1920

三、河渠附近潜水的非稳定运动1924

四、田面入渗条件下潜水的非稳定运动1942

一、基本概念1944

第三章 地下水向井的运动1944

二、无越流补给的承压含水层中完整井的非稳定运动1946

三、潜水含水层完整井的非稳定运动1957

四、叠加原理与映射原理1967

五、地下水向井中的稳定运动1970

第四章 包气带水分运移1972

一、基本概念1972

二、包气带水分运移1975

一、基本概念1992

第五章 水动力弥散与地下水水质1992

二、水动力弥散方程的解析解1995

三、地下水水质的数学模型及应用2000

参考文献2008

第十七篇 地质力学2010

第一章 地质构造形迹及其力学性质2010

一、地质构造形迹2010

二、结构要素2010

三、构造形迹的序次2010

六、应变椭球体的概念2011

四、构造形迹的等级2011

五、应力2011

七、应力场、应力轨迹2012

八、结构面的力学含义2013

九、结构面命名的“平面问题分析原则”及类型2015

十、压性结构面主要特征2016

十一、张性结构面主要特征2018

十二、扭性结构面主要特征2019

十四、张扭性结构面主要特征2020

十三、压扭性结构面主要特征2020

十五、复合性结构面主要特征2021

十六、压性、张性、扭性结构面特征一览表2021

第二章 中国典型构造体系2023

一、构造体系2023

二、构造体系的类型和型式2023

三、巨型纬向构造体系2025

四、巨型经向构造体系2027

五、纬向及经向构造体系形成的数学力学分析2027

七、多字型构造特征2031

六、直扭构造型式2031

八、多字型构造的力学解析2033

九、棋盘格式构造2035

十、棋盘格式构造力学成因及其共轭剪切角问题2035

十一、入字型构造2036

十二、入字型构造的力学分析2036

十三、旋扭构造2038

十四、旋卷构造2039

十五、旋卷构造的动力来源及力学分析2040

十六、S型和反S型构造2044

十七、歹字型构造2045

十八、歹字型构造的力学成因2045

十九、山字型构造2046

二十、山字型构造的力学分析2047

第三章 岩石力学与构造应力场2053

一、自然界岩石力学性质的弹性表象2053

二、自然界岩石的非弹性表象2053

三、常温常压下岩石的应力应变曲线2054

四、围压及中间主应力对岩石力学性质的影响2055

五、温度对岩石力学性质的影响2057

六、孔隙及孔隙液压对岩石力学性质的影响2058

七、应变率对岩石力学性质的影响2059

八、岩石蠕变及其影响因素2061

九、岩石的粘性和能干性2062

十、岩石的流变模型2063

十一、岩石的脆性破坏2066

十二、库伦剪破裂准则2067

十三、格里菲斯破裂准则2068

十四、构造应力场2069

十五、应力解除法-构造应力场研究方法之一2070

十六、水压致裂法-构造应力场研究方法之二2072

十七、震源机制解法-构造应力场研究方法之三2074

十八、重复大地测量及活断层位移测量--构造应力场研究方法之四2074

十九、古构造应力场的研究方法及步骤2075

二十、古构造应力值的推算2076

二十一、构造应力场的物理模拟2078

二十二、构造应力场的数学模拟2079

一、地球内部的圈层构造2081

第四章 构造运动问题2081

二、天文因素对构造运动的影响2083

三、全球收缩与膨胀的构造运动假说2083

四、地壳的均衡代偿现象2084

五、地球热流2084

六、地球内部的密度分异和物质运动2085

七、地幔中的对流2085

八、应力驱动作用2085

十、地壳运动的方式和方向2086

九、构造运动的全球性、定时性和周期性2086

十一、构造运动的起源2087

参考文献2092

第十八篇 计算力学2093

第一章 有限元法2093

一、有限元分析的一般步骤2094

二、单无刚度矩阵的形成2095

三、等参元2098

四、有限元分析中的振动问题2101

五、有限元计算中的简化技术2104

六、有限元分析中的非线性问题2106

七、应用有限元法进行结构分析的实例2110

八、几种通用程序简介2111

第二章 边界元法2113

一、基本原理和特点2113

二、弹性静力学的边界元法2113

三、弹性动力学问题的边界元法2124

四、板的弯曲2129

附录A 数值积分公式2132

一、概率密度函数2137

第三章 谱方法2137

二、概率分布函数2138

三、中心极限定理2139

四、随机变量的数字特征量2139

五、联合概率分布2139

六、相关分析2139

七、谱密度分析2141

八、线性系统在随机激励下的响应2144

一、速度势方程的数值解法2151

第四章 超声速无粘流的数值方法2151

二、流函数方程的数值解法2154

三、超声速流的特征线解法2155

四、超声速欧拉方程的数值解法2157

第五章 湍流模型和湍流计算的数值方法2160

一、湍流模型2160

二、湍流的数值模拟2162

第六章 边界层方程的数值解法2163

一、边界层方程的微分与积分形式2163

二、边界法方程的数值计算及工程算法2164

第七章 不可压缩纳维--斯托克斯(Navier-Stokes)方程数值解法2170

一、流函数--涡量解法2170

二、原始变量(速度--压力)解法2173

第八章 激波数值方法2176

一、激波装配法2176

二、激波捕捉法2177

三、欧拉(Euler)方程2177

四、拉克斯(Lax)格式2178

五、高分辨率全变差递减(TVD)格式2178

参考文献2182