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出版者:清华大学出版社

作者:冯元桢

出品人:

页数:311 页

译者:

出版时间:2005年12月

价格:34.0

装帧:平装

isbn号码:9787302121381

丛书系列:国际著名力学图书影印版系列

图书标签:

力学
物理
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数学
连续介质力学
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具体描述

《连续介质力学初级教程》(第3版)可以作为我国高年级本科生和研究生“连续介质力学”课程的外文教材或“流体力”、“弹性力学”课程的教学参考书，对从事物理和生物领域的工程师和科学家们也是十分有益的重要参考书。

《连续介质力学初级教程》本书旨在为初学者构建一个坚实的连续介质力学基础，引导读者深入理解物质在变形和流动过程中的力学行为。本书内容紧密围绕核心概念展开，避免了过多的数学推导和抽象理论，力求清晰直观地呈现连续介质力学的基本原理和应用。第一部分：基础概念与几何描述在深入探讨力学性质之前，本书首先建立了连续介质模型的基本框架。我们将从“连续介质”这一核心概念出发，阐释其物理意义和适用范围，理解为何可以忽略物质的原子尺度离散性，将其视为一个连续均匀的整体。接着，本书将详细介绍描述物体变形的几何学工具。我们学习如何运用位移场来量化物体内各点的空间变化，并引入变形梯度张量，揭示其在描述局部线性变形方面的强大能力。通过对变形梯度的分解，我们将理解旋转和纯变形（拉伸与剪切）之间的关系，为后续分析奠定几何基础。应变张量的概念是理解变形状态的关键。本书将从正应变和剪应变的角度，深入浅出地解释它们如何度量材料的拉伸、压缩和形状变化。特别地，我们将重点讲解工程应变和真实应变的区别，并给出它们之间的转换关系，以应对不同应用场景的需求。第二部分：应力分析与平衡方程理解了材料的变形，下一步便是分析作用在材料上的力。本书将介绍应力这一关键概念，它描述了物体内部单位面积上所受的内力。我们首先会引入应力张量，这是一个描述空间中任意点处作用在任意方向截面上的力的张量。本书将详细解析应力张量的分量，包括正应力和剪应力，并解释它们各自的物理含义。通过柯西应力定理，我们将学习如何根据已知截面上的应力分布，推导出任意截面上的应力分量，这对于理解复杂受力状态至关重要。力的平衡是物体不发生加速度运动的基本条件。本书将推导并讲解连续介质中的运动方程，也就是纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes equations）的简化形式，重点阐述动量守恒定律在连续介质中的体现。我们会详细分析外力（如体力）和内力（应力引起的力）如何共同作用，并给出在直角坐标系下的平衡方程，帮助读者理解物体内部应力如何保持平衡。第三部分：本构关系与简单材料模型变形的几何描述和力的平衡是普适性的，但材料本身的性质决定了变形与应力之间的具体关系。本构关系（constitutive relations）正是描述这种关系的数学模型。本书将重点介绍最基本、最常见的本构关系——线性弹性本构关系。我们将详细阐述胡克定律（Hooke's Law），解释杨氏模量、泊松比和剪切模量等弹性常数如何表征材料的弹性性能。通过对单轴拉伸、剪切等简单加载情况的分析，读者将深刻理解这些弹性常数的物理意义。为了让读者更好地理解本构关系的应用，本书将对几种典型的线性弹性材料模型进行介绍，如各向同性材料和正交各向异性材料。我们将分析这些模型在不同方向上的应力-应变关系差异，以及如何选择合适的模型来描述实际工程材料。第四部分：流体静力学与流动基础连续介质力学不仅适用于固体，也广泛应用于描述流体（液体和气体）的运动。本书将引入流体静力学，研究静止流体中的力学平衡。我们将推导并讲解流体静压力随深度的变化规律，并介绍浮力、帕斯卡定律等基本原理。在流体动力学方面，本书将从描述流体运动的基本概念入手。我们将区分拉格朗日描述和欧拉描述两种方法，并深入讲解速度场、加速度场等。为了便于理解，本书将重点介绍几种简单的理想流体模型。我们将探讨质量守恒定律在流体中的体现——连续性方程，以及能量守恒定律在流体中的应用——伯努利方程（Bernoulli's equation）。这些方程是分析许多流体流动现象的基础。第五部分：简单流动问题与应用在掌握了流体动力学基础后，本书将通过一系列简化的流动问题，引导读者将理论知识应用于实际。我们将分析一些经典的例子，如管道中的层流和紊流，了解雷诺数（Reynolds number）在区分不同流动状态中的作用。本书还将简要介绍粘性流体的一些基本概念，如粘度，以及它对流动阻力的影响。虽然不进行复杂的湍流理论推导，但我们会通过实例展示粘性效应对实际流动的影响。最后，本书将展示连续介质力学在工程领域的广泛应用。从桥梁结构的受力分析，到飞机机翼的空气动力学设计，再到水坝的稳定性评估，本书将通过这些实际案例，激发读者对连续介质力学的学习兴趣，并认识到其在解决现实世界工程问题中的重要性。贯穿全书，本书始终注重概念的清晰阐述和直观的物理图像的构建，辅以适度的数学推导，确保读者能够循序渐进地掌握连续介质力学的核心内容。本书力求成为一本真正能够帮助初学者入门并建立扎实基础的教材。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

前些日子看到一篇评价连续介质力学教材的帖子，这本书公认为是连续介质力学的第一书。相信用这本书的人不会不知道这本书的地位，这本书等同于铁木辛哥的《弹性理论》在弹性力学中的地位。这本书和《弹性理论》的思路是一样的，就是让工程师看的懂力学中的数学问题。其他的就...

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示绝对是加分项。很多力学书的图画得非常抽象，让人看了反而更糊涂，但这本书里的插图，无论是应力分量的示意图还是变形后的构型图，都绘制得极其精细和直观。尤其是讲解应力张量和主应力方向时，三维图示的立体感非常强，我几乎不需要反复阅读文字就能想象出那些复杂的应力状态是如何分布的。此外，书中对历史背景的穿插也很有趣，比如提到柯西、泊松等巨匠的贡献时，总能让人感受到这份学科的厚重感和发展历程。这种非纯粹技术性的内容填充，让阅读过程变得不那么枯燥。它没有回避复杂性，但却用极其巧妙的方式将复杂性“包装”起来，让读者能更平顺地接受。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我之前尝试过几本更偏向理论物理的力学教材，结果都被那些高深的数学公式吓退了。但这本书完全不同，它更像是一位经验丰富的老师，手把手地带你入门。它的行文风格非常务实，关注点在于如何用这些力学原理去分析工程中的实际问题。例如，在讨论变形梯度和雅可比行列式时，作者没有陷入纯粹的数学证明，而是紧密结合体积变化的物理意义来阐述，这让我对“材料点”的概念有了更深刻的体会。我特别喜欢它对边界条件处理的章节，详细分析了自由表面、固定支撑等不同情况下的应力边界条件，甚至还涉及了一些简单的接触问题，这对于我后续学习有限元分析打下了非常好的基础。这本书的优点在于，它成功地在“严谨性”和“易懂性”之间找到了一个完美的平衡点。

评分☆☆☆☆☆

与其他教材相比，这本《连续介质力学初级教程》最大的亮点在于它对“梯度”这个核心概念的重视。作者花了相当大的篇幅来阐述速度梯度、位移梯度和惯性梯度之间的区别与联系，并引入了小范围偏导数的物理意义，这对于理解后续的物质导数和描述材料内部运动至关重要。书中对于描述物质运动的各种参考系和坐标变换的处理，也显得尤为清晰，它没有生硬地引入爱氏求和约定，而是先用下标和上标的明确区分来帮助读者建立空间感。整本书读完，我感觉自己对“场”的概念有了本质性的认识飞跃，不再是将应力、应变看作孤立的数值，而是理解它们是空间中连续变化的物理量。这本书无疑是为那些真正想理解连续介质物理的工程师和物理学生量身定做的优秀入门读物。

评分☆☆☆☆☆

这本关于连续介质力学的入门教程，读下来真是让人耳目一新。它避开了那些过于深奥的数学推导，而是将重点放在了物理概念的直观理解上。比如，作者在讲解应力和应变的概念时，用了大量的类比，让人一下子就能抓住核心。我记得书中关于材料本构关系的部分，对牛顿流体和理想弹体的描述，非常清晰地展示了不同材料行为的本质区别，而不是简单地罗列公式。对于我这种初学者来说，这种由浅入深的讲解方式太友好了。它没有一上来就抛出张量分析，而是先从矢量和张量的几何意义入手，这使得我对后续的复杂数学工具的接受度大大提高。整本书的叙述节奏把握得非常好，不会让人感到喘不过气，每一章的知识点都像搭积木一样，层层递进，非常扎实。我尤其欣赏它在每一章末尾设置的“思考题”，这些题目不仅仅是计算，更多的是对物理图像的检验，真正做到了理论联系实际。

评分☆☆☆☆☆

我发现这本书在介绍一些高级概念时，比如非线性弹性理论的开端，处理得非常谨慎且富有启发性。它没有直接跳入复杂的本构方程组，而是先用一维拉伸的例子，明确区分了名义应力和真实应力的差异，并清晰地指出了小变形假设的适用范围和局限性。这种层层递进的引导，极大地增强了我的批判性思维能力，让我不再满足于套用公式，而是开始思考公式背后的物理假设是否成立。书中对能量原理的阐述也颇具匠心，它强调了势能和余能的概念，并通过变分原理来自然地导出平衡方程，整个逻辑链条非常完整且美观。对于想要深入研究材料行为的读者来说，这本书提供了一个非常坚实、不会让你走弯路的起点。

评分☆☆☆☆☆