质点和刚体分析动力学专论（第4版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

[英] 惠特克 著

图书标签:

• 动力学
• 质点
• 刚体
• 机械工程
• 工程力学
• 分析力学
• 高等教育
• 教材
• 第四版
• 经典教材

出版社： 世界图书出版公司

ISBN：9787510026973

版次：4

商品编码：12062767

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-04-01

用纸：胶版纸

内容简介

　　随着现在计算资源的进步，经典粒子方面的计算问题能够利用数值计算得以解决。《质点和刚体分析动力学专论》就介绍了这方面的相关理论，也总结了该领域的一些经典结果。本书的前八章是对拉格朗日动力学的一个非常详尽的介绍。第八章和第九章是对本书提到的三种物质的简单介绍。读者对象：理论物理领域研究粒子和刚体解析动力学理论的科技工作者。

理论力学专题精讲：从经典基石到前沿应用 本书旨在深入探讨理论力学领域中一系列关键且具有挑战性的专题，构建一个从基础原理到复杂系统分析的完整知识框架。本书聚焦于那些在经典力学体系中具有里程碑意义、同时为现代物理与工程学奠定坚实基础的核心概念和方法论。 --- 第一部分：解析力学的高阶表达与变换 本部分彻底革新读者对经典力学描述方式的认知，从牛顿定律的直观框架过渡到更具普适性和数学优雅性的解析力学体系。 第一章：变分原理与拉格朗日方程的严谨推导 本章从达朗贝尔原理出发，系统阐述最小作用量原理（Hamilton's Principle）的物理意义和数学基础。重点解析了泛函微分学在力学中的应用，尤其是欧拉-拉格朗日方程的推导过程。内容涵盖： 约束的理想化处理： 对完整约束、非完整约束和粘性约束进行分类讨论，并阐明在拉格朗日框架下如何利用广义坐标优雅地处理约束力。 拉格朗日量构造的艺术： 详细分析动能和势能的二次型表示，以及如何通过选择合适的广义坐标简化拉格朗日量 $L(q_i, dot{q}_i, t)$ 的形式。 守恒律的发现： 深入探讨诺特定理（Noether's Theorem）在解析力学中的应用，清晰揭示能量、动量和角动量守恒与其对应广义坐标循环（或时移不变性）之间的深刻联系。 第二章：哈密顿力学——相空间中的动力学 本章将视角从速度空间转移到相空间，引入哈密顿函数 $H(q_i, p_i, t)$ 作为系统的核心描述符。内容详述了哈密顿正则方程的推导，以及它们与拉格朗日方程的等价性与优越性： 勒让德变换： 详细介绍将拉格朗日量转换为哈密顿量的数学步骤，并强调哈密顿量在保守系统中的能量意义。 泊松括号的代数结构： 引入泊松括号 ${F, G}$，阐释其在描述物理量演化和系统守恒律上的核心作用。探讨泊松括号的李代数性质。 正则变换的完备性： 深入分析正则变换的生成函数理论（四种生成函数），以及如何利用正则变换将复杂的动力学问题转化为可积分的简单形式（如使用坐标变换消除时间依赖性）。 --- 第二部分：连续介质的运动学与本构关系 本部分将理论力学的焦点从离散质点系统扩展至宏观、连续的物理实体，探讨描述物质形变和流动的数学工具。 第三章：连续介质的运动学描述与描述框架 本章细致区分了描述流体或固体运动的两种基本观点： 欧拉描述（空间观点）： 侧重于描述空间中某固定点上的物理量随时间的变化，引入流线、迹线和时间的偏导数与物质导数的关系 $frac{D}{Dt} = frac{partial}{partial t} + mathbf{v} cdot abla$。 拉格朗日描述（质点观点）： 追踪特定物质微团的运动轨迹，是理解应变和变形的关键。 变形梯度张量与运动学量： 详尽介绍变形梯度张量 $mathbf{F}$，并以此为基础推导柯西-格林变形张量 $mathbf{C}$ 和 $mathbf{B}$（左/右侧有限变形张量），以及它们在描述体积、面积和线元方向变化中的作用。 第四章：应力、应变的概念与本构方程 本章是固体力学和流体力学的基础，重点在于建立力和形变之间的内在联系： 柯西应力张量 ($mathbf{sigma}$)： 严格阐述其作为描述物体内部相互作用的二阶张量的物理定义，并讨论应力平衡方程在不同坐标系下的表达。 广义胡克定律（线性弹性）： 针对各向同性材料，详细推导以九个独立常数（或简化为拉梅常数 $lambda, mu$）描述的应力-应变关系。讨论体积模量、剪切模量和杨氏模量之间的相互转化。 粘弹性体的引入： 简要介绍粘弹性本构关系，通过蠕变函数和松弛时间的概念，展示材料对时间效应的响应，为理解高分子材料的力学行为奠定基础。 --- 第三部分：经典场论的深化与微观联系 本部分将动力学分析提升到场论的高度，将力学定律与电磁场、波动现象相结合，展示理论力学的普适性。 第五章：最小作用量原理在连续介质中的推广 本章探讨如何将拉格朗日力学推广到连续介质，即构建场论的拉格朗日密度： 拉格朗日密度 ($mathcal{L}$): 定义场的密度函数，并阐述如何利用场变量（如位移场 $mathbf{u}$ 或密度 $ ho$）及其导数来构建 $mathcal{L}$。 欧拉-拉格朗日方程的场形式： 推导出描述连续介质动力学演化的偏微分方程组。 麦克斯韦方程组的变分原理（选讲）： 简要展示电磁场动力学如何完美地嵌入到拉格朗日密度形式中，通过选择合适的拉格朗日量，可以自然地导出麦克斯韦方程组，凸显解析力学作为统一理论框架的威力。 第六章：力学系统的稳定性与微扰理论 动力学分析的最终目标之一是预测系统的长期行为，本章聚焦于稳定性判据和非精确解的求解方法。 李雅普诺夫稳定性理论： 引入直接法和间接法，分析平衡点附近小扰动下的系统行为。区分稳定、渐近稳定和指数稳定的概念。 微扰法在周期运动中的应用： 详细介绍庞加莱-林德施泰特微扰法，用于求解非线性振动系统的近似周期解，特别是处理软、硬非线性项对固有频率的微小修正。 摄动理论的应用实例： 通过分析受微小周期性外力驱动的非线性振子，展示如何处理系统的非线性响应和共振现象。 --- 总结与展望： 本书超越了基础刚体动力学的范畴，深入机械、土木、航空航天等工程领域的核心理论支柱。它要求读者具备扎实的微积分和线性代数基础，通过严密的数学推导，使读者不仅掌握“如何解题”，更理解“解题的原理”与“理论的边界”。全书的结构设计，确保读者能够流畅地从经典牛顿力学过渡到高级的解析力学和连续介质模型，为进一步研究计算力学、非线性动力学或理论物理打下不可动摇的根基。

评分☆☆☆☆☆

阅读《质点和刚体分析动力学专论（第4版）》的过程，是一次充满智慧的体验。这本书的叙述风格非常独特，它不像许多学术著作那样严肃死板，而是充满了作者的个人见解和对学科的热情。在讲解一些核心概念时，作者常常会抛出一些引人深思的问题，引导读者主动去思考，去探索。我尤其欣赏书中对能量守恒和动量守恒等物理原理的深入剖析，它不仅仅是给出了公式，更是从更宏观的视角，阐述了这些原理在动力学体系中的地位和作用。这本书的语言也相当优美，很多时候读起来就像在欣赏一篇优秀的散文。虽然是技术类书籍，但丝毫不会让人感到枯燥。它就像一个引路人，带领我在动力学的世界里，发现那些隐藏在复杂公式背后的优雅和深刻。对我而言，这不仅是一次学习，更是一次精神上的洗礼。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，《质点和刚体分析动力学专论（第4版）》这本书在内容组织上做得非常出色。它不像许多同类书籍那样，将大量内容堆砌在一起，而是进行了合理的结构化和分级处理。初学者可以从基础的概念和简单的运动模型入手，逐步过渡到更复杂的刚体动力学分析。我特别喜欢书中在讲解每一个新概念时，都会提供相关的背景知识和物理意义的解释，这使得学习过程更加连贯和有意义。例如，在介绍惯性系和非惯性系时，作者并没有简单地给出定义，而是通过生动的例子，阐述了它们在动力学分析中的重要性以及各自的适用范围。此外，书中还包含了一些思考题和习题，这些题目设计得很有启发性，能够帮助读者巩固所学知识，并培养解决实际问题的能力。总而言之，这本书为我提供了一个扎实而全面的动力学知识体系，让我能够更自信地应对各种工程挑战。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到《质点和刚体分析动力学专论（第4版）》这本书时，内心是充满期待的。我一直对机械运动背后的原理充满好奇，但很多教材总是让我感觉晦涩难懂。然而，这本书的出现，彻底改变了我的看法。它不仅仅是一本教科书，更像是一次深入的思维探索之旅。作者用非常清晰且富有逻辑的语言，一步步引导读者理解质点和刚体的运动规律。我尤其欣赏书中对运动描述方法的细致讲解，无论是直角坐标系、极坐标系还是其他更复杂的坐标系，书中都进行了详尽的阐述，并给出了相应的应用场景。这对于需要进行精确运动分析的工程师来说，简直是宝藏。而且，书中的插图和图示设计得非常精美，能够直观地展现复杂的运动过程，大大降低了理解的难度。我发现，通过这本书，我不仅掌握了理论知识，更学会了如何将这些知识灵活地应用于实际问题中。它让我对动力学有了全新的认识，也激发了我对这个领域更深层次的探索欲望。

评分☆☆☆☆☆

这本《质点和刚体分析动力学专论（第4版）》真是让我眼前一亮！作为一名在工程领域摸爬滚打多年的老兵，我一直觉得动力学是理解复杂机械系统运动的基石。市面上关于动力学的书籍不少，但很多要么过于理论化，让人望而生畏，要么过于浅显，难以深入。而这本书，它恰到好处地找到了那个平衡点。开篇就以一种引人入胜的方式，将质点和刚体的基本概念娓娓道来，仿佛一位经验丰富的导师，循循善诱。我特别喜欢书中对运动学和动力学定律的推导过程，没有直接抛出公式，而是从物理直觉出发，层层递进，让人在理解原理的同时，也能感受到数学的严谨与优美。而且，它还巧妙地融入了大量的工程实例，从简单的摆锤运动到复杂的飞行器姿态控制，这些案例的选择既贴近实际，又能很好地阐释抽象的动力学概念。读完之后，我感觉自己对那些曾经困扰我的动力学问题，有了豁然开朗的感觉。这本书不愧是“专论”，它真的能带你深入动力学的殿堂，领略其精髓。

评分☆☆☆☆☆

《质点和刚体分析动力学专论（第4版）》这本书，我只能用“震撼”来形容我的阅读体验。在翻阅这本书之前，我一直认为动力学是一门非常枯燥且难以掌握的学科，但这本书完全颠覆了我的认知。它以一种极其清晰、系统化的方式，将质点和刚体动力学的知识梳理得井井有条。我特别欣赏书中关于刚体运动学和动力学的详细阐述，从姿态描述、角速度、角加速度，到转动惯量、欧拉方程，每一个概念都讲解得深入浅出，并配以大量的图示和数学推导，让我能够清晰地理解每一个步骤的逻辑。书中的例题设计也非常巧妙，覆盖了从基础到复杂的各种情况，有助于巩固和提升解决问题的能力。这本书不仅是一本教材，更像是一本工具书，它为我提供了一个解决动力学问题的强大框架。读完这本书，我感觉自己对机械系统的运动分析充满了信心，也对未来在工程领域的深入研究充满了期待。