力学专业程序实践 用MATLAB解决力学问题的方法与实例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 8

1.2.2 MATLAB工具箱 8

1.3 MATLAB的特点 9

1.3.1 MATLAB的优势 9

1.3.2 MATLAB的劣势 12

第2章MATLAB快速入门 14

2.1 Help yourself 14

2.1.1 Help浏览器 14

2.1.2 Help命令 16

2.2 MATLAB操作简述 18

2.2.1 MATLAB界面 18

2.2.2 MAT LAB Editor 24

第3章MATLAB编程 28

3.1数据的表述 28

3.1.1数据类型 28

3.1.2数据结构 29

3.2基本程序结构语法 36

3.2.1程序构成 36

3.2.2选择结构和循环结构的语法 39

3.3 I/O方法 40

3.3.1命令窗口区的输入和输出 40

3.3.2 MATLAB变量的输入/输出 41

3.3.3文本文件的读写 41

3.3.4二进制文件的读写 42

3.3.5图像文件的读写 43

第4章MATLAB计算 44

4.1线性代数 44

4.1.1矩阵的基本运算 44

4.1.2矩阵的特征参数 45

4.1.3矩阵的分解及线性方程组求解 45

4.2多项式及插值 45

4.2.1多项式表示及运算 45

4.2.2插值 46

4.3数据分析及统计 46

4.3.1基本数据统计 46

4.3.2 Fourier分析 46

4.4微积分 47

第5章MATLAB绘图 48

5.1二维数据 48

5.1.1 plot详解 49

5.1.2实际操作中的一些重要问题 51

5.1.3二维数据的其他方式表示 56

5.2三维数据 56

5.2.1三维曲面 57

5.2.2二维等值线 58

5.3四维数据 61

5.3.1简单四维数据 62

5.3.2切片 62

5.3.3等势线与等势面 63

5.4多维数据 64

5.5 MATLAB绘图细节 65

5.5.1图形说明 65

5.5.2颜色问题 67

5.5.3句柄图形——控制绘图的每一个细节 69

5.6 MATLAB图形的输出 75

5.6.1输出方式 75

5.6.2要注意的几个问题 76

第6章 图形用户界面 81

6.1 GUI初步 81

6.1.1初识GUI编程 81

6.1.2 GUI编程要素——控件、消息与回调函数 81

6.2 GUI编程实例 86

6.2.1问题描述 86

6.2.2实现过程 86

6.2.3功能增强 91

下篇 典型力学问题程序实践 97

第7章 求解傅科摆的运动轨迹 97

7.1傅科摆的动力学方程 97

7.2 dsolve求解常微分方程 98

第8章 求解滑动摆系统的运动形式 104

8.1滑动摆的动力学方程 104

8.2用ode45求解常微分方程 105

第9章 可视化一个弹性力学的解析解 109

9.1对径受压圆盘的应力分布 109

9.2应力分布的可视化过程 110

9.2.1数据矩阵的生成 110

9.2.2绘图中的细节考虑 110

9.2.3可视化结果 111

9.3动画显示加载过程的应力变化 113

9.3.1动画制作的基本概念 113

9.3.2两种生成frame的方式 114

9.3.3对径受压圆盘加载过程的动画显示 118

第10章 编写一个简单的有限元程序 119

10.1用有限元求解问题的思路和步骤 119

10.1.1总体思路 119

10.1.2求解步骤 120

10.2用MATLAB编写简单有限元程序 124

10.2.1流程 124

10.2.2算例实现 124

第11章用PDE Toolbox进行有限元计算 129

11.1偏微分方程的基本概念 129

11.1.1三类偏微分方程 129

11.1.2偏微分方程的三种边界条件 130

11.2 PDE Toolbox求解的基本过程 131

11.2.1窗口操作界面简介 131

11.2.2求解的基本步骤 132

11.3实例——用PDE Toolbox求解平面应力问题 135

11.3.1受均布载荷的悬臂梁问题 136

11.3.2含中心圆孔矩形板的拉伸问题 138

11.4 PDE Toolbox应用深入 142

11.4.1复杂边界条件的设置和复杂载荷的施加 142

11.4.2数据结果的输出与保存 143

第12章 后处理Abaqus的计算结果 147

12.1商业有限元软件结果后处理的必要性 147

12.2 Abaqus计算结果的后处理 148

12.2.1问题描述 148

12.2.2操作过程 148

第13章 处理和绘制拉伸实验的数据 155

13.1拉伸实验数据处理概述 155

13.2低碳钢拉伸实验数据处理及绘制 156

13.2.1目标及要求 156

13.2.2具体实现过程 157

第14章 实现一个光学引伸计 162

14.1光学引伸计 162

14.1.1引伸计及光学引伸计 162

14.1.2光学引伸计的实现流程 163

14.2图像采集的实现 165

14.2.1 MATLAB图像采集工具箱 165

14.2.2用MATLAB采集实验图像——实例 172

14.3含标记点图像的处理 176

14.3.1处理图像得到应变数据 176

14.3.2实际测量中需要考虑的一些细节 179

14.4光学引伸计实例 180

14.4.1数据后处理光学引伸计 181

14.4.2实时测量光学引伸计 182

14.5光学引伸计测量实例 183

14.5.1实验布置与实验仪器 183

14.5.2数据处理与分析 184

参考文献 186