第1章 力学与土木工程 1
1.1 概述 1
1.2 关于土木工程 1
1.3 早期的土木工程 2
1.3.1 早期的建筑业与力学 2
1.3.1 早期的力学家已涉足土木工程 3
1.4 土木工程中的基本构件 4
1.4.1 梁 4
1.4.2 柱 5
4.1.2 水工结构学与工程力学 6
1.4.3 拱 6
1.4.4 板 8
1.4.5 壳 9
1.4.6 桁架 11
1.4.7 索和膜 12
1.5 力学与现代建筑 14
1.5.1 建筑工程 14
1.5.2 地下工程 17
1.5.3 道路与交通工程 19
1.5.4 桥梁工程 21
1.6 本章小结 24
第2章 力学与机械工程 26
2.1 概述 26
2.1.1 强度问题 27
2.1.2 刚度及稳定性问题 27
2.1.3 振动问题 28
2.2 大型汽轮机的强度与振动分析 31
2.3 内燃机的强度与振动 33
2.3.1 单缸内燃机基本作用载荷与强度问题 33
2.3.2 内燃机的振动形式、危害及减振 35
2.4 大型液压机中的预应力结构设计 36
2.5 金属切削机床的抗振性能分析 37
2.6 抽油杆的断裂问题 39
2.7 机械成型加工特种工艺中的力学问题 41
2.7.1 压力铸造机中压射和充填速度的确定 41
2.7.2 焊接过程中的热弹塑性问题及数值分析 42
2.8 力学视点--机械减振措施漫谈 43
2.8.1.1 刚性转子的平衡 44
2.8.1 机器转子的动平衡问题 44
2.8.1.2 柔性性转子的平衡 45
2.8.2 机械振动控制 46
2.9 本章小结 49
第3章 力学与航空航天工程 51
3.1 航空航天工程的重要性 51
3.2 航空工业发展初期力学的贡献 51
3.3 喷气式飞机出现后力学的贡献 55
3.4 研究涡和分离流的重要性 58
3.5 航天工程中力学的作用 62
3.6 微型飞机和地效应飞机 64
3.7 本章小结 65
4.1.1 水利和发展与力学的作用 67
第4章 力学与水利工程 67
4.1 概述 67
4.1.2.1 水坝 69
4.1.2.2 地下水电站厂房洞室群 69
4.2 重力损设计中的力学分析 71
4.2.1 重力坝的载荷 72
4.2.2 重力坝的构造及其力学依据 72
4.2.2.1 分缝 72
4.2.2.2 材料分区 73
4.2.2.3 剖面的形状 73
4.2.4.1 计算方法 74
4.2.3 重力坝的地基处理 74
4.2.4 重力坝的应力分析与强度计算 74
4.2.4.2 结构模型的力学试验 75
4.2.5 重力坝的抗滑稳定性分析 76
4.2.6 重力坝结构中若干专门力学问题 77
4.2.6.1 重力坝的变温应力问题 77
4.2.6.2 具有纵缝重力坝的接触问题 77
4.2.6.3 重力坝的抗震分析 78
4.2.6.4 重力坝的优化设计 78
4.3 拱坝中的力学问题 79
4.3.1 拱坝的兴建史与力学的作用 79
4.3.3 裂隙岩基中渗流场与变形场的耦合作用及其对拱坝工作性态的影响 81
4.3.2 拱坝的开裂分析 81
4.3.4 坝体--库水--地基之间的动力相互作用 82
4.3.5 拱坝坝肩的工程稳定性 83
4.4 地下水电站厂房洞群中的力学问题 83
4.4.1 地应力问题 83
4.4.2 渗流场问题 84
4.4.3 开挖、加固过程中的动态结构力学问题 84
4.4.4 地下洞室群围岩的稳定性 84
4.4.5 加锚岩体的模拟 84
4.4.6 地下洞室群的优化 85
4.5 本章小结 85
5.1 概述 87
第5章 力学与船舶工程 87
5.2 流体力学与船舶航海性能 88
5.2.1 船舶航行性能要求 88
5.2.2 船舶浮性、稳性、抗沉性分析与流体静力学 89
5.2.3 提高船舶快速性与流体力学 89
5.2.4 船舶的操纵性与舵的水动力性能 92
5.2.5 船舶工程与计算流体力学、实验流体力学的相互促进 94
5.3 船舶结构力学与船舶结构性能 96
5.3.1 船体结构的静强度 96
5.3.2 船舶结构动力学 102
5.4 船舶力学的一些展望 104
5.4.1 环境与载荷 105
5.4.3 船舶结构直接分析与设计 106
5.4.2 航行性能 106
5.4.4 船舶结构安全性评估 107
5.4.5 新型推进技术 108
5.4.6 船舶水动力学的其他前沿问题 109
5.5 本章小结 111
第6章 力学与能源工程 113
6.1 概述 113
6.2 燃料资源的开采与力学 115
6.2.1 力学与水平钻井技术的发展 115
6.2.2 利用渗流力学提高含油地层中石油的开采率 116
6.2.3 力学工作与防止煤矿底板突水淹井事故 117
6.2.4 海洋油田开采中石油平台的安全性与力学 119
6.2.5 地质力学与石油、天然气运移和油气藏形成规律的研究 120
6.3 力学与压力容器的合理设计与安全运行 121
6.3.1 弹塑性力学对压力容器设计方法与准则的影响 121
6.3.2 力学分析与大型拱顶储罐的结构选型与合理设计 125
6.3.3 流体诱发振动问题 128
6.3.4 管道设计中热载荷与机械振动的综合作用 130
6.4 本章小结 130
第7章 化工中的流体力学 133
7.1 概述 133
7.2 典型化工设备中的流体运动 135
7.2.1 驱使化工设备中流体运动发生的机制 135
7.2.4 塔设备与气、液两相流动 136
7.2.3 搅拌槽 136
7.2.2 换热器与管外绕流和管内流 136
7.2.5 固定床与流体通过多孔介质的流动 137
7.2.6 流化床与流体和固体的两相流动 138
7.2.7. 燃烧炉 139
7.3 感光材料的涂布流动 140
7.3.1 常用的三种涂布方式 140
7.3.2 授涂的流体力学分析 143
7.3.2.1 实验结果 143
7.3.2.2 理论分析 143
7.3.3 坡流涂布的流体力学分析 145
7.3.3.1 实验结果 145
7.3.3.2 理论分析 146
7.4 聚合物工业与非牛顿流体 147
7.4.1 牛顿流体与非牛顿流体 147
7.4.2 形形色色的非牛顿流体 147
7.4.3 非牛顿流体的奇妙特性及应用 148
7.5 本章小结 151
第8章 力学与生物医学工程 152
8.1 概述 152
8.1.1 生物力学的发展 152
8.2.1 生物力学的研究领域 153
8.2 骨力学在骨科中的应用 155
8.2.1 骨折的力学 155
8.2.2 冲击产生的骨损伤 156
8.2.3 关节骨和关节软骨中的应力 157
8.2.4 矫形的力学 159
8.3 软组织力学在整形外科中的应用 160
8.3.1 皮肤的力学性能 160
8.3.2 皮肤组织扩张术与组织工程学的力学原理 161
8.4 心脏力学在心脏外科中的应用 161
8.4.1 血液流动的力学 161
8.4.2 人工心脏瓣膜的力学原理 161
8.4.3 流场分析与人工瓣膜技术的进步 162
8.5 血液流变学与血流动力学在治疗心脏血管疾病中的应用 163
8.5.1 流变学为血液粘性描述提供了有力的工具 163
8.5.2 血管系统中的血液流动与血液动力学 164
8.6 本章小结 165
8.5.3 脉搏波与波动力学 165
第9章 力学和工程的科学计算 167
第Ⅰ部分 计算固体力学 167
9Ⅰ.1 概述 167
9Ⅰ.1.1 计算力学的发展历史 167
9Ⅰ.1.2 计算力学与工程计算 171
9Ⅰ.2 计算固体力学在工程中的广泛应用 171
9Ⅰ.2.1 计算力学在结构静力分析中的应用 171
9Ⅰ.2.2 计算力学在动力问题分析中的应用 173
9Ⅰ.2.3 计算力学在结构非线性与稳定性分析中的应用 174
9Ⅰ.2.4 计算力学与结构优化设计 176
9Ⅰ.3 计算力学CAD/CAE工程 178
9Ⅰ.4 计算固体力学发展中一些尚待解决的问题 180
9Ⅰ.5 小结 183
第Ⅱ部分 计算流体力学 183
9Ⅱ.1 概述 183
9Ⅱ.2 计算方法 184
9Ⅱ.3 计算流体力学的贡献 188
9Ⅱ.3.1 航空与航天 188
9Ⅱ.3.2 地球环境预测 191
9Ⅱ.3.3 湍流研究 193
9Ⅱ.4 小结 195
第10章 科学和工程中的力学实验 196
10.1 概述 196
10.2 实验流体力学 197
10.3 实验固体力学 204
10.4 实验技术 209
10.5 实验力学在我国国民经济中的作用 214
10.6 交叉学科发展中的科学实验 220
10.6.1 生物力学 221
10.6.2 物理力学 221
10.6.3 电磁流体力学和等离子体动力学 222
10.6.4 爆炸力学 222
10.6.5 环境流体力学 224
10.7 本章小结 224
Synopsis 225
Comtents 226
主编简介 232