弹性力学引论

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出版者:北京大学出版社
作者:武际可
出品人:
页数:330
译者:
出版时间:2001-11
价格:16.00元
装帧:平装
isbn号码:9787301046852
丛书系列:北京大学力学丛书
图书标签:
  • 课本
  • 力学
  • 物理
  • 弹性力学
  • 弹性力学
  • 固体力学
  • 材料力学
  • 工程力学
  • 应力
  • 应变
  • 弹性
  • 塑性
  • 结构力学
  • 力学基础
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具体描述

《弹性力学引论 (修订本)》共分十一章,内容包括线性弹性力学问题基本提法、弹性力学变分原理、圣维南问题、平面问题、空间问题,以及板壳理论等,特别对有关的数学物理基础做了严格而简要的叙述。各章末附有习题。在最后一章汇集了常见弹性力学问题的解析解。

书中各方程统一在正交曲线坐标中讨论,由于采用了外微分和并矢的工具使得叙述变得简法明了。书末附录列出了各种常见曲线坐标系中的公式集以便读者查考。

《弹性力学引论 (修订本)》可做为大学系本科生弹性力学课教材及研究生基础课教材,也可供应用数学专业以及土建、机械、航空、造船等专业的师生和有关人员参考。

作者简介

《材料力学基础:从微观到宏观的理解》 本书致力于构建一个严谨而易于理解的材料力学知识体系,引导读者深入探索材料在受力作用下的行为规律。我们将从最基本的概念出发,循序渐进地揭示材料变形和破坏的内在机制,最终实现对复杂工程问题的精确分析与预测。 第一部分:力学基础与应力应变概念 在进入材料力学核心之前,我们首先回顾并巩固相关的经典力学知识。这包括对力的种类、力系的合成与分解、力矩、平衡方程等基础概念的深入理解。在此基础上,本书将引入“应力”这一核心概念。应力是材料内部单位面积上所承受的内力,我们将详细阐述正应力、剪应力及其在不同坐标系下的变换。接着,我们将目光转向材料的变形,介绍“应变”的概念,包括线应变、剪应变以及它们与宏观变形的联系。本书将通过丰富的图示和具体的物理模型,帮助读者直观地理解应力与应变之间的内在关联,为后续内容的学习打下坚实的基础。 第二部分:材料的力学性能与本构关系 材料的力学性能是决定其在受力条件下表现的关键因素。我们将深入探讨各种典型材料,如金属、聚合物、陶瓷和复合材料,在拉伸、压缩、弯曲、扭转等载荷作用下的响应特性。重点将放在应力-应变曲线的分析上,包括弹性极限、屈服强度、抗拉强度、断裂强度等重要参数的定义、测量方法及其工程意义。 本部分的核心在于“本构关系”的建立。本构关系描述了材料的应力状态与其应变状态之间的数学关系。我们将重点介绍最基本的胡克定律(Hooke's Law)在线弹性范围内的应用,包括杨氏模量(Young's Modulus)、泊松比(Poisson's Ratio)和剪切模量(Shear Modulus)的物理意义及其相互关系。对于超越弹性范围的材料行为,例如塑性变形,我们将介绍更复杂的本构模型,如屈服准则(Yield Criteria)和流动法则(Flow Rules),为分析材料在复杂应力状态下的非线性行为提供理论依据。 第三部分:梁的弯曲与剪切 梁是工程中最常见的结构构件之一,其在承受横向载荷时会发生弯曲和剪切变形。本部分将深入分析梁的受力特点,包括内力(剪力和弯矩)的计算与分布。我们将详细推导梁的弯曲正应力公式,阐述中性轴(Neutral Axis)的概念,以及弯矩如何引起梁内部的正应力变化。剪应力在梁中的分布规律也将被详细讨论,揭示剪力对梁横截面的影响。 本书将引入梁的弯曲微分方程,并介绍求解不同边界条件下梁的挠度和转角的方法,如积分法、叠加法和虚功原理。通过对不同类型梁(如简支梁、悬臂梁、固定梁)在各种载荷(如集中力、均布载荷、力偶)作用下的详细算例分析,读者将掌握计算梁的应力、变形以及确定许用载荷的关键技能。 第四部分:扭转与轴向受力 除了弯曲和剪切,构件还会承受轴向力和扭转力。本部分将首先讨论轴向受力对杆件的影响,包括轴向应力、轴向变形以及由轴向力引起的长度变化。在此基础上,我们将详细阐述轴的扭转问题。扭转是构件在绕自身轴线方向的力矩作用下产生的变形。我们将推导圆轴的扭转应力公式,明确扭转角与扭矩、材料剪切模量以及截面几何参数的关系。 对于非圆截面轴的扭转,我们将介绍更普遍的扭转理论和计算方法,为工程实践中遇到的复杂轴类构件的强度和刚度分析提供指导。 第五部分:应力分析与强度理论 在实际工程应用中,构件常常承受着复杂的应力状态,可能同时存在多个方向的正应力和剪应力。本部分将系统地介绍三维应力状态的描述,包括应力张量及其主应力(Principal Stresses)和主平面(Principal Planes)的概念。我们将学习如何通过坐标变换来简化应力分析,并介绍莫尔圆(Mohr's Circle)在二维应力分析中的应用,帮助读者直观地理解应力状态的演变。 随后,我们将介绍几种重要的强度理论,如最大正应力理论、最大剪应力理论(Tresca准则)、最大变形能理论(von Mises准则)等。这些理论是判断材料在复杂应力状态下是否发生屈服或断裂的关键依据,我们将分析不同理论的适用范围和工程实践中的应用。 第六部分:稳定性与屈曲 对于细长杆件,当承受较大的轴向压力时,即使应力远未达到屈服极限,构件也可能发生突然的、显著的侧向弯曲,这种现象称为“屈曲”。本部分将深入探讨杆件的稳定性问题,介绍欧拉(Euler)临界屈曲载荷的推导和应用。我们将分析不同边界条件对屈曲载荷的影响,并介绍在实际工程中如何通过提高构件的刚度或约束来防止屈曲的发生。 第七部分:实验方法与现代材料力学 本书的最后部分将简要介绍材料力学实验的基本原理和常用测试方法,如拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、扭转试验等。通过实验,读者可以验证理论计算结果,并更深入地理解材料的力学行为。此外,我们还将触及一些现代材料力学的发展方向,如有限元分析(Finite Element Analysis)的基本思想,以及其在解决复杂工程问题中的重要作用。 通过对以上各个部分的系统学习,读者将建立起坚实的材料力学理论基础,掌握分析和解决实际工程中材料受力问题的基本方法和技能,为进一步深入学习结构力学、断裂力学等更高级的力学分支奠定坚实的基础。

作者简介

武际可,北京大学力学与工程科学系教授、博士生导师,1958年毕业于北京大学数学力学系。曾任中国力学学会副理事长,《力学与实践》杂志主编。

王敏中,北京大学力学与工程科学系教授、博士生导师,1962年毕业于大学数学力学系。

王炜,北京大学力学与工程科学系教授、博士生导师,1970年毕业于北京大学数学力学系

目录信息

修订版前言
第一版前言
绪论
1 弹性力学
2 弹性力学的基础
第一章 曲线坐标和微分形
1 正交曲线坐标与活动标架
1.1 曲线坐标
1.2 正交曲线坐标
2 曲线坐标中的度量与活动标架的微分
2.1 曲线坐标中的度量
2.2 活动标架的微分
2.3 矢量的微分
3 微分形和外微分
3.1 微分形
3.2 外微分
3.3 例子
4 Poincare逆定理
5 Stokes定理
6 矢量与张量的一 些公式
6.1 并矢与张量
6.2 矢量与张量的代数运算
6.3 矢量与张量分析的若干公式
习题
第二章 变形分析
1 变形体内的位移场
1.1 位移场
1.2 位移场的微分
2 无限小微元的应变
2.1 无限小微元的伸长应变
2.2 两个垂直方向的剪应变
2.3 应变张量
3 主应变与不变量
3.1 主方向
3.2 主方向的性质与应变不变量
3.3 一 点邻近的位移
4 应变协调方程
4.1 应变协调方程
4.2 位移通过应变的积分表达式
4.3 协调方程的进一 步讨论
习题
第三章 应力张量与平衡条件
1 应力张量
2 平衡方程
2.1 从静力平衡条件来推导平衡方程
2.2 用虚功原理来推导平衡方程
2.3 应力函数
2.4 对平衡方程的几点说明
3 主应力与最大剪应力
3.1 主应力
3.2 最大剪应力
习题
第四章 应力应变关系
l 热力学定律与本构关系
1.1 本构关系
1.2 内力功的表达式
1.3 热力学定律与热力学平衡条件
2 各向同性材料的Hooke定律
3 应变能有温度变化时的Hooke定律
3.1 克拉伯龙(Clapeyron)定理
3.2 有温度变化时的弹性关系
4 各向异性材料的Hooke定律
4.1 各向异性材料
4.2 几种特殊的各向异性材料
习题
第五章 弹性力学的边值问题及其求解
l 弹性力学的基本方程
1.1 各种方程的小结
1.2 以位移、应变或应力表示的方程组
2 弹性力学问题的边界条件.圣维南(Saint-Venant)原理
2.1 弹性力学问题的边界条件
2.2 关于以应力表示的弹性力学方程边值问题的说明
2.3 Saint-Venant原理
3 叠加原理与唯一 性定理
3.1 线性弹性力学中的叠加原理
3.2 弹性力学问题解的唯一 性定理
4 若干例子
4.1 自重作用下的竖直杆
4.2 空心球壳
习题
第六章 saint-Venant问题
1 问题的提法
2 问题的求解
2.1 利用半逆解法求解Saint-Venant问题
2.2 常数的确定
2.3 位移的确定
3 Sainl-Venanl问题的分解
3.1 问题的分解
3.2 简单拉伸
3.3 力偶下弯曲
3.4 扭转
3.5 扭转问题的几个一 般性质
3.6 悬臂梁的弯曲
4 Saint-Venant问题的若干典型例子
4.1 椭圆截面杆的扭转
4.2 矩形截面杆的扭转
4.3 圆柱的弯曲
4.4 圆筒的弯曲
4.5 弯曲中心的HOBO>KHJIOB公式
习题
第七章 弹性力学的平面问题
1 平面问题的提法
1.1 平面应变问题
1.2 平面应力问题
1.3 Airy应力函数
2 平面问题的复数表示
2.1 双调和函数的复数表示
2.2 应力的复数表示
2.3 位移的复数表示
2.4 合力和合力矩的复数表示
2.5 Φ,Ψ等函数的确定程度
2.6 多连通区域的情形
2.7 无穷区域的情形
2.8 边值问题
3 狭长的矩形梁
4 保角变换解法
4.1 圆域问题的解
4.2 保角变换的应用
4.3 椭圆孔
4.4 例子——带有椭圆孔的平板的拉伸
5 半平面问题
习题
第八章 弹性力学的三维问题
1 弹性力学的通解
2 弹性力学问题中的势论
3 半空间问题与接触问题
第九章 弹性力学的变分原理
第十章 弹性薄板与薄壳
第十一章 弹性力学一些问题的解析解
附录 曲线坐标下的弹性力学方程式
参考文献
索引
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本**《弹性力学引论》**的书,读起来真是一次思想上的洗礼。它不仅仅是枯燥的公式和定理的堆砌,更像是一场与材料内在潜能的深度对话。作者的叙述方式非常精妙,他总能找到一种方式,将那些抽象的应力和应变概念,与我们日常生活中的实际现象联系起来。比如,在讨论薄壁结构的稳定性时,那种从理论推导到实际工程应用的过渡是如此自然流畅,让人忍不住想要立刻拿起一块材料去感受它在不同载荷下的“脾气”。我尤其欣赏其中对于本构关系讨论的细致程度,从最简单的线弹性模型,到更复杂的粘弹性、弹塑性行为,作者都没有回避其中的复杂性,而是层层剥茧,使得即便是初学者,也能逐步建立起对材料力学行为的完整认知框架。书中大量的图示和算例,起到了画龙点睛的作用,让原本晦涩难懂的数学表达式变得可视化、可触摸。可以说,这本书为我理解材料世界打开了一扇坚实而又充满美感的窗户,它教会我的不仅是计算方法,更是一种观察和分析物理世界的严谨态度。

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这本书的排版和装帧质量,也值得我特地提出来赞赏一番。在这个充斥着廉价印刷品的时代,能够拥有一本如此**赏心悦目**的专业书籍,无疑是一种享受。纸张的质感细腻,墨水的清晰度极高,即使在长时间的阅读后,眼睛的疲劳感也相对较轻。更关键的是,公式的对齐和符号的规范使用,达到了教科书应有的最高标准。在力学领域,一个微小的下标错误或一个不规范的希腊字母,都可能导致整个计算流程的偏离。本书在这方面的细致入微,体现了出版方对学术严谨性的高度尊重。这不仅仅是美观问题,它直接关系到学习效率和对知识的准确接收。可以说,这本书从物理内容到物质载体,都散发着一种**精心打磨的匠人精神**。

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坦率地说,初次翻开这本书时,我有些担心内容会过于学术化,难以消化。然而,随着阅读的深入,我发现作者在保持理论严谨性的同时,展现了惊人的教学天赋。他似乎非常理解读者在学习过程中可能会遇到的“卡点”,并提前布设好了清晰的逻辑阶梯。这种体贴入微的设计,让整个学习过程充满了探索的乐趣而非挫败感。特别是关于**张量分析**那几章,以往总是让人望而却步,但在本书中,作者通过引入巧妙的坐标变换和几何直观的解释,极大地降低了理解门槛。我感觉自己不再是简单地套用公式,而是真正理解了为什么这些数学工具是解决弹性力学问题的**必然选择**。书中的一些历史背景介绍,也为这些理论赋予了人文色彩,让我对那些奠定现代工程基础的先驱们充满了敬意。这本书绝对不是那种读完就束之高阁的参考书,它更像是一位循循善诱的导师,随时准备在我需要时提供清晰的指引。

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我最欣赏这本书的地方,或许在于它对**课题的动态性**把握得非常到位。它清楚地表明,弹性力学并非一门已经终结的古老学科,而是一个持续发展的领域。在探讨了经典的拉伸、弯曲、扭转之后,作者并未止步,而是将目光投向了更具前沿意义的主题,比如接触问题和断裂的初步概念。这些章节虽然篇幅相对较短,但起到了至关重要的“引航”作用,为有志于深入研究的读者指明了下一步的探索方向。它成功地在“基础稳固”与“面向未来”之间找到了一个完美的平衡点。它不是给你一碗炖好的汤,而是给你提供了优质的食材和一套精良的厨具,鼓励你去创造属于自己的力学分析“大餐”。这本书的价值在于,它不仅教会了我如何解决已知的力学问题,更激发了我去思考那些尚未被完美解决的、更复杂的现实挑战。

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作为一本旨在“引论”的著作,它在内容覆盖面的广度上做得非常出色,但更令人称道的是其深度。不同于市面上许多只停留在基础二维平面问题讲解的教材,本书大胆地深入到了三维问题的复杂性之中,并且对**边界条件**的物理意义进行了深刻的探讨。很多时候,工程上的难题往往不是出在核心公式的推导上,而是对实际工况的准确建模,即如何正确施加和约束边界。作者在这方面花费了大量的笔墨,通过一系列具有挑战性的实例,迫使读者去思考:这个结构在现实中是如何被固定和受力的?这种对“真实世界”的关注,使得这本书的实用价值远超出了纯粹的理论探讨。读完后,我发现自己看待日常中的结构失效案例时,视角都变得更加专业和敏锐了。每一个看似简单的桥梁、每一个承受压力的容器,在我眼中都变成了一个待解的弹性力学问题,充满了值得探究的奥秘。

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数学化

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武记可写作还是很棒的,清晰简明,逻辑顺畅。弹性力学对应学科本质就是微分流形。应变协调方程的本质就是可积性条件

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数学化

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武记可写作还是很棒的,清晰简明,逻辑顺畅。弹性力学对应学科本质就是微分流形。应变协调方程的本质就是可积性条件

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武记可写作还是很棒的,清晰简明,逻辑顺畅。弹性力学对应学科本质就是微分流形。应变协调方程的本质就是可积性条件

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