力学专业程序实践PDF电子书下载

上篇 MATLAB使用初步 3

第1章 MATLAB简介 3

1.1 MATLAB的功能 3

1.1.1 “language”——MATLAB是一种语言 3

1.1.2 “computing”——MATLAB可以用来计算 4

1.1.3 “visualization”——MATLAB是数据可视化工具 6

1.2 MATLAB的体系 7

1.2.1 MATLAB主体部分 7

1.2.2 MATLAB工具箱 8

1.3 MATLAB的特点 8

1.3.1 MATLAB的优势 8

1.3.2 MATLAB的劣势 11

第2章 MATLAB快速入门 13

2.1 Help yourself 13

2.1.1 Help浏览器 13

2.1.2 Help命令 15

2.2 MATLAB操作简述 16

2.2.1 MATLAB界面 16

2.2.2 MATLAB Editor 21

第3章 MATLAB编程 25

3.1 数据的表述 25

3.1.1 数据类型 25

3.1.2 数据结构 26

3.2 基本程序结构语法 33

3.2.1 程序构成 33

3.2.2 选择结构和循环结构的语法 35

3.3 输入／输出（I/O）方法 37

3.3.1 命令窗口区的输入和输出 37

3.3.2 MATLAB变量的I/O 37

3.3.3 文本文件的读写 37

3.3.4 二进制文件的读写 38

3.3.5 图像文件的读写 39

第4章 MATLAB计算 40

4.1 线性代数 40

4.1.1 矩阵的基本运算 40

4.1.2 矩阵的特征参数 41

4.1.3 矩阵的分解及线性方程组求解 41

4.2 多项式及插值 41

4.2.1 多项式表示及运算 41

4.2.2 插值 41

4.3 数据分析及统计 42

4.3.1 基本数据统计 42

4.3.2 傅里叶分析 42

4.4 微积分 43

第5章 MATLAB绘图 44

5.1 二维数据 44

5.1.1 plot详解 45

5.1.2 实际操作中的一些重要问题 47

5.1.3 二维数据的其他表示方式 51

5.2 三维数据 52

5.2.1 三维曲面 52

5.2.2 二维等值线 53

5.3 四维数据 57

5.3.1 简单四维数据 57

5.3.2 切片 58

5.3.3 等势线与等势面 58

5.4 多维数据 60

5.5 MATLAB绘图细节 60

5.5.1 图形说明 60

5.5.2 颜色问题 62

5.5.3 句柄图形——控制绘图的每一个细节 64

5.6 MATLAB图形的输出 69

5.6.1 输出方式 70

5.6.2 要注意的几个问题 70

第6章 图形用户界面 75

6.1 GUI初步 75

6.1.1 初识GUI编程 75

6.1.2 GUI编程要素——控件、消息与回调函数 76

6.2 GUI编程实例 79

6.2.1 问题描述 79

6.2.2 实现过程 80

6.2.3 功能增强 84

下篇 典型力学问题程序实践 91

第7章 求解傅科摆的运动轨迹 91

7.1 傅科摆的动力学方程 91

7.2 dsolve求解常微分方程 92

第8章 求解滑动摆系统的运动形式 97

8.1 滑动摆的动力学方程 97

8.2 用ode45求解常微分方程 98

第9章 可视化一个弹性力学的解析解 102

9.1 对径受压圆盘的应力分布 102

9.2 应力分布的可视化过程 103

9.2.1 数据矩阵的生成 103

9.2.2 绘图中的细节考虑 103

9.2.3 可视化结果 104

9.3 动画显示加载过程的应力变化 106

9.3.1 动画制作的基本概念 106

9.3.2 两种生成frame的方式 107

9.3.3 对径受压圆盘加载过程的动画显示 110

第10章 编写一个简单的有限元程序 112

10.1 用有限元求解问题的思路和步骤 112

10.1.1 总体思路 112

10.1.2 求解步骤 113

10.2 用MATLAB编写简单有限元程序 116

10.2.1 流程 116

10.2.2 算例实现 116

第11章 用PDE Toolbox进行有限元计算 121

11.1 偏微分方程的基本概念 121

11.1.1 三类偏微分方程 121

11.1.2 偏微分方程的3种边界条件 121

11.2 PDE Toolbox求解的基本过程 122

11.2.1 窗口操作界面简介 123

11.2.2 求解的基本步骤 124

11.3 实例——用PDE Toolbox求解平面应力问题 127

11.3.1 受均布载荷的悬臂梁问题 127

11.3.2 含中心圆孔矩形板的拉伸问题 129

11.4 PDE Toolbox应用深入 133

11.4.1 复杂边界条件的设置和复杂载荷的施加 133

11.4.2 数据结果的输出与保存 134

第12章 后处理Abaqus的计算结果 138

12.1 商业有限元软件结果后处理的必要性 138

12.2 Abaqus计算结果的后处理 139

12.2.1 问题描述 139

12.2.2 操作过程 139

第13章 处理和绘制拉伸实验的数据 146

13.1 拉伸实验数据处理概述 146

13.2 低碳钢拉伸实验数据处理及绘制 147

13.2.1 目标及要求 147

13.2.2 具体实现过程 147

第14章 实现一个光学引伸计 152

14.1 光学引伸计 152

14.1.1 引伸计及光学引伸计 152

14.1.2 光学引伸计的实现流程 153

14.2 图像采集的实现 154

14.2.1 MATLAB图像采集工具箱 154

14.2.2 用MATLAB采集实验图像实例 161

14.3 含标记点图像的处理 164

14.3.1 处理图像得到应变数据 165

14.3.2 实际测量中需要考虑的一些细节 167

14.4 光学引伸计实例 167

14.4.1 数据后处理光学引伸计 168

14.4.2 实时测量光学引伸计 169

14.5 光学引伸计测量实例 170

14.5.1 实验布置与实验仪器 170

14.5.2 数据处理与分析 171

第15章 求解弹箭起竖发射的临界风速 173

15.1 临界风速求解计算 173

15.2 计算过程的MATLAB实现 174

第16章 计算发射平台上弹箭倾倒后的运动规律 177

16.1 弹箭倾倒运动模型 177

16.2 运动学方程求解过程的MATLAB实现 178

16.3 弹箭倾倒过程的图形化编程 179

第17章 计算弹箭吊装意外跌落的运动规律 185

17.1 单侧吊索脱落简化力学模型和常微分方程 185

17.2 运动学方程求解过程的MATLAB实现 187

17.3 吊装跌落过程的图形化编程 187

第18章 求解热冲击作用下弹药的温度场 195

18.1 弹药热冲击作用下结构模型简化 195

18.2 弹药热冲击作用下传热方程设置 196

18.3 弹药热冲击作用下温度场可视化 197

参考文献 202