图书前言

影  印  版  序

随着计算机的迅速发展、有限元分析软件的广泛应用,对工程师们力学基础的要求也越来越高,然而教学学时却在不断压缩。如何改造材料力学和固体力学的教学体系和教学大纲是当今国内外都在研究的重要问题。本书在这方面进行了有益的探讨。

本书把固体力学中最基本的概念、原理和部分常用公式提取出来,尽量用概念加简明的数学推导进行讲述,不求理论上的完整性、系统性,也不要求学生掌握用解析方法求解固体力学二维、三维问题的能力,而把重点放在正确地理解概念和合理地应用基本原理及常用公式去解决工程问题。本书又包括了材料力学课程中最基本的教学内容,像是一本拓展了的材料力学教材,在学习本课程以前不必先修材料力学课程,是一本颇有特色的教材。

作者有丰富的教学经验,曾写过工程力学、固体力学、流体力学、力学中的变分方法、有限元方法等领域中的10本教材,其中有些已被国外大学所采用,并被翻译成其他语言版本。

全书共分19章,5个附录。第1章介绍基本概念和符号;第2章讲述应力基本概念和平衡微分方程;第3章讲述应变基本概念、应变-位移公式和协调方程;第4章是固体力学性质引论,包括弹性、塑性、时间相关性、疲劳、应力集中、热应力等方面;第5章讨论材料力学的一维拉压问题,包括静定、静不定问题和残余应力问题;第6章讲述广义虎克定律、应变能和卡氏第二定律,最后总结了弹性力学基本方程;第7章、第8章讲述平面应力和平面应变情况,包括两类问题的特点、坐标转换关系、主应力、主应变和莫尔园,而不涉及弹性力学中导出和求解平面问题基本方程的内容;第9章讲述失效准则,包括最大正应力、最大正应变、最大剪应力、最大剪应变、最大畸变(歪形)能5个准则;第10章到第12章讲述材料力学的经典内容,包括梁的内力和内力矩、梁的应力和挠度;第13章用奇异函数求解梁的挠度,属于选讲内容;第14章讲述圆轴和薄壁杆件的扭转问题;第15章和第16章介绍弹性力学的三维应力和应变理论,包括应力和应变性质、斜面应力公式、坐标转换关系、主应力、主应变、张量的不变量等;第17章介绍弹性稳定性问题,包括临界载荷、压杆的屈曲、纵横弯曲、偏心和初曲率的影响、非弹性情况等;第18章讲解能量法,包括位移法(虚功原理,势能原理和卡氏第一定律)和力法(余虚功原理,余能原理和卡氏第二定律),属于选讲内容;第19章介绍有限元法,先以杆系为对象讲述有限元法的基本思想,然后做一般性的推广,也属于选讲内容。每章都包含大量例题和习题。附录I是各向同性材料的变形;附录II用张量符号证明应变是二阶张量;附录III是关于麦克斯威尔-贝蒂定理的注释;附录IV是一组常用表格;附录V是全部习题的答案。

目前我国没有与本书相适应的课程:作为材料力学教材,本书内容偏多,学时不够;作为弹性力学教材,本书的要求偏低。本书是按基础课的要求把两者融为一体、选其精华的教材,对我国工程专业力学系列课程的教学改革具有参考意义。目前可以作为我国材料力学、工程力学和弹性力学课程的英文教材或教学参考书。

清华大学工程力学系

陆明万