實驗力學/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材 高等院校力學教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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戴福隆，瀋觀林，謝惠民 編

圖書標籤:

• 實驗力學
• 力學
• 高等教育
• 教材
• 規劃教材
• 大學教材
• 工程力學
• 物理實驗
• 測量技術
• 實驗教學

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302225706

版次：1

商品編碼：12071519

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材 ，

開本：16開

齣版時間：2010-07-01

用紙：膠版紙

頁數：490

字數：648000

正文語種：中文

內容簡介

　　《實驗力學/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材 高等院校力學教材》全麵、係統地闡述瞭實驗力學的各種方法的基本原理、實驗技術和應用。全書分為應變電測與傳感器技術和超聲波檢測新技術、光學測試技術兩篇。第1篇包含應變電測和傳感器技術基本原理、應變計、傳感器、測試儀器、靜、動態應力應變測量技術、特殊條件下的應力測量技術和測量數據處理方法、超聲波檢測新技術等內容。第2篇包括光學基礎知識、光彈性的基本原理和方法、全息乾涉法、全息光彈性法、雲紋法、雲紋乾涉法、散斑乾涉法和數字圖像相關方法及其應用等內容。
　　《實驗力學/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材 高等院校力學教材》可供高等院校工程力學、航空航天、機械、土建等專業本科生和研究生作為教材和參考書，亦可供有關專業教師和科研人員參考。

內頁插圖

目錄

第1篇 應變電測與傳感器技術和超聲波檢測新技術
第1章 概論
1．1 實驗力學應變電測技術發展概況
1．2 應變電測與傳感器技術的特點
1．3 應變電測與傳感器技術的各種應用
第2章 電阻應變計
2．1 電阻應變計的基本構造和工作原理
2．2 電阻應變計的各項工作特性
2．3 電阻應變計的種類
2．4 電阻應變計選擇和粘貼使用方法
2．5 其他應變計簡介
第3章 應變測量儀器
3．1 引言
3．2 電橋測量電路
3．3 應變計各種接橋方法
3．4 應變測量儀器的種類
3．5 電阻應變儀的基本工作原理
3．6 電阻應變儀的技術指標及其檢定
3．7 數字應變測量係統及數據采集係統
第4章 靜、動態應力應變測量技術
4．1 靜態應力應變測量技術
4．2 動態應力應變測量技術
4．3 數字信號處理
第5章 特殊條件下的應力測量技術
5．1 高低溫條件下的應力測量技術
5．2 高壓液下的應力測量技術
5．3 運動構件應力測量技術
5．4 殘餘應力測量
5．5 應變電測方法在其他領域中的應用技術
第6章 傳感器
6．1 傳感器的一般特性
6．2 應變計式傳感器的基本原理與設計
6．3 各種應變計式傳感器的構造和特性
6．4 壓阻式傳感器
6．5 壓電式傳感器
6．6 電容式傳感器
6．7 電感式傳感器
第7章 測量數據處理與錶示
7．1 概述
7．2 基本概念
7．3 概率統計的基礎知識
7．4 測量儀器的誤差、準確度和不確定度
7．5 標準不確定度的評定
7．6 異常值
7．7 係統誤差
7．8 最小二乘法
附錄
第8章 超聲波檢測新技術
8．1 概述
8．2 超聲波
8．3 超聲波的傳播
8．4 超聲導波檢測新技術
8．5 超聲波換能器
8．6 超聲波檢測新技術的應用實例

第2篇 光學測試技術
第9章 光學基礎知識
9．1 光波
9．2 光波的疊加
9．3 光波的乾涉
9．4 光波産生乾涉的條件
9．5 楊氏乾涉實驗
9．6 光的衍射 惠更斯-菲涅耳原理 基爾霍夫衍射公式
9．7 菲涅耳衍射和夫琅禾費衍射
9．8 狹縫衍射
9．9 光的空間頻率
9．10 傅裏葉變換及其性質
9．11 透鏡的傅裏葉變換特性
9．12 空間濾波器及其應用
9．13 光的偏振
9．14 激光
第10章 光彈性的基本原理和方法
10．1 平麵問題的光力定律及基本測量裝置
10．2 等色綫的特性分析
10．3 等傾綫的特性分析
10．4 圓偏振光乾涉裝置及其應用
10．5 邊界應力的確定及內部應力的計算
10．6 一般光彈儀中的若乾問題
10．7 三嚮光彈性的一般方法
10．8 散光法
10．9 光彈性貼片法
第11章 全息乾涉法
11．1 全息照相
11．2 兩次曝光法測定位移
11．3 位移場的定量分析
11．4 激光和相乾性
第12章 全息光彈性
12．1 單次曝光測等差綫
12．2 兩次曝光測定等和綫
12．3 等和綫及等差綫的分離
12．4 圖像全息光彈性
第13章 雲紋法
13．1 雲紋法的基本原理
13．2 二維位移場位移及應變的測定
13．3 條紋級數的確定及確定應變的正負
13．4 提高雲紋法測量精度的幾種方法
13．5 影子雲紋法
13．6 反射雲紋法
13．7 高分辨率顯微鏡掃描雲紋法
第14章 雲紋乾涉法
14．1 衍射光柵
14．2 麵內位移場
14．3 三維位移場
14．4 應變場
14．5 三維位移導數場
14．6 彎麯闆的麯率場
14．7 高溫雲紋乾涉技術
第15章 散斑乾涉法
15．1 散斑的形成
15．2 散斑的記錄
15．3 雙曝光散斑圖的分析
15．4 散斑照相法的應用
15．5 散斑照相法測量的範圍
15．6 雙光束散斑乾涉法
15．7 錯位散斑乾涉法
15．8 電子散斑乾涉術
15．9 數字散斑乾涉術
15．10 電子散斑測量變形的幾種典型的光路布置
15．11 電子散斑形貌測量術
15．12 電子散斑振動測量術
15．13 使用光縴的電子散斑乾涉光路
15．14 電子散斑乾涉中的相移技術
第16章 數字圖像相關方法
16．1 引言
16．2 數字圖像相關的基本原理
16．3 相關函數的幾種數學形式
16．4 提高數字圖像相關法中計算速度的方法
16．5 數字圖像相關中的亞像素位移測量算法
16．6 全場應變場測量方法
16．7 應用實例
參考文獻

前言/序言

　　實驗力學是人類認識自然現象和為解決工程問題的需要而發展起來的。幾十年來實驗力學學科發展迅速，在國民經濟建設和國防建設中發揮瞭重要作用，解決瞭許多技術難題。
　　實驗力學的發展動力來源於力學理論發展和工程應用的實際需要。在科學技術飛速發展的今天，實驗力學學科麵臨著前所未有的挑戰，如天空飛行器的可靠性評價、高速列車的安全、微重力下的測試技術、生物活體組織的力學行為、微／納米器件的力學行為、新型功能材料的力學行為和深空探測技術等。
　　經典的實驗力學包括應變電測方法和各種光測方法，如光彈性法、貼片光彈法、全息光彈法、全息乾涉法、雲紋法、雲紋乾涉法、散斑乾涉法等。近年來計算機和圖像處理技術發展迅速，齣現瞭電子散斑法和數字散斑相關法，數據的自動化采集和處理提高瞭實驗效率和精度。
　　本書結閤作者多年教學經驗和近年來國內外發展的最新研究成果，全麵、係統地介紹實驗力學的各種測試方法的基本原理和實驗技術，並列舉各種應用。
　　本書內容分兩篇，第1篇為應變電測與傳感器技術和超聲波檢測新技術，共8章。第1——-7章由瀋觀林編寫，第8章由何存富、焦敬品編寫。第2篇為光學測試技術，包括第9章～16章。第9章由劉戰偉、劉先龍、藺書田編寫，第10章由戴福隆編寫，第11章由戴福隆、謝惠民編寫，第12章由戴福隆、劉戰偉編寫，第13章由謝惠民、方萃長編寫，第14章由戴福隆、謝惠民編寫，第15章由何小元編寫，第16章由潘兵編寫。全書由戴福隆、瀋觀林、謝惠民統稿。
　　在本書編寫過程中，亞敏、唐敏錦參加一部分編稿和製圖工作，特此緻謝。
　　本書可供高等院校工程力學、航空航天、機械、土建等專業本科生和研究生作為教材和參考書，亦可供有關專業教師和科研人員參考。
　　由於編者經驗和水平有限，書中難免存在不當甚至錯誤之處，敬請廣大讀者批評指正。

結構力學基礎與前沿應用 麵嚮土木、建築、航空航天及機械工程等領域工程技術人員與高年級本科生、研究生 本書旨在係統闡述結構力學的基本原理、分析方法及其在現代工程實踐中的前沿應用，側重於理論的深度理解與實際問題的解決能力培養。不同於傳統的以靜力平衡和材料本構關係為核心的敘述方式，本書將結構力學置於更廣闊的固體力學和先進計算方法的大背景下進行闡釋。 第一部分：理論基石與經典方法重構 第一章：緒論與力學體係定位 本章首先明確結構力學的學科範疇，將其置於經典力學、材料力學和固體力學的交叉點上。重點討論工程結構的基本概念、受力狀態的分類，以及結構分析的幾何不變性與靜定/超靜定的本質區彆。引入變分原理在結構力學中的初步應用，為後續能量法和有限元奠定理論基礎，而非簡單停留在牛頓第二定律的應用層麵。 第二章：幾何性質與截麵分析的深化 本章深入探討截麵幾何性質的計算，不僅限於慣性矩和麵積矩，更引入截麵慣性積、主軸方嚮的概念，以及它們在描述復雜截麵（如非對稱截麵）受力響應中的關鍵作用。討論梁的彎麯剪切中心的精確確定，並闡述瞭如何利用這些幾何參數精確預測復雜截麵構件的應力分布，尤其關注扭轉對非圓形截麵的影響。 第三章：靜力平衡與虛功原理的統一視角 本章將靜力平衡方程的建立提升到虛功原理（或虛擬位移原理）的高度進行統一闡釋。詳細推導虛功原理在結構分析中的應用，包括對剛體結構和變形結構的平衡條件的描述。在此基礎上，係統性地介紹單位力法（或位移法）的理論基礎，強調其與能量法的內在聯係，為後續介紹矩陣分析法做好鋪墊。 第四章：超靜定結構的求解策略 超越傳統對冗餘次數的簡單計算，本章重點分析超靜定結構的力法和位移法的係統性構建過程。詳細探討如何選擇閤適的基本結構，如何精確計算超靜定結構中的位移和力。此外，引入力矩分配法（Cross Method），作為在計算機普及前的實用迭代求解工具，並分析其收斂特性和適用範圍。 第五章：影響綫、麯麵與動態響應初步 本章擴展瞭經典結構分析的範圍。深入討論影響綫的構建原理及其在活載作用下結構內力極大值確定中的應用，特彆關注橋梁結構。進一步推廣至空間結構和殼體結構中的影響麵（或稱影響麯麵）的概念。同時，引入結構自由振動的基本概念，包括結構的自振頻率和振型，為後續的動力學分析打下基礎。 第二部分：先進分析技術與非綫性問題 第六章：矩陣結構分析法（經典有限元的前身） 本章是連接經典方法與現代計算力學的橋梁。係統介紹基於位移法的矩陣結構分析，從單元剛度矩陣的建立開始，推導齣整體結構剛度矩陣的裝配過程。重點講解坐標變換在處理斜嚮單元和三維結構中的應用，以及邊界條件的處理。通過求解大規模綫性方程組，實現對復雜靜定和超靜定結構的精確分析。 第七章：穩定性和屈麯分析 本章專注於構件在軸嚮或復雜荷載作用下的失穩問題。詳細分析歐拉屈麯理論的適用範圍、臨界荷載的計算。深入探討雙麯屈麯（Bifurcation Buckling）的原理，並討論截麵尺寸、初始缺陷和實際約束條件對實際屈麯強度的影響。引入整體穩定性分析（如P-Δ效應），這在高層建築和長柔性構件分析中至關重要。 第八章：材料非綫性和幾何非綫性概述 結構力學分析的現實挑戰在於材料的彈塑性行為和幾何變形對平衡方程的顯著影響。本章引入材料非綫性的基本概念，如應力-應變關係（理想彈塑性、隨動硬化等）。隨後，側重於幾何非綫性，特彆是大變形效應，並解釋為什麼必須在變形後的構架（而非初始構架）上應用平衡方程，從而引齣非綫性方程的迭代求解思想。 第三部分：現代工程應用與前沿結構 第九章：薄壁結構與殼體理論基礎 本章聚焦於工程中常見的薄壁構件（如飛機濛皮、壓力容器）。首先討論薄膜理論和薄闆理論，推導薄闆的基本微分方程（如Kirchhoff-Love理論）。隨後，介紹薄殼理論的基本假設，重點分析圓柱殼在軸嚮和環嚮載荷下的內力分布，以及殼體連接處的應力集中問題。 第十節：有限元方法（FEM）的核心概念與應用 本章作為深入學習有限元方法的導論，不再停留在剛度矩陣的推導，而是側重於理念和選擇。闡述變分原理、形狀函數（插值函數）的選擇對計算精度和穩定性的影響。重點討論單元類型（如杆、梁、闆單元）的選擇原則、網格劃分的質量控製，以及後處理中應力奇異性的辨識與處理。強調有限元結果的工程判斷，而非盲目信任數值解。 第十一章：先進工程結構的特殊分析需求 本章探討在特定行業中結構力學麵臨的新挑戰。包括： 預應力結構分析：預應力引入對梁和索結構的影響，以及對裂縫控製的意義。 蠕變與鬆弛：在高溫或長期荷載作用下混凝土和金屬材料的時間依賴性變形分析。 疲勞與斷裂力學入門：簡要介紹結構壽命評估的概率基礎，以及裂紋擴展的驅動力（如應力強度因子）。 附錄：工程常用材料本構關係與計算工具箱基礎 提供常用工程材料（鋼材、混凝土、鋁閤金）的經典本構模型速查錶，並簡要介紹主流有限元軟件（如ABAQUS/ANSYS/MSC.Nastran）在處理本教材所涉及的靜力、屈麯和綫性動力學問題時的基本輸入要求和輸齣解讀指南。 本書特色： 本書結構嚴謹，從經典理論的深刻理解齣發，逐步過渡到現代計算工具的應用基礎。每一個章節的推導都強調其背後的能量和變分原理，確保讀者不僅學會“如何算”，更能理解“為什麼這麼算”。章節末尾均配有具有挑戰性的工程實例分析，鼓勵讀者將理論知識應用於解決實際的復雜結構問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的感受就是它“接地氣”。我之前學過的力學教材，很多時候都讓我覺得像在跟抽象的符號打交道，很難將它們與現實世界聯係起來。但這本書完全不同，它在講解每一個概念的時候，都會引用非常貼近我們日常生活的例子。比如，講到動量守恒時，會用颱球碰撞來解釋，講到摩擦力時，會分析鞋底的紋路為什麼能增加摩擦力。 而且，書中還包含瞭一些很有趣的“小實驗”，雖然有些隻是紙上談兵，但它能激發我去思考為什麼會這樣。例如，它會問你，如果把一個硬幣和一個羽毛放在真空管裏一起掉落，它們會同時落地嗎？讀完書，我纔真正理解瞭伽利略的那個著名思想實驗的意義。這些細節的處理，讓學習過程充滿瞭樂趣，也讓我對力學這門學科産生瞭濃厚的興趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書在概念的引入上，我認為處理得非常齣色。它不像有些教材那樣，上來就拋齣一堆公式，而是循序漸進地引導讀者理解。例如，在介紹“力的概念”時，作者並沒有直接給齣力的定義，而是從“推”和“拉”這樣最基本的動作入手，然後逐漸引申到力的三要素（大小、方嚮、作用點），以及力的效果。 在講到“受力分析”時，書中提供瞭非常多的圖示和實例，指導讀者如何一步步地識彆物體所受的力。特彆是對於一些比較復雜的受力情況，比如在斜麵上運動的物體，書中都給齣瞭清晰的步驟和詳細的解釋，讓我能夠輕鬆掌握這個關鍵的分析方法。這些細節上的打磨，讓這本書的學習門檻大大降低，對於像我這樣剛接觸力學或者覺得力學比較難學的學生來說，簡直是福音。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我留下的最深刻印象，在於它對物理直覺的培養。很多時候，我們在學習理論知識時，會陷入公式的海洋，反而忽略瞭對事物本質的理解。這本書在這方麵做得非常好，它通過大量生動的例子，讓你在不知不覺中就建立起對物理現象的直觀認識。 比如，在講解“圓周運動”時，作者沒有一開始就糾結於嚮心力公式，而是通過描述一個甩水的手，或者在車裏轉彎的感受，來讓你體會到“嚮外甩”的趨勢，從而引齣“需要一個力來維持運動”的結論，然後再引入嚮心力的概念。這種“由果溯因”或者“由現象到本質”的講解方式，讓我覺得力學不再是死的公式，而是鮮活的物理過程，極大地提升瞭我的學習興趣和理解能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是齣乎我的意料，我原本以為它會像許多教科書一樣，枯燥乏味，充斥著一大堆公式和理論。但讀起來之後，我發現它不僅僅是一本教材，更像是一本引導我探索物理世界奧秘的啓濛書。作者在講解概念時，總是能用非常生動形象的比喻，讓我一下子就能抓住核心。比如，在解釋慣性時，他不是直接拋齣牛頓第一定律，而是描述瞭一個在光滑冰麵上滑行的冰球，讓讀者自己去體會“保持運動狀態”的本質。這種“授人以魚不如授人以漁”的教學方式，讓我受益匪淺。 而且，這本書的排版設計也非常人性化。每一章的開頭都有一個引人入勝的“故事”，通常是某個有趣的物理現象或者曆史事件，瞬間就能抓住我的注意力。接著，在講解過程中，重要概念和公式都會用醒目的顔色標注齣來，方便我復習和記憶。最讓我驚喜的是，書的每一頁底部都有一個小小的“思考題”，不是那種刁鑽古怪的難題，而是引導我去思考生活中的一些現象，比如為什麼鞦韆會越蕩越高，或者為什麼自行車不容易倒。這些問題讓我覺得力學不再是遙不可及的科學，而是與我們的生活息息相關。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容深度恰到好處，它既涵蓋瞭普通高等教育所需的力學基礎知識，又沒有過於偏重理論而忽略瞭實際應用。作者在闡述牛頓運動定律時，並沒有停留在抽象的數學推導，而是結閤瞭大量的實際案例，比如各種交通工具的運動、遊樂設施的原理等等。這些案例非常貼近生活，讓我能夠清晰地理解理論知識在現實世界中的具體體現。 我特彆喜歡的是書中對於“能量守恒”原理的講解。作者沒有簡單地給齣公式，而是從滑輪組提升重物、彈簧振子運動等多個角度，層層遞進地揭示瞭能量是如何轉化和守恒的。書中還穿插瞭一些曆史故事，講述瞭科學傢們在發現和發展這些物理定律過程中的艱辛與智慧，這讓我在學習知識的同時，也感受到瞭科學的魅力和人類探索精神的偉大。