連續(xù)介質(zhì)力學(xué)初級教程（第三版）
定 價(jià)：30 元
- 作者：葛東云、陸明萬
- 出版時(shí)間：2009/11/1
- ISBN：9787302213253
- 出 版 社：清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類：o33
- 頁碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16
本書由國際著名力學(xué)家、生物力學(xué)創(chuàng)始人馮元楨教授所著，是連續(xù)介質(zhì)力學(xué)領(lǐng)域的經(jīng)典著作之一。與一些比較抽象的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)教材相比，本書將連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的理論和流體力學(xué)、固體力學(xué)、生物力學(xué)以及工程實(shí)踐和日常生活中的大量生動(dòng)實(shí)例結(jié)合在一起，用深入淺出的風(fēng)格全面系統(tǒng)地講述了連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的基本概念、基本原理和基本方法。內(nèi)容豐富、語言精辟、思路清晰，是一本大學(xué)高年級學(xué)生和研究生們學(xué)習(xí)“連續(xù)介質(zhì)力學(xué)”的優(yōu)秀教材。
本書是供那些開始學(xué)習(xí)一系列力學(xué)課程的科學(xué)與工程專業(yè)的大學(xué)生用的。到了這一階段，學(xué)生通常都已經(jīng)學(xué)過微積分、物理、矢量分析和初等微分方程等課程。連續(xù)介質(zhì)力學(xué)課程將為學(xué)習(xí)流體和固體力學(xué)、材料科學(xué)，以及其他科學(xué)與工程分支提供基礎(chǔ)。
我認(rèn)為對初學(xué)者來說，講述應(yīng)該更偏于物理概念而不是數(shù)學(xué)。對經(jīng)常使用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的工程師和物理學(xué)家說來，本學(xué)科的主要吸引力在于概念的簡單性和應(yīng)用的具體性。所以應(yīng)該盡快地給學(xué)生介紹各種應(yīng)用。
對科學(xué)家或工程師來說，他必須回答的重要問題是：如何把問題公式化? 如何列出基本的場方程和邊界條件? 如何選擇替代假設(shè)? 哪種實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C實(shí)、否定或修正我的假設(shè)? 研究應(yīng)該做到多周密? 哪里會出現(xiàn)錯(cuò)誤? 為得到合理的解答需要多少時(shí)間? 需要多少經(jīng)費(fèi)? 這些都是實(shí)際研究者所關(guān)心的問題，并且是以分析為工具的綜合性問題。完整地回答這些問題超出了這本“初級教程”的范圍，但是我們可以做一個(gè)良好的開端。在本書中，我經(jīng)常要求讀者將問題公式化，無論他是否能求解他的方程和理解所有數(shù)學(xué)細(xì)節(jié)。我認(rèn)識很多學(xué)生曾經(jīng)讀過大量的書籍、做過無數(shù)的練習(xí)，但是從未親自把一個(gè)問題用公式來表示過。我希望他們學(xué)習(xí)另一種方法，即他們自己來提出許多問題，然后再努力去發(fā)現(xiàn)解決問題的方法和細(xì)節(jié)。應(yīng)該鼓勵(lì)他們?nèi)ビ^察自然并思考工程中的問題，然后走出第一步，即寫出一組可能的基本方程和邊界條件。本書的任務(wù)就是這“第一步”--導(dǎo)出基本控制方程�；蛟S對一本“初級教程”來說僅涉及這第一步是無可非議的。但是要達(dá)到這一步所需要的準(zhǔn)備卻是廣泛的。為了踏穩(wěn)這一步，必須理解力學(xué)的基本概念以及它們的數(shù)學(xué)表達(dá)形式。為了能自信地應(yīng)用這些基本方程，必須知道它們的來源和導(dǎo)出過程。因此，關(guān)于基本概念的討論必須是透徹的。為此，本書的前十章是相當(dāng)全面和詳盡的。
關(guān)于本書的編排：一開始就闡述了連續(xù)介質(zhì)的概念。隨后是透徹地講述應(yīng)力和應(yīng)變的概念。接著分兩章著重講解了確定主應(yīng)力和主應(yīng)變的實(shí)用方法和協(xié)調(diào)性概念�？疾炝诉\(yùn)動(dòng)的描述。在第7章中給出了流體和固體的抽象描述。第8章詳盡地討論了各向同性的重要概念。常用流體和固體的力學(xué)特性數(shù)據(jù)出現(xiàn)在第9章中。第10章給出了物理學(xué)中基本守恒定律的透徹論述。從第11章開始，簡要地描述了理想流體、粘性流體、邊界層理論、線性彈性理論、彎曲和扭轉(zhuǎn)理論、彈性波的一些特點(diǎn)。最后兩章瀏覽了流體力學(xué)和固體力學(xué)這兩個(gè)豐富的領(lǐng)域；要全面地講述它們將需要在更高數(shù)學(xué)水平上的大量篇幅。這里所給的引言將為學(xué)生更容易地進(jìn)入這些領(lǐng)域做好準(zhǔn)備。
如果讀者能從本書獲得關(guān)于應(yīng)力、應(yīng)變和本構(gòu)方程的清晰概念，我就認(rèn)為這本導(dǎo)論性教材是成功的。除此之外，僅提供了若干經(jīng)典問題的概述。許多討論都在習(xí)題中給出，應(yīng)該把習(xí)題看作是本教材的組成部分。
我經(jīng)常引用和大量借用我以前的《固體力學(xué)基礎(chǔ)》一書，該書可用作本教程的后續(xù)教程。本“初級教程”的材料是為我在加州大學(xué)和圣地亞哥大學(xué)的課程編寫的，這些大學(xué)的教學(xué)計(jì)劃要求在專業(yè)課程前加強(qiáng)一般性科學(xué)的課程。本書對已經(jīng)具有較好的數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ)的大學(xué)生和低年級研究生是很有用的。
撰寫本書是一個(gè)愉快的經(jīng)歷。我的夫人Luna自始至終協(xié)助我完成此任務(wù)。有位數(shù)學(xué)家（當(dāng)我來到La Jolla時(shí)她辭去了教職）想學(xué)一些力學(xué)，她非常仔細(xì)地參加了手稿工作。許多章節(jié)因?yàn)樗f她不能理解而改得更為清楚了。我的朋友Chia-Shun Yih和密歇根大學(xué)的Timoshenko教授通讀了手稿，并給了我許多有價(jià)值的評論。我非常感謝麻省理工的董平（Pin Tong）博士和加州大學(xué)及圣地亞哥大學(xué)的Gilbert Hegemier所給的點(diǎn)評。最后，我要感謝Prentice Hall出版社的Nicholas Romanelli對編輯出版工作的協(xié)助，Ling Lin博士整理索引，Barbara Johnson博士快速而準(zhǔn)確地打字以及令工作愉快的爽朗的幽默。
馮元禎（Y.C. Fung) 于La Jolla, California
第1章 引言1
1.1 本課程的任務(wù)1
1.2 應(yīng)用于科學(xué)和技術(shù)2
1.3 什么是力學(xué)？2
1.4 連續(xù)介質(zhì)的原型：經(jīng)典定義2
1.5 連續(xù)介質(zhì)定義3
1.6 連續(xù)介質(zhì)定義下的應(yīng)力概念3
1.7 真實(shí)連續(xù)介質(zhì)的抽象復(fù)制體4
1.8 連續(xù)介質(zhì)力學(xué)研究什么？5
1.9 連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的公理5
1.10 科學(xué)探索中與物體尺度相關(guān)的連續(xù)介質(zhì)等級體系--生物學(xué)的例子6
1.11 由其引申出基本概念的若干初等問題8
第2章 矢量和張量27
2.1 矢量27
2.2 矢量方程29
2.3 求和約定31
2.4 坐標(biāo)的平移和轉(zhuǎn)動(dòng)35
2.5 一般坐標(biāo)轉(zhuǎn)換38
2.6 標(biāo)量、矢量和笛卡兒張量的解析定義40
2.7 張量方程的意義42
2.8 矢量和張量的符號：用粗體字還是用指標(biāo)42
2.9 商法則43
2.10 偏導(dǎo)數(shù)43
第3章 應(yīng)力47
3.1 應(yīng)力的表示方法47
3.2 運(yùn)動(dòng)定律49
3.3 柯西公式50
3.4 平衡方程53
3.5 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換時(shí)應(yīng)力分量的變化56
3.6 正交曲線坐標(biāo)中的應(yīng)力分量57
3.7 應(yīng)力邊界條件58
第4章 主應(yīng)力和主軸67
4.1 引言67
4.2 平面應(yīng)力狀態(tài)68
4.3 平面應(yīng)力的莫爾圓70
4.4 三維應(yīng)力狀態(tài)的莫爾圓71
4.5 主應(yīng)力72
4.6 剪應(yīng)力74
4.7 應(yīng)力偏量76
4.8 拉梅應(yīng)力橢球78
第5章 變形分析86
5.1 變形86
5.2 應(yīng)變89
5.3 用位移表示應(yīng)變分量90
5.4 小應(yīng)變分量的幾何解釋92
5.5 無限小轉(zhuǎn)動(dòng)93
5.6 有限應(yīng)變分量94
5.7 主應(yīng)變： 莫爾圓96
5.8 極坐標(biāo)中的小應(yīng)變分量97
5.9 極坐標(biāo)中應(yīng)變-位移關(guān)系的直接推導(dǎo)99
5.10 其他應(yīng)變度量101
第6章 速度場和協(xié)調(diào)條件112
6.1 速度場112
6.2 協(xié)調(diào)條件113
6.3 三維應(yīng)變分量的協(xié)調(diào)性114
第7章 本構(gòu)方程120
7.1 材料性質(zhì)的描述120
7.2 無粘性流體120
7.3 牛頓流體121
7.4 胡克彈性固體122
7.5 溫度的影響125
7.6 具有更復(fù)雜力學(xué)行為的材料126
第8章 各向同性129
8.1 材料各向同性的概念129
8.2 各向同性張量129
8.3 三階各向同性張量132
8.4 四階各向同性張量133
8.5 各向同性材料134
8.6 應(yīng)力和應(yīng)變主軸的重合135
8.7 其他表征各向同性的方法136
8.8 能否由材料的微觀結(jié)構(gòu)判別其各向同性136
第9章 真實(shí)流體和固體的力學(xué)性質(zhì)142
9.1 流體142
9.2 粘性144
9.3 金屬的塑性146
9.4 非線性彈性材料147
9.5 橡膠和生物組織的非線性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系150
9.6 線性粘彈性體151
9.7 生物組織的準(zhǔn)線性粘彈性154
9.8 非牛頓流體157
9.9 粘塑性材料158
9.10 溶膠-凝膠轉(zhuǎn)換和攪溶性159
第10章 場方程的推導(dǎo)164
10.1 高斯定理164
10.2 連續(xù)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)描述166
10.3 連續(xù)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)的空間描述168
10.4 體積分的物質(zhì)導(dǎo)數(shù)169
10.5 連續(xù)性方程170
10.6 運(yùn)動(dòng)方程170
10.7 動(dòng)量矩171
10.8 能量平衡172
10.9 極坐標(biāo)中的運(yùn)動(dòng)方程和連續(xù)性方程175
第11章 流體的場方程和邊界條件181
11.1 納維-斯托克斯方程181
11.2 固體-流體界面處的邊界條件183
11.3 兩流體間界面上的表面張力和邊界條件184
11.4 動(dòng)力相似性和雷諾數(shù)186
11.5 水平槽或管內(nèi)的層流188
11.6 邊界層191
11.7 平板上的層流邊界層193
11.8 無粘性流體195
11.9 旋度和環(huán)量197
11.10 無旋流198
11.11 可壓縮的無粘性流體199
11.12 亞音速與超音速流動(dòng)202
11.13 生物學(xué)中的應(yīng)用208
第12章 彈性力學(xué)中的一些簡單問題212
12.1 均勻各向同性體的彈性力學(xué)基本方程212
12.2 平面彈性波214
12.3 簡化215
12.4 圓柱形軸的扭轉(zhuǎn)215
12.5 梁218
12.6 生物力學(xué)220
第13章 應(yīng)力、應(yīng)變和結(jié)構(gòu)的自動(dòng)重構(gòu)223
13.1 引言223
13.2 如何顯示固體中材料的零應(yīng)力狀態(tài)223
13.3 結(jié)構(gòu)零應(yīng)力狀態(tài)的重構(gòu)： 應(yīng)力變化引起自動(dòng)重構(gòu)的生物學(xué)例子226
13.4 零應(yīng)力狀態(tài)隨溫度的變化：能“記憶”其形狀的材料227
13.5 血壓變化引起的血管在形態(tài)和結(jié)構(gòu)上的重構(gòu)229
13.6 力學(xué)性質(zhì)的重構(gòu)230
13.7 考慮零應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)力分析231
13.8 應(yīng)力-生長關(guān)系234
參考文獻(xiàn)236
主題索引238
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