《工程力学手册》求取 ⇩

序言1

工程力学信息及本手册基础参考文献1

第1篇数学3

前言3

第1章微积分5

1.1 一元函数的微分学5

1.2 多元函数的微分学12

1.3 不定积分17

1.4 定积分37

1.5 重积分，曲线积分与曲面积分45

1.6 无穷级数51

第2章矢量、张量、微分几何及场论初步65

2.1 指标符号65

2.2 矢量算法66

2.3 张量概念与张量代数68

2.4 二阶张量70

2.5 微分几何基本知识71

2.6 场论初步76

2.7 张量场80

2.8 正交曲线坐标系张量分析81

第3章复变函数88

3.1 复数与复变函数88

3.2 解析函数91

3.3 复变函数的积分95

3.4 级数97

3.5 留数102

3.6 保角映射103

第4章常微分方程106

4.1 常微分方程的一些基本概念106

4.2 一阶微分方程107

4.3 线性微分方程111

4.4 高阶微分方程与微分方程组116

4.5 稳定性理论120

第5章偏微分方程124

5.1 基本概念124

5.2 一阶偏微分方程126

5.3 二阶偏微分方程129

5.4 广义函数与基本解143

第6章积分变换、特殊函数146

6.1 傅里叶变换146

6.2 拉普拉斯变换151

6.3 梅林变换154

6.4 汉克尔变换155

6.5 特殊函数155

第7章积分方程166

7.1 积分方程基本概念166

7.2 弗雷德霍姆型积分方程167

7.3 对称核积分方程170

7.4 奇异积分方程173

第8章泛函与变分方法176

8.1 空间176

8.2 算子与泛函179

8.3 有界线性算子基本定理181

8.4 希尔伯特空间182

8.5 索伯列夫空间185

8.6 变分方法188

第9章矩阵、线性代数、群与半群192

9.1 行列式192

9.2 矩阵193

9.3 线性方程组197

9.4 线性空间与线性变换198

9.5 欧氏空间与酉空间201

9.6 二次型202

9.7 矩阵的相似标准形204

9.8 群与半群207

第10章点集拓扑基础210

10.1 集合210

10.2 拓扑空间212

10.3 拓扑空间的性质215

第11章数值计算220

11.1 数值逼近220

11.2 数值微分和积分227

11.3 线性方程组的数值解229

11.4 矩阵的特征值和特征向量237

11.5 常微分方程的数值解241

11.6 偏微分方程的差分方法246

第12章概率与统计252

12.1 随机事件与概率252

12.2 随机变量、随机矢量及分布253

12.3 数理统计262

第13章优化与控制303

13.1 优化的预备知识303

13.2 优化方法304

13.3 最优控制的理论与方法310

第14章运筹学及其应用311

14.1 线性规划311

14.2 动态规划313

14.3 整数规划315

14.4 排队论317

14.5 决策论320

14.6 模型论321

14.7 模糊线性规划322

第15章模糊数学及其应用324

15.1 事物的模糊性及其描述方法324

15.2 模糊集合理论的几个基本问题325

15.3 模糊综合评判327

15.4 模糊数学规划330

15.5 模糊随机可靠性分析331

15.6 模糊随机决策333

第2篇工程流体力学341

前言341

第1章流体的物理性质346

1.1 流体的物理性质346

1.2 流体的物性参数348

1.3附表350

表1.1 流体力学中常用的物理量的量纲及单位350

表1.2 水的物理性质351

表1.3 常见液体的某些性质351

表1.4 常见气体的某些性质（p＝标准大气压，7=273K）352

表1.5 某些常见流体的动力粘性系数352

表1.6 水的弹性模量随温度和压强的变化352

表1.7 标准大气压下，空气的某些性质随温度的变化352

第2章基本方程353

2.1 引言353

2.2 流场的描述方法353

2.3 静止流场的应力性质357

2.4 流场的运动学性质358

2.5 流体动力学基本方程364

2.6 理想流体动力学基本方程组及其性质367

2.7 粘性流体动力学基本方程及其性质369

附录：各类方程组在正交曲线坐标、直角坐标、柱坐标、球坐标系中表达式371

表2.1不可压无旋流动速度势及流函数方程分类371

（a）速度势方程371

（b）流函数方程371

表2.2理想流体动力学基本方程组分类372

（a）理想流体动力学基本方程组372

（b）理想完全气体动力学方程组（绝热）373

（c）不可压理想流体动力学基本方程组375

表2.3粘性流体动力学基本方程组376

（a）一般粘性流体动力学基本方程组376

（b）不可压粘性流体动力学基本方程组（μ＝const）（λ＝const）381

第3章理想流体运动385

3.1 引言385

3.2 理想不可压缩流体的一维流动385

3.3 理想不可压缩流体的平面无旋流动390

3.4 理想不可压缩流体的空间流动404

3 5 理想可压缩流体的基本概念和一维流动411

表3.1 标准大气表430

表3.2 一维等熵流气动函数表γ＝1.4432

表3.3 正激波前后气流参数表γ＝1.4437

第4章层流运动441

4.1 引言441

4.2 定常流动的纳维-斯托克斯方程的精确解442

4.3 非定常流动的纳维-斯托克斯方程（N-S）的精确解454

4.4 低雷诺数流动457

4.5 层流运动的稳定性462

第5章湍流468

5.1 引言468

5.2 一阶封闭模型（半经验理论）及其应用476

5.3 湍流统计理论简介489

5.4 二阶封闭模型500

5.5 湍流高级数值模似简介509

第6章边界层理论和物体阻力518

6.1 引言518

6.2 边界层概念519

6.3 边界层流动的一般特性519

6.4 二维层流边界层微分方程组522

6.5 二维层流边界层方程组的相似性解524

6.6 二维定常层流边界层方程组的动量积分关系式解法527

6.7 轴对称定常层流边界层529

6.8 三维定常层流边界层530

6.9 不可压缩流体湍流边界层的一般说明533

6.10 二维定常湍流边界层方程组533

6.11 湍流边界层的半经验理论534

6.12 零压力梯度光滑表面和粗糙表面上的湍流边界层535

6.13 有压力梯度的湍流边界层539

6.14 轴对称湍流边界层542

6.15 物体阻力和几种典型物体的阻力系数543

第7章有压管流545

7.1 引言545

7.2 管流基本方程546

7.3 管流流速、流量547

7.4 人工粗糙度和当量粗糙度549

7.5 粘性底层及湍流分区549

7.6 圆管进口段长度550

7.7 圆管中流速分布550

7.8 沿程阻力系数552

7.9 局部阻力系数555

7.10 有压管道定常流558

7.11 有压管道非定常流561

第8章明槽流566

8.1 引言566

8.2 明槽流的基本方程与流动型态567

8.3 明槽中的定常均匀流571

8.4 明槽中的定常非均匀渐变流575

8.5 明槽中的定常急变流582

8.6 明槽中的非定常流597

8.7 明槽中的掺气水流608

第9章多相流动612

9.1 引言612

9 2 多相流动的分类、特点、特性参数和常用符号612

9.3 两相流的流型614

9.4 空隙率的计算619

9.5 多相流动的基本方程620

9.6 滑移或滞留效应623

9.7 颗粒尺寸及其分布624

9.8 颗粒的输运特性625

9.9 两相流压降的确定627

9.10 气-固系统热力学639

9.11 气固两相一元定常流动639

9.12 含尘气体通过激波的流动640

9.13 气-固平板层流边界层641

9.14 气-固两相管流643

9.15 几个常见的气-固两相流动645

9.16 气-液环状流648

9.17 气-液两相流的临界流动649

第10章异重流654

10.1 自然界及实际工程中的异重流现象654

10.2 异重流与一般明渠水流的异同654

10.3 异重流的基本方程655

10.4 异重流的形成条件656

10.5 异重流的运动658

10.6 选择性引水668

10.7 异重流的扩散、传输和沉积672

10.8 异重流研究中的新问题674

第11章波浪运动676

11.1 波浪基本理论——规则波676

11.2 海浪——不规则波686

11.3 近岸波浪传播695

11.4 波浪与建筑物的相互作用702

第12章叶轮机械流动709

12.1 引言709

12.2 工作原理709

12.3 相似换算712

12.4 损失和效率713

12.5 空化空蚀716

12.6 叶轮（转轮）和蜗壳的水力计算717

12.7 沿两类相对流面无粘性不可压缩流体流动的方程724

第13章水弹性力学732

13.1 引言732

13.2 基本方程733

13.3 二维线性理论737

13.4 三维线性理论747

13.5 水中结构振动的工程计算公式755

13.6 其它水弹性力学问题764

第14章空化766

14.1 引言766

14.2 总论767

14.3 空化初生770

14.4 初生空化数774

14.5 初生空化数的尺度效应786

14.6 空化噪音793

14.7 固定空腔流794

14.8 空蚀795

14.9 结语799

第15章数值计算799

15.1 引言799

15.2 有限差分法800

15.3 特征线方法及其改型826

15.4 有限元方法836

15.5 其它方法854

第16章流体力学测量855

16.1 流速测量855

16.2 压力测量861

16.3 体积流量测量869

16.4 温度测量876

16.5 流动显示技术880

第3篇理论力学890

前言890

第1章静力学896

1.1 引言896

1.2 静力学公理896

1.3 力和力矩理论896

1.4 力偶理论897

1.5 力系简化理论898

1.6 平行力系中心·重心899

1.7 力系的平衡和平衡方程903

1.8 受力分析905

1.9 平衡方程的应用906

1.10 图解静力学908

第2章运动学911

2.1 引言911

2.2 点的运动911

2.3 曲线坐标系中点的运动913

2.4 刚体的基本运动914

2.5 刚体的平面运动914

2.6 刚体的定点运动918

2.7 刚体的一般运动920

2.8 点的复合运动921

2.9 刚体的复合运动922

2.10 刚体间的相对运动·三轴定理925

第3章质点动力学925

3.1 动力学基本概念与基本定律925

3.2 质点的运动微分方程及其各种形式926

3.3 质点动力学问题的分类927

3.4 质点动力学第一类问题解法举例927

3.5 质点动力学第二类问题的解法928

3.6 质点动力学第二类问题的若干典型例子928

3.7 非自由质点的运动微分方程931

3.8 非自由质点运动的若干典型例子932

3.9 质点相对运动动力学935

第4章质点系和刚体动力学937

4.1 质点系的运动微分方程937

4.2 动量定理938

4.3 动量矩定理939

4.4 动能定理941

4.5 刚体的转动惯量和惯性积944

4.6 刚体的动量、动量矩和动能的计算949

4.7 刚体运动的动力学方程951

4.8 刚体定点运动动力学问题的若干典型情况952

第5章虚位移原理和达朗伯原理954

5.1 基本概念954

5.2 虚位移原理957

5.3 虚位移原理的应用958

5.4 达朗伯原理960

5.5 惯性力及其辩异961

5.6 刚体运动时的惯性力962

5.7 动静法及其应用964

5.8 转动部件轴承上的动压力·动态均衡966

5.9 动力学普遍原理的广义坐标形式·广义惯性力法967

第6章碰撞理论和变质量动力学969

6.1 冲击现象及其特征969

6.2 冲击过程的动力学基本原理和有关方程969

6.3 冲击对刚体的影响970

6.4 转子承受瞬时冲击时轴承的反作用冲量·冲击中心971

6.5 准刚体间的碰撞972

6.6 碰撞恢复系数972

6.7 两个物体的正碰撞·锤锻和打桩973

6.8 斜碰撞，摩擦的影响975

6.9 碰撞的分析研究·基本方程和几个能量定理976

6.10 微质点的持续碰撞·变质量动力学基本方程977

6.11 绳索运动中的持续碰撞979

6.12 容器和管道中的定常流动980

6.13 火箭的运动和优化981

第7章拉格朗日力学986

7.1 引言986

7.2 第一类拉格朗日方程986

7.3 第二类拉格朗日方程986

7.4 耗散力及耗散函数989

7.5 陀螺力及广义陀螺力990

7.6 拉格朗日方程的首次积分992

7.7 劳思方程996

7.8 用准坐标表示的拉格朗日方程998

7.9 与动轴系相关联的拉格朗日方程1000

7.10 碰撞问题的拉格朗日方程1003

7.11 变质量系统的拉格朗日方程1004

7.12 机电系统的拉格朗日方程1005

第8章哈密顿力学1007

8.1 引言1007

8.2 哈密顿正则方程1008

8.3 哈密顿正则方程的首次积分1008

8.4 相空间与相流体的比拟·积分不变量1010

8.5 正则变换1013

8.6 哈密顿-雅可比方程1017

8.7 哈密顿-雅可比方程求积的变量分离法1019

8.8 正则摄动理论1022

8.9 简化的哈密顿-雅可比方程（系统中有陀螺组存在时的情况）1024

第9章分析力学中的变分原理1027

9.1 引言1027

9.2 万有达朗伯原理（蒙盖隆原理）1028

9.3 约当原理·高斯原理·赫兹原理1029

9.4 哈密顿原理1030

9.5 福斯原理与侯尔德原理1031

9.6 马保悌-拉格朗日最小作用量原理1033

9.7 关于积分变分原理的几点注记1035

9.8 积分变分原理的若干应用1037

第10章非完整系统动力学1040

10.1 非完整约束的分类1040

10.2 非完整系统中的准速度和准坐标1040

10.3 非完整系统中的虚位移1041

10.4 微分运算和变分运算的交换关系1043

10.5 一阶非完整系统的运动微分方程1044

10.6 任意阶非完整系统的运动微分方程1056

第11章单自由度系统的线性振动1059

11.1 引言1059

11.2 振动系统基本元件的特性1059

11.3 单自由度系统的自由振动1064

11.4 简谐激励下的强迫振动1066

11.5 非简谐激励下的强迫振动1072

11.6 有结构阻尼的系统的强迫振动1076

11.7 系统的机械阻抗1077

11.8 系统的减振和隔振1080

第12章多自由度系统的线性振动1081

12.1 引言1081

12.2 运动微分方程的一般形式1082

12.3 实模态分析1084

12.4 复模态分析1086

12.5 矩阵特征值问题1089

12.6 系统响应的一般公式1092

12.7 系统的脉冲响应矩阵与传递函数矩阵1094

12.8 求系统响应的转移矩阵法1096

12.9 无约束结构的弹性模态1097

12.10 模态摄动问题1099

12.11 假设模态法1102

12.12 模态综合法1104

12.13 传递矩阵法1108

12.14 振动控制1112

第13章非线性振动1117

13.1 引言1117

13.2 渐近法（KBM法、三级数法）1124

13.3 定性方法1128

13.4 平均法1134

13.5 摄动法（小参数法）1147

13.6 多尺度法1150

13.7 其它解析方法1152

13.8 数值解法1155

13.9 非线性参数激励共振系统1159

13.10 非线性振动系统的分叉与浑沌理论简介1162

第14章随机振动1169

14.1 随机振动简介1169

14.2 随机过程的概率研究1170

14.3 相关函数和频谱密度函数1179

14.4 线性系统的随机振动1186

14.5 结构设计和可靠性分析1196

14.6 非线性系统的随机振动1200

第15章转子动力学1208

15.1 引言1208

15.2 坐标系及转子涡动的运动学分析1208

15.3 在各种情况下单盘转子的涡动行为1210

15.4 转子的动力稳定性1218

15.5 滑动轴承支承的转子1224

15.6 转子系统的临界转速和不平衡响应1230

15.7 转子的平衡1237

第16章轨道动力学1242

16.1 预备知识1242

16.2 开普勒轨道运动1246

16.3 轨道操纵1251

16.4 冲击过渡轨道的优化1254

16.5 近圆轨道间的相对运动和轨道修正·希尔方程1257

16.6 行星际航行1258

16.7 轨道摄动1261

第17章陀螺力学和姿态动力学1266

17.1 引言1266

17.2 陀螺的运动学1267

17.3 陀螺的运动方程1268

17.4 陀螺的线性理论1269

17.5 陀螺的非线性理论1273

17.6 非自旋卫星的姿态运动1274

17.7 自旋卫星的姿态运动1277

第18章多刚体动力学1281

18.1 引言1281

18.2 多体系统的运动学1281

18.3 罗伯森-威藤堡方法1284

18.4 牛顿-欧拉方法1287

18.5 凯恩方法1290

18.6 变分方法1291

第19章运动稳定性基础1295

19.1 引言1295

19.2 运动稳定性的基本概念1295

19.3 运动稳定性的基本定理1297

19.4 按首次近似判别非线性系统的稳定性1299

19.5 运动稳定性的某些推广及其应用1300

第20章控制理论基础1309

20.1 引言1309

20.2 系统的状态空间表示1309

20.3 控制系统的分析求解1309

20.4 系统的能控性与能观性1311

20.5 反馈控制系统1314

20.6 最优控制问题1316

20.7 最优滤波问题1320

20.8 注记1323

第4篇材料力学1329

前言1329

第1章基本概念与方法1334

1.1 材料力学1334

1.2 载荷及其分类1334

1.3 内力和内力分量1334

1.4 应力和应变1336

1.5 失效1337

1 6 杆件截面的几何性质1337

1.7 材料力学方法1339

第2章材料的力学性能1370

2.1 工程材料的分类，材料的简化模型1370

2.2 材料的力学性能1371

2.3 拉伸时材料的力学性能1372

2.4 压缩时材料的力学性能1378

2.5 剪切时材料的力学性能1381

2.6 材料的硬度1382

2.7 温度对材料力学性能的影响1384

2.8 应变率对材料力学性能的影响1390

2.9 幅照对材料力学性能的影响1393

第3章拉压，剪切，扭转1395

3.1 轴向拉压杆的应力和变形1395

3.2 拉压静不定问题1402

3.3 应力集中，应变集中1404

3.4 冲击、振动、应力波1407

3.5 安全系数、可靠度1409

3.6 剪切变形1410

3.7 几种联接1411

3.8 扭转变形1416

3.9 非圆截面杆的扭转1421

3.10 螺旋弹簧1426

3.11 扭转振动1429

第4章弯曲应力和变形1431

4.1 直梁的平面弯曲应力1431

4.2 直梁的平面弯曲位移1441

4.3 简单静不定梁1452

4.4 非对称弯曲1453

4.5 组合变形时杆的强度1459

4.6 纵横弯曲1463

4.7 曲梁的工程计算1464

第5章应力状态分析1498

5.1 单元体和点的应力状态1498

5.2 平面应力状态1499

5.3 平面应力状态图示1500

5.4 应力状态的矩阵表示1505

5.5 空间应力状态1506

5.6 六面体、八面体和十二面体及相应面上的应力1507

5.7 空间应力状态的应力圆1509

5.8 几种特殊应力状态的三向应力圆1510

5.9 广义胡克定律1512

第6章强度理论1513

6.1 材料在复杂应力状态下的强度问题1513

6.2 四个古典强度理论1514

6.3 其他强度理论1515

6.4 平面应力状态时的强度条件1516

6.5 破坏准则的几何表示1517

6.6 强度理论的实验验证1518

第7章杆件弹性分析的能量法1521

7.1 基本概念1521

7.2 虚位移原理1525

7.3 虚力原理1526

7.4 互等定理1526

7.5 结构位移计算1528

7.6 势能原理1530

7.7 余能原理1533

7.8 瑞斯纳原理1535

7.9 考虑剪切变形影响的梁理论1536

第8章杆件的稳定问题1539

8.1 稳定性及其分类1539

8.2 分支点屈曲的类型1542

8.3 确定分支载荷的平衡方法——简化计算1542

8.4 确定分支载荷的平衡方法——进一步研究1546

8.5 压杆的弹塑性屈曲分析1549

8.6 其它形式的平衡稳定问题1552

8.7 能量方法在屈曲分析中的应用1554

8.8 确定临界载荷的数值方法1559

8.9 确定临界载荷的动力学方法1561

8.10 压杆稳定计算与设计1563

第9章杆的弹性振动和冲击1596

9.1 动载荷的分类1596

9.2 杆件振动时的应力和变形计算1596

9.3 杆件受冲击时的应力和变形计算1604

第10章杆的极限载荷工程分析1612

10.1 极限载荷的概念1612

10.2 塑性铰与极限弯矩1613

10.3 梁的极限载荷的计算方法1615

10.4 单跨梁的极限载荷1617

10.5 剪力对极限弯矩的影响1619

10.6 柱体扭转的极限扭矩1620

10.7 组合变形构件的极限内力1622

10.8 含缺口或裂纹构件的极限载荷1624

第11章薄壁容器与厚壁圆筒1626

11.1 回转壳体薄膜方程1626

11.2 薄膜方程的应用1628

11.3 薄膜应力1629

11.4 承受集中载荷的圆柱形容器和管道中的弯曲应力1629

11.5 圆柱壳弯曲解在管道和压力容器中的应用1632

11.6 承受压力载荷的厚壁圆筒1634

11.7 组合厚壁圆筒1636

11.8 圆筒在径向非均匀温度场中的热应力1637

第12章构件疲劳问题的工程分析1644

12.1 疲劳破坏1644

12.2 循环应力及其类型1644

12.3 S-N曲线和材料的疲劳极限1645

12.4 等寿命曲线1648

12.5 应力集中及其对疲劳极限的影响1649

12.6 构件截面尺寸和表面状况对疲劳极限的影响1657

12.7 环境对疲劳极限的影响1660

12.8 基本变形下构件的疲劳强度计算1662

12.9 组合变形下构件的疲劳强度计算1664

12.10 变幅循环应力与损伤累积理论1666

12.11 接触应力与接触疲劳问题1668

12.12 应力集中系数图表1671

12.13 接触应力计算表1688

第13章工程断裂力学1693

13.1 断裂力学1693

13.2 理论强度和格里菲思理论1694

13.3 裂纹顶端的应力场和断裂力学参数1694

13.4 应力强度因子K的表达式1697

13.5 应力强度因子的工程分析方法1710

13.6 断裂韧度1719

13.7 复合型断裂准则1722

13.8 线弹性疲劳裂纹扩展1725

13.9 应力腐蚀开裂1727

13.10 裂纹顶端张开位移1729

13.11 断裂力学应用中的几个问题1731

13.12 双判据法1733

13.13 J积分1734

13.14 塑性裂纹顶端场1736

13.15 J主导和J控制扩展条件1739

13.16 弹塑性断裂力学分析的工程方法1740

13.17 裂纹扩展的稳定性1752

13.18 抗裂比分析图1754

13.19 断裂动力学概念1755

13.20 非线性疲劳概念1756

13.21 损伤力学概念1758

第5篇结构力学1767

前言1767

第1章绪论与几何构造分析1770

1.1 结构力学的研究对象与任务1770

1.2 结构的计算简图1770

1.3 体系的几何构造分析1774

第2章静定结构受力分析1780

2.1 静定结构的基本性质和计算1780

2.2 静定多跨梁1781

2.3 静定平面刚架1783

2.4 三铰拱1784

2.5 静定平面桁架1790

2.6 组合结构1798

2.7 静定空间桁架1799

2.8 静定空间刚架和曲梁1801

第3章结构位移计算1804

3.1 单位荷载法1804

3.2 荷载作用下的位移计算公式1805

3.3 图乘法1806

3.4 温度改变和支座移动时的位移计算公式（直杆）1808

3.5 克罗蒂-恩盖塞定理和卡氏第二定理1808

3.6 弹性荷载法1809

3.7 桁架的位移图1812

3.8 非线性弹性材料的结构位移计算1814

3.9 理想弹塑性材料的结构位移计算1815

第4章超静定结构计算1817

4.1 力法1817

4.2 位移法1827

4.3 力矩分配法和无剪力分配法1838

4.4 迭代法1842

4.5 剪力分配法1843

4.6 联合法1844

4.7 混合法1846

4.8 近似法1848

4.9 计算公式和数表1849

第5章影响线1889

5.1 移动荷载和影响线的概念1889

5.2 静定梁的影响线1889

5.3 三铰拱的影响线1892

5.4 静定桁架的影响线1892

5.5 结构位移的影响线1895

5.6 连续梁的影响线1896

5.7 超静定桁架的影响线1898

5.8 超静定拱的影响线1900

5.9 影响线的应用1902

5.10 内力包络图1906

第6章结构矩阵分析1908

6.1 概述1908

6.2 矩阵位移法的后处理方法1908

6.3 矩阵位移法的先处理方法1911

6.4 各种杆件结构的单元刚度矩阵1914

6.5 矩阵力法1916

6.6 结构矩阵分析的几个特殊问题1918

6.7 程序编制中的问题1921

6.8 结构矩阵分析中的逆步变换1923

第7章虚功原理和能量原理1924

7.1 概述1924

7.2 虚功原理和互等定理1927

7.3 虚功方程的两种应用1930

7.4 最小势能原理1934

7.5 势能原理与矩阵位移法1935

7.6 最小余能原理1937

7.7 分区混合能量原理1939

7 8 广义卡氏定理1940

7.9 静力法、虚功法、能量法之间的对应关系1942

第8章结构稳定与几何非线性分析1944

8.1 弹性系统平衡稳定性的基本概念1944

8.2 有限自由度系统的弹性稳定性1945

8.3 静力法分析压杆弹性稳定性1946

8.4 能量法和有限元法分析压杆稳定性1950

8.5 非保守力作用下的压杆、动力法1953

8.6 压弯杆件的稳定性1955

8.7 刚架的稳定计算1959

8.8 拱的弹性稳定性1963

8.9 结构的几何非线性分析1969

第9章结构的动力计算1974

9.1 单自由度体系的动力计算1975

9.2 多自由度体系的自由振动1979

9.3 无限自由度体系的自由振动1985

9.4 结构的动力响应1991

9.5 结构的随机振动2000

9.6 结构的抗震计算2007

9.7 结构的抗风计算2016

第10章结构塑性分析2022

10.1 塑性分析的特点与简化2022

10.2 矩阵位移法求极限荷载2024

10.3 塑性极限分析的一般原理与方法2026

10.4 梁的塑性极限分析2027

10.5 刚架的塑性极限分析2029

10.6 破坏机构与荷载的关系2034

10.7 具有轴向力作用时受弯构件的塑性极限分析2035

10.8 剪力与弯矩作用下的极限条件2038

10.9 结构的塑性安定性2038

第11章薄壁杆和杆系计算2041

11.1 开口薄壁杆约束扭转计算2041

11.2 多室闭口薄壁杆挠曲剪应力、自由扭转和约束扭转计算2054

11.3 开口和闭口薄壁杆系的力法2059

11.4 开口和闭口薄壁杆系的位移法2060

11.5 开口和多室闭口薄壁杆稳定2063

11.6 截面有畸变的薄壁杆解析法和有限单元法2066

11.7 截面无畸变和有畸变的薄壁杆的自由振动和强迫振动的基本概念2070

第12章弹性基础梁2071

12.1 概述2071

12.2 文克勒地基和双参数地基模型2072

12.3 弹性连续介质地基模型2073

12.4 文克勒地基上梁的计算2083

12.5 双参数地基上梁的计算2086

12.6 弹性连续介质地基上梁的计算2087

第13章高层建筑结构的计算2091

13.1 高层建筑结构的受力特点和结构体系2091

13.2 剪力墙结构的内力和位移计算2093

13.3 框架-剪力墙结构的内力和位移计算2100

13.4 简体结构的内力和位移计算2105

13.5 用矩阵位移法分析高层建筑结构2112

13.6 高层建筑结构的动力特性分析2115

13.7 高层建筑结构地震反应的时程分析法2119

第14章高耸结构的计算2124

14.1 绪言2124

14.2 塔架的静力计算2125

14.3 塔架的稳定计算2133

14.4 塔架的动力计算2135

14.5 桅杆的静力计算2140

14.6 桅杆的稳定计算2145

14.7 桅杆的动力计算2145

第15章网架结构及悬索结构计算2147

15.1 网架结构的分类2147

15.2 网架结构计算的一般原则2150

15.3 网架结构的计算方法2150

15.4 地震、温度作用下的内力计算2164

15 5 悬索屋盖概述2166

15.6 单索计算理论2167

15.7 预应力双层索系的计算2169

15.8 预应力索网近似计算2171

15.9 索系的离散化计算理论2176

第16章结构优化设计2177

16.1 结构优化设计的基本概念2177

16.2 局部最优性条件2179

16.3 力学准则法2180

16.4 准则搜索法2182

16.5 直接搜索法2185

16.6 解析规划法2186

16.7 序列逼近法2188

16.8 特种规划法2189

16.9 结构模糊优化设计2191

16.10 结构优化设计方法展望2193

第17章结构可靠性分析2194

17.1 广义可靠度的概念2194

17.2 构件的随机可靠度2195

17.3 计算可靠指标的JCSS法2197

17.4 结构的随机可靠度2198

17.5 简单系统的随机可靠度2199

17.6 复杂结构可靠度的近似计算方法2200

17.7 结构的模糊随机可靠度2202

第6篇弹性和塑性力学2211

前言2211

第1章应力理论及应变理论2219

1.1 应力矢，应力分量2219

1.2 任意方向的应力矢，外力边界条件2219

1.3 平衡方程2220

1.4 一点处的应力状态2220

1.5 主应力，应力张量的不变量2220

1.6 应力圆，洛德参数2221

1.7 八面体应力2221

1.8 应力偏张量2221

1.9 应力空间，π平面2222

1.10 相对位移张量，应变张量，转动张量2223

1.11 应变状态2224

1.12 应变主方向，应变张量的不变量2224

1.13 应变协调方程2225

1.14 应变率张量2226

1.15 有关公式的矩阵表示2226

1.16 常用正交曲线坐标系中的有关公式2226

1.17 有限应变张量的物质描述和空间描述2227

1.18 应变速度张量2230

1.19 应力张量的空间描述和物质描述2231

第2章弹性力学的基本方程2232

2.1 应力-应变关系2232

2.2 基本方程的综合2233

2.3 位移解法，拉梅方程2233

2.4 应力解法，米歇尔方程2234

2.5 解的唯一性定理2234

2.6 圣维南原理2234

2.7 简单问题2235

第3章三维基本方程的通解2239

3.1 基本方程的轴对称和球对称形式2239

3.2 位移基本方程的一般解2240

3.3 位移基本方程通解的应用示例2241

3.4 应力基本方程的通解2245

第4章直角坐标的平面问题2247

4.1 基本方程2247

4.2 应力函数，逆解法，半逆解法2248

4.3 多项式解答2249

4.4 矩形截面梁的弯曲2251

4.5 楔体2252

4.6 级数解答2252

4.7 数值解法2258

第5章极坐标的平面问题2260

5.1 基本方程2260

5.2 应力函数，协调方程2261

5.3 轴对称问题的解2262

5.4 圆筒、圆环和旋转圆盘2262

5.5 曲梁2268

5.6 孔边应力2270

5.7 楔形体2275

第6章柱体的扭转和弯曲2275

6.1 圆柱的自由扭转2275

6.2 非圆截面柱体自由扭转的圣维南假定2276

6.3 非圆截面柱体自由扭转的基本方程与边界条件2282

6.4 非圆截面柱体自由扭转的应力解法与位移解法2282

6.5 剪应力环流定理2283

6.6 薄膜比拟法2283

6.7 狭长矩形截面柱体的自由扭转2283

6.8 开口薄壁截面杆自由扭转的近似计算2284

6.9 闭口薄壁截面杆自由扭转的近似计算2284

6.10 柱形悬臂梁的圣维南弯曲问题2285

6.11 弯曲中心2286

6.12 悬臂梁弯曲问题的应力函数解法2287

第7章弹性力学的复变函数方法2287

7.1 把平面问题归结为复变函数论问题2287

7.2 保角变换和曲线坐标2289

7.3 圆域上第一类边值问题的解2289

7.4 多连通域中应力和位移的单值条件，无限大多连域情况2291

7.5 具有单孔的无限域上的解2292

7.6 椭圆孔口情况2293

7.7 其他孔口情况2295

7.8 扭转问题的复变函数方法2296

第8章弹性力学变分原理2297

8.1 未知量和他们之间的关系2297

8.2 恒等式，虚功原理2298

8.3 功的互等定理2298

8 4 弹性力学虚位移原理，弹性力学最小势能原理2299

8.5 弹性力学虚力原理，最小余能原理2300

8.6 广义变分原理2301

8.7 消元法，换元法，增元法2303

8.8 弹性力学变分原理的等价性2304

8.9 变分原理的加权余量格式2304

8.10 含多个任意参数的广义变分原理2304

8.11 弹性力学平面问题的变分原理2306

8.12 直杆扭转的变分原理2306

第9章热应力2307

9.1 热传导方程2307

9.2 热膨胀与由此产生的热应力2308

9 3 热弹性力学的基本方程2308

9.4 位移解法，以位移表示的平衡微分方程2309

9.5 热弹性位移势2310

9.6 位移解法的例题2310

9.7 应力解法2313

9.8 热弹性力学一般理论的基本方程2314

第10章接触问题2316

10.1 分布载荷作用在半无限体的边界平面上2316

10.2 两个二次曲面物体的赫兹接触2317

10.3 刚性压块同弹性体的无摩擦、摩擦和滑动接触2321

10.4 轴和孔体的接触2324

第11章弹性波2326

11.1 概述2326

11.2 弹性体内的无旋波和等容波2327

11.3 平面波2328

11.4 拉梅位移势函2329

11.5 平面谐波2329

11.6 弹性波的反射2330

11.7 瑞利波2331

11.8 弹性波的折射2332

11.9 波导和导波2333

11.10 导波的近似理论2333

11.11 弹性波的绕射和衍射2335

第12章薄板理论2336

12.1 弹性薄板小挠度弯曲理论的基本概念2336

12.2 直角坐标系中弹性薄板弯曲问题的基本关系式，挠度方程与边界条件2336

12.3 极坐标系中弹性薄板弯曲问题的基本关系式，挠度方程2339

12.4 矩形板弯曲问题的解法2340

12.5 弹性常数v的影响，挠度，内力值的换算2345

12.6 圆（环）板的轴对称弯曲2357

12.7 薄板的振动2378

12.8 薄板大挠度理论2383

12.9 薄板的弹性稳定2384

第13章薄壳理论2393

13.1 基本假设和基本方程2393

13.2 回转壳的薄膜应力状态2395

13.3 圆柱壳的轴对称变形问题2399

13.4 回转壳的轴对称变形问题2405

13.5 组合壳体结构2407

13.6 扁壳问题2409

13.7 应力分类与强度设计2413

13.8 薄壳稳定问题2414

第14章塑性力学模型2424

14.1 弹性范围2424

14.2 材料的基本假设2424

14.3 强化规律、强化模型2425

14.4 简化模型2425

14.5 残余应力、残余应变2427

第15章屈服条件和塑性本构关系2427

15.1 布里基曼试验，体积应变弹性定律2427

15.2 屈服函数的一般性质2428

15.3 几种不同的屈服条件2429

15.4 全量理论（形变理论）2433

15.5 增量理论（流动理论）2433

15.6 理论的实验验证2434

15.7 几种理论的比较2436

15.8 薄壁圆管受轴向力及扭矩作用时的解2436

15.9 强化条件，加载和卸载准则2437

15.10 德鲁克公设，加载面的外凸性及塑性流动理论2439

15.11 在应力空间表达的塑性本构关系2439

15.12 伊柳辛公设及在应变空间表达的塑性本构关系2439

第16章弹塑性力学的简单问题2443

16.1 弹塑性力学的边值问题2443

16.2 梁的平面弯曲（简单理论）2444

16.3 厚壁球壳的极对称变形2448

16.4 厚壁筒的轴对称变形2448

16.5 等厚度理想塑性旋转圆盘的变形2452

16.6 柱体的自由扭转2453

第17章滑移线解法2456

17.1 刚性理想塑性平面应变问题的基本方程和定解条件2456

17.2 塑性平面应变问题的滑移线解法2458

17.3 滑移线的性质2460

17.4 滑移场的基本边值问题及数值解法2461

17.5 滑移线解法实例2463

第18章界限定理及其应用2470

18.1 基本等式和基本不等式2470

18.2 界限定理2472

18.3 平面应变问题2473

18.4 轴对称问题2479

第19章块体成形的近似计算方法2483

19.1 主应力法在平面应变和轴对称问题中的应用2483

19.2 形变能法在平面应变和轴对称问题中的应用2489

19.3 两种方法的比较2493

第20章板料成形的近似计算方法2493

20.1 薄膜应力塑性分析的基本方程2494

20.2 板料的弯曲2499

20.3 厚壁板料的冲压2503

20.4 拉伸失稳和失稳准则2509

20.5 成形极限和对局部应变的影响因素2512

第21章薄板的极限分析2514

21.1 广义应力、广义应变率，广义极限条件2514

21.2 圆板轴对称塑性分析2514

21.3 圆板的极限载荷2517

21.4 环板的极限载荷2520

21.5 计算圆（环）板极限载荷的梁比拟法2522

21.6 多边形板极限载荷的上限解2523

第22章薄壳的极限分析2526

22.1 夹层壳和均匀壳的极限条件2526

22.2 夹层壳的塑性极限分析2531

22.3 均匀壳的极限分析2535

第23章塑性安定理论2540

23.1 安定状态与简单安定问题2540

23.2 安定定理及其推论2541

23.3 具有部分恒定载荷时机动安定定理的表达式及其应用2542

23.4 考虑材料强化时结构的安定性2544

23.5 固支圆板安定性实验的结果2547

第24章弹塑性力学中的数值方法2549

24.1 基于变分原理的近似方法2549

24.2 弹性力学中的差分解法2552

24.3 弹性力学的有限元法2555

24.4 板壳的有限元法2565

24.5 弹塑性问题的有限元法2576

24.6 弹性力学的边界积分方程——边界元法2580

24.7 加权残数法2595

第25章复合材料力学2597

25.1 绪言2597

25.2 各向异性弹性力学2599

25.3 单层宏观力学2602

25.4 线性经典叠层板理论与叠层强度分析2609

25.5 叠层板的弯曲、稳定与振动2615

25.6 有效模量理论2621

25.7 细观强度分析2625

25.8 有效湿热膨胀系数，湿热对材料性能的影响2627

第26章粘弹性力学2630

26.1 线粘弹性本构理论2630

26.2 基本方程及求解2636

26.3 简单边值问题2638

第27章粘塑性力学2642

27.1 简单应力状态下的粘塑性本构关系2642

27.2 复杂应力状态下的粘塑性本构关系2645

27.3 应用举例2650

第28章塑性动力学2652

28.1 一般概念，固体材料动力特性2652

28.2 塑性动态本构关系2653

28.3 结构动力响应2654

28.4 弹塑性波2660

28.5 动态塑性实验技术2663

第29章生物力学2665

29.1 一般概念2665

29.2 骨力学2666

29.3 软组织力学2675

29.4 脏器力学2681

29.5 血液和血流2686

第7篇实验力学2697

第1章 概述2697

第2章应变电测技术和传感器2700

2.1 应变计2700

2.2 传感器2714

2.3 应变测量装置和记录仪2744

2.4 静态应变测量2759

2.5 动态应变测量2767

2.6 特殊条件下应变电测技术2772

2.7 残余应力测量2782

2.8 信号处理技术2788

第3章光弹性应力分析2798

3.1 光弹性法的光学基础2798

3.2 光弹性原理及其实验数据测定2803

3.3 光弹性模型材料和光弹性仪器2813

3.4 二维光弹性2822

3.5 三维光弹性应力冻结法2831

3.6 散光法2839

3.7 光弹性贴片法2844

3.8 全息光弹性法2847

3.9 热光弹性法2852

3.10 动态光弹性法2859

3.11 光塑性法2866

第4章现代光测力学2870

4.1 全息干涉法2870

4.2 散斑干涉法2881

4.3 云纹法2893

4.4 云纹干涉法2906

4.5 焦散线法2923

4.6 光学传感器2926

4.7 光测力学数字图象处理技术2936

第5章声学检测技术2952

5.1 超声波检测技术2952

5.2 声发射检测技术2961

5.3 声弹性应力测量2972

第6章其他方法2985

6.1 脆性涂层法2985

6.2 比拟法2992

6.3 机械式变形仪2997

6.4 X射线应力测定法3001

6.5 热发射应力测量技术3006

6.6 实验与计算结合的应力分析混合法3009

索引3023

Contents3078