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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