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出版者:

作者:Rees, D. W. A. (EDT)

出品人:

页数:734

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价格:$ 169.50

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isbn号码:9781860942174

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• 固体力学
• 结构力学
• 材料力学
• 弹性力学
• 塑性力学
• 结构分析
• 有限元
• 力学
• 工程力学
• 结构工程

流体力学导论：从基础到前沿 内容简介 本书旨在为工程学、物理学及相关领域的学生和专业人士提供一个全面而深入的流体力学导论。我们将从最基本的概念出发，逐步深入到复杂的流动现象和先进的分析方法，内容涵盖经典理论的严谨推导与现代工程应用。全书结构清晰，逻辑严密，旨在培养读者扎实的理论基础和解决实际问题的能力。 第一部分：流体力学基础与流体静力学 第一章：流体与连续介质假设 本章首先界定了“流体”的概念，并探讨了将其视为连续介质的合理性，特别是在宏观尺度下的应用。我们将讨论流体的基本性质，如密度、比重、粘度和表面张力。重点介绍流体的分类——牛顿流体与非牛顿流体——以及它们在工程实践中的重要性。此外，本章会详述流体力学研究中常用的描述方法：拉格朗日描述与欧拉描述，并引入物质导数和控制体等核心概念。 第二章：流体静力学 本章专注于静止流体中的力学原理。我们将推导流体压力随深度变化的规律，即帕斯卡原理及其在实际中的应用，例如液压系统。重点分析作用在平面和曲面上的静水总压力和合力矩的计算方法，包括压力中心的概念。此外，本书将深入探讨浮力与阿基米德原理，并分析浸没物体的稳定性和浮标设计中的相关力学问题。对气压高度计和潜水器设计中的压力平衡问题也将进行详尽的讨论。 第二部分：流体运动学与控制体积分析 第三章：流体运动学 本章关注流体的运动描述，而不涉及引起运动的力。我们将从运动学的角度分析流线、迹线和脉线。详细介绍速度场、加速度场，并区分层流和湍流。关键内容包括描述流体变形的应变率张量，特别是旋转率和角速度的概念。通过对流体运动的几何描述，为后续的动力学分析奠定基础。 第四章：流体动力学方程——积分形式 本章引入控制体分析方法，这是工程流体力学中最实用的工具之一。我们将基于牛顿第二定律和质量守恒定律，推导著名的雷诺输运定理（Reynolds Transport Theorem）。基于此定理，详细推导出质量守恒方程（连续性方程）和动量守恒方程（积分形式的纳维-斯托克斯方程）在控制体积上的应用。本章将通过大量实例，如管道中的流量测量、喷嘴推力计算、水轮机和泵的性能分析来阐述这些方程的实际应用价值。 第三部分：微分形式的流动方程与相似性原理 第五章：微分形式的流动方程 本章将对第四章的控制体积分析进行深化，转而关注流场中任意一点的局部特性，即微分形式的方程。我们将推导微分形式的连续性方程、纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes Equations）和能量方程。特别强调了粘性应力张量的构成和应力-应变关系在可压缩流体中的复杂性。对于不可压缩牛顿流体，方程的简化和形式的清晰展示是本章的重点。 第六章：量纲分析与流动相似性 量纲分析是处理复杂工程问题的强大工具。本章将详细介绍 π 定理（Buckingham $pi$ Theorem），用于系统地导出无量纲参数。重点讨论雷诺数（$Re$）、弗劳德数（$Fr$）、马赫数（$Ma$）等关键无量纲参数的物理意义及其在流动相似性中的作用。通过相似性原理，读者将学会如何利用模型试验来预测原型系统的行为，从而显著减少实验成本和时间。 第四部分：特殊流动分析 第七章：无粘流动与欧拉方程 本章探讨理想流体（无粘性流体）的流动情况。我们将导出欧拉方程，并着重分析伯努利方程（Bernoulli’s Equation）——动能、势能和压能之间的关系。伯努利方程的严格推导及其在等熵流动中的应用是本章核心。此外，还将讨论势流理论的基础，包括流函数和速度势，并初步介绍流线叠加法。 第八章：粘性流动与边界层理论 粘性效应在实际流动中至关重要。本章聚焦于粘性流动的关键概念——边界层。我们将讨论边界层是如何形成的，以及它对流体阻力的影响。重点分析普朗特（Prandtl）边界层理论，并介绍层流边界层的分析方法，如斯托克斯流和普朗特-布劳修斯（Prandtl-Blasius）一维边界层方程的求解。对于湍流边界层，本章将介绍其统计特性和经验模型，如“1/7 幂律”速度剖面。 第九章：内部流动（管道流动） 本章专注于流体在管道、通道等约束空间中的流动。我们将区分层流和湍流下的管道流动，并推导达西-魏斯巴赫（Darcy-Weisbach）摩擦损失方程。详细介绍雷诺数对流动状态的影响，以及摩擦系数（Moody 图）在确定能量损失中的应用。此外，还将分析局部阻力（如阀门、弯管）和流道收缩、扩张对总压降的影响。 第十章：外部流动与阻力升力 本章研究流体绕过物体（如翼型、球体、汽车）的流动。重点讨论了流体动力学中阻力（Drag）和升力（Lift）的产生机理。深入分析了流线分离现象，并探讨了临界雷诺数对球体和圆柱绕流特性的影响。对于机翼，本章将介绍经典的库塔-儒可夫斯基（Kutta-Joukowski）升力定理，并分析机翼的迎角对升阻力的影响。 第五部分：可压缩流动基础 第十一章：一维等熵流动 当流体速度接近声速时，流体的可压缩性变得不可忽略。本章将建立可压缩流动的基本关系，特别是针对等熵（无热交换、无粘性、无熵产生）流动。重点介绍马赫数在可压缩流中的核心地位。推导了基于马赫数的管道面积变化关系（如拉伐尔喷管）和流动状态变化关系，包括滞止（Stagnation）状态的定义与计算。 第十二章：正激波与斜激波 本章分析当流动中存在不连续性时，即存在激波时的情况。我们将推导并应用雷诺-霍奇森（Rayleigh Pitot tube）关系式，分析正激波结构和其对流动参数的影响。随后，将进一步分析斜激波的形成条件和参数变化，这对于超音速飞行器的设计至关重要。本章将利用 $ heta-eta-Ma_{infty}$ 图来指导斜激波的分析过程。 本书的编排旨在提供一个从宏观到微观、从简单到复杂的完整学习路径，确保读者不仅掌握了流体力学的基本定律，还能灵活应用于复杂的工程挑战中。

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作为一名致力于结构健康监测和无损检测的研究者，我深切关注物体在受力过程中的细微变化。《Mechanics of Solids and Structures》这本书的书名，直接点出了我研究的核心领域。我期待书中能够深入探讨应力分析的各种方法，从传统的解析方法到现代的数值模拟技术。尤其是我对书中关于应力集中效应的讨论非常感兴趣，以及这些集中应力如何影响材料的损伤和断裂。在结构健康监测方面，我希望书中能够提供关于如何通过监测应力、应变、位移等参数，来评估结构的完整性和剩余寿命的原理。这对于预测结构可能出现的故障，并及时采取预防措施至关重要。我同样对书中关于结构动力学响应的分析方法很感兴趣，比如共振现象、模态分析等，这些在监测结构的动态行为时非常有用。如果书中能够涵盖一些关于损伤累积模型，以及它们如何与结构性能衰减联系起来的讨论，那将极大地丰富我的研究思路。对于书中能否介绍一些先进的传感技术和数据处理方法，以实现对结构状态的实时、准确监测，我同样充满期待。这本书能否为我提供更深入的理论指导，帮助我开发更有效的结构健康监测和无损检测技术，是我最为关注的。

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作为一名资深的结构工程师，我一直在寻找一本能够系统性地梳理和深化我对结构力学理解的书籍。《Mechanics of Solids and Structures》这个书名本身就承载着一种沉甸甸的专业感，让我对它充满了期待。我希望这本书不仅仅是列举各种公式和定理，而是能够深入剖析这些理论的物理意义，以及它们是如何从基本原理推导出来的。尤其是在处理复杂结构，如高层建筑、大跨度桥梁，甚至是航空航天器的结构设计时，对材料和结构的响应有深刻的理解至关重要。我非常关注书中对于应力集中、疲劳分析、屈曲失稳等关键概念的阐述是否足够详尽和严谨。此外，我对书中关于各种材料模型，例如线弹性、弹塑性、粘弹性等的讨论很感兴趣，以及它们在不同工程场景下的适用性。结构在动态载荷下的响应，比如地震或风力作用，也是我工作中经常遇到的挑战，希望这本书能提供关于动力学分析的深入见解。对于书中是否会包含一些先进的结构分析技术，如非线性分析、损伤力学等，我同样充满期待。如果书中能够提供一些前沿的研究进展和未来的发展趋势，那将极大地拓宽我的视野，并为我的工作带来新的启发。总而言之，我希望这本书能成为我职业生涯中一个可靠的参考，帮助我应对日益复杂的工程挑战，并不断提升我的专业水平。

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作为一名对工程和物理学都抱有浓厚兴趣的普通爱好者，我经常会在闲暇时阅读一些科普类的书籍。《Mechanics of Solids and Structures》这个书名听起来略显专业，但我相信其中一定蕴含着许多引人入胜的科学原理。我希望这本书能够像一位耐心的老师，用清晰易懂的语言，向我解释那些看似复杂的力学现象。我很好奇，为什么一些材料在受到外力时会发生永久变形，而另一些则会恢复原状？为什么一些结构能够承受巨大的重量，而另一些却不堪一击？我希望这本书能够通过生动有趣的故事或实验，来阐释这些问题。我喜欢那种能够引发思考的解读方式，而不是简单地堆砌公式。如果书中能够通过一些历史上的工程奇迹或失败案例，来展示力学原理的应用，那一定会让我更加印象深刻。比如，古罗马的拱桥是如何设计才能屹立千年，又或者泰坦尼克号的沉没是否与材料的力学性能有关？我对书中能否包含一些关于材料强度、韧性、硬度等基本概念的介绍很感兴趣，以及这些性质是如何影响物体的性能的。我希望这本书能够激发我对工程力学的兴趣，让我对我们身边那些看似平凡的物体，产生更深刻的理解和赞叹。

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我是一名热爱收藏的老式书籍的读者，对那些能够引发深思、传递知识的书籍情有独钟。《Mechanics of Solids and Structures》这本书，单从书名而言，就散发着一种严谨而厚重的学术气息。我之所以对它感兴趣，并非源于专业需求，而是出于对物理世界运行规律的好奇。我喜欢那些能够解释我们生活周遭现象的书，比如为什么一座高塔不会轻易倒塌，为什么一架飞机能够在空中翱翔。我希望这本书能够以一种通俗易懂的方式，揭示隐藏在这些现象背后的力学原理。我期待书中能够通过生动形象的语言，穿插一些历史故事，介绍那些在力学领域做出杰出贡献的科学家和他们的发现。比如，牛顿是如何发现万有引力定律的？胡克定律又是如何被发现的？如果书中能够配以精美的插图，展示一些经典的力学实验，或者古代工程技术的精妙之处，那将更具吸引力。我并非要深入研究复杂的数学公式，而是希望能够获得对力学基本概念的清晰理解，从而能够更好地观察和欣赏这个由力学规律所构建的宏观世界。这本书对我来说，就像是一次探索科学奥秘的旅程。

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作为一名正在学习工程力学专业的研究生，我对《Mechanics of Solids and Structures》这本书抱有极高的期望，希望它能为我提供更深入、更系统的知识体系。我尤其关注书中关于高级材料力学和结构力学理论的阐述，例如弹塑性理论、断裂力学、疲劳分析等。我希望书中能够提供清晰的数学推导过程，并辅以详尽的物理意义解释，让我能够真正理解这些理论的精髓。对于书中是否会包含一些更复杂的力学问题，例如非线性材料行为、大变形分析、接触力学等，我充满了期待。这些都是我在今后的研究中可能遇到的关键挑战。我非常重视书中对于数值方法的介绍，特别是有限元分析（FEA）在固体和结构力学中的应用。我希望书中能够提供关于如何建立有限元模型、选择合适的单元类型和边界条件，以及如何解释计算结果的指导。如果书中能够包含一些实际工程案例的详细分析，并展示如何运用力学原理和数值方法来解决这些问题，那将非常有价值。我希望这本书能够成为我研究的有力工具，帮助我解决复杂的问题，并推动我在工程力学领域取得突破。

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作为一名从事工程咨询的专业人士，我经常需要评估现有结构的安全性，并为新建项目提供力学方面的建议。《Mechanics of Solids and Structures》这本书，其直接的专业性让我充满了探索的动力。我非常关注书中对于结构分析方法的系统性介绍，包括静力分析、动力分析以及稳定性分析。我希望书中能够详细阐述不同类型的荷载，如集中力、均布荷载、弯矩等，以及它们如何影响结构的应力和变形。对于结构在地震、风荷载等动力作用下的响应，我希望书中能够提供深入的分析方法和相应的计算技巧。我尤其对书中关于材料属性在结构设计中的重要性很感兴趣，例如屈服强度、弹性模量、泊松比等，以及如何根据这些参数来选择合适的材料。同时，我也希望书中能够提供一些关于结构优化设计的方法，以在满足安全性的前提下，实现材料和成本的最优化。对于书中是否会包含一些关于现代结构分析软件的介绍或应用案例，我同样充满期待，因为这些工具在实际工程中至关重要。我希望这本书能够成为我职业生涯中的一个宝贵参考，帮助我更精准地评估结构风险，并为客户提供更专业、更可靠的解决方案。

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我的研究方向是生物力学，这涉及到力学原理在生物体内的应用。《Mechanics of Solids and Structures》这本书，虽然名字听起来偏向传统工程，但我相信其基础力学原理对于理解生物组织的力学行为同样至关重要。我希望书中能够详细阐述固体的变形和应力应变关系，因为这些基本概念是理解骨骼、肌肉、软骨等生物组织如何承受载荷并保持其形态的基础。我特别关注书中关于材料的各向异性以及非线性行为的讨论，这对于描述生物组织复杂的力学特性非常关键。例如，骨骼的强度和刚度在不同方向上是不同的，而肌肉在受力时也会表现出非线性的响应。我希望书中能够提供关于生物材料力学性能的测量方法，以及如何根据实验数据建立相应的力学模型。我同样对书中关于损伤和失效的讨论很感兴趣，这可以帮助我们理解骨折、肌腱撕裂等生物损伤的力学机制。如果书中能够包含一些关于生物结构，如血管、关节等的力学分析案例，那将对我非常有启发。我期待这本书能够为我提供扎实的理论基础，帮助我更好地理解生物体的力学设计，并为开发更有效的生物医学器械和治疗方案提供支持。

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当我翻开《Mechanics of Solids and Structures》这本书时，我立刻被其厚重的纸质和精美的排版所吸引。书页散发着淡淡的书香，仿佛在邀请我进入一个充满智慧与奥秘的世界。我是一名对工程力学有着浓厚兴趣的学生，尤其是在材料力学和结构力学领域。虽然我之前已经接触过一些基础的力学知识，但总感觉自己对一些深层次的原理和应用理解不够透彻。我希望这本书能够填补我知识的空白，带领我深入探索固体的变形、应力分布以及结构在各种荷载下的行为。我特别期待书中能够详细阐述一些经典理论，比如弹性力学的基本方程、塑性力学的屈服准则以及断裂力学的损伤演化等。同时，我也希望能够通过书中丰富的案例分析，学习如何将这些理论知识应用于实际的工程问题中，例如桥梁的设计、建筑物的抗震分析以及机械零件的强度校核等。我对书中是否会包含数值分析方法，如有限元分析，也充满好奇，因为这在现代工程设计中扮演着至关重要的角色。如果书中能够提供清晰的数学推导过程，并辅以直观的图示和示例，那将是锦上添花。我对这本书抱有极高的期望，希望它能成为我在工程力学学习道路上的重要指引，帮助我建立起扎实的理论基础和解决实际问题的能力。我渴望通过这本书，能够更深刻地理解物质世界的内在规律，并将其转化为解决工程挑战的强大工具。

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我是一名对科学充满好奇心的普通读者，虽然我并非工程领域的专业人士，但《Mechanics of Solids and Structures》这本书的书名激发了我对物质世界运作方式的探究欲望。我一直对物体在受力后的变形和断裂过程感到着迷，比如一根拉伸的橡皮筋，一片折断的树枝，甚至是一座巍峨建筑物的屹立不倒。我希望这本书能够用一种相对易懂的方式，揭示这些现象背后的科学原理。我期待书中能够通过生动形象的比喻和贴近生活的例子，来解释那些抽象的力学概念，例如应力、应变、弹性模量等等。如果书中能够配以精美的插图，展示物体内部的微观结构变化，或者宏观的变形过程，那就更好了。我希望能够了解到，为什么不同的材料具有不同的强度和韧性，以及工程师们是如何巧妙地利用这些性质来设计出既坚固又轻便的物品。对于书中可能涉及到的力学模型，我希望它们能够以一种直观的方式呈现，让我能够理解其背后的逻辑和假设。我并非追求深奥的数学推导，而是希望能够获得对力学基本概念的深刻理解，从而能够更好地观察和理解我们周围世界的物理现象。这本书对我来说，更像是一扇窗户，让我能够窥探科学的奥秘，感受科学的魅力。

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在我攻读材料科学与工程专业的硕士学位期间，对于材料在各种载荷下的力学行为有着深入的研究需求。《Mechanics of Solids and Structures》这本书的出版，无疑为我提供了一个极佳的学习资源。我尤其关注书中对材料本构关系的阐述，包括各种线弹性、弹塑性、粘弹塑性模型，以及它们如何描述不同材料在不同应力应变状态下的响应。我希望书中能够详细介绍各种实验方法，如拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等，以及如何从实验数据中提取材料的力学参数。在研究断裂力学方面，我迫切希望这本书能够提供对裂纹扩展机理、断裂韧性以及疲劳寿命预测的深入分析。这对于理解材料的失效机制，以及提高材料的可靠性至关重要。同时，我也对书中关于结构在高温、低温、腐蚀等极端环境下的力学性能变化感兴趣。如果书中能够包含对复合材料、纳米材料等新型材料的力学性能以及结构的分析，那将极大地拓展我的研究视野。我期待这本书能够为我提供扎实的理论基础和丰富的实践指导，帮助我更好地理解和设计高性能材料及其结构，为未来的科学研究和工程应用奠定坚实的基础。

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