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| 內容簡介： |
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《力学导论》是力学的引导和入门之书，它应该是针对于想认真地研读力学之人的*本教科书。《力学导论》又是一部概括之书，它旨在从全视野的角广度上展开力学的全貌。《力学导论》还试图织造一张学科交叉之网，它将囊括与力学相交叉的主要学科命题。与将力学视为一门较成熟学科的传统认识不同，力学的两大特征驱动着其不断改造自身的外延与内涵。*个特征来自于力学向深度挖掘的探索性，它不断地寻找形形色色的交互作用机制。第二个特征来自于力学的凝聚性和连接性，作为一座横跨理工的桥梁，它不断地再出发去连接位于基础与应用之间的道道鸿沟。
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| 目錄：
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引言 001
0.1 力学之哲学思考 001
0.2 力学之基础作用 003
0.3 力学之桥梁作用 004
0.4 力学之交叉作用 004
0.5 力学之量化作用 005
0.6 力学之方法论 006
0.7 力学的奠基、辐射到嬗变 007
参考文献 008
思考题 008
第一篇 力学往事力学1.0：学科的建构
第1章 牛顿力学013
1.1 形体力学墨子、亚里士多德、阿基米德 013
第一推动亚里士多德给我一个支点托勒密的地球中心说《墨辩》张衡的浑天说和地动仪
1.2 文艺复兴时的力学达芬奇、哥白尼、开普勒、伽利略 017
达芬奇的早期工程研究哥白尼的太阳中心说开普勒的天文数据与三定律伽利略的运动学说与悬臂梁
1.3 质点力学万有引力与牛顿三定律 022
牛顿与《自然哲学的数学原理》万有引力与开普勒的天文数据胡克与牛顿的争论牛顿力学的近现代推广力的解释
1.4 分析工具解析几何、微积分与微分方程 027
笛卡儿坐标系微积分与微分方程
1.5 哲学思考确定性与混沌、量子坍缩 029
确定性原理混沌的发生蝴蝶效应量子坍缩《原理》300年诞辰上力学家的道歉
参考文献 031
思考题 033
第2章 拉格朗日哈密顿力学034
2.1 最小作用量原理与分析力学分析的工具与程序 034
欧拉与变分法最小作用量原理广义坐标、广义速度与拉格朗日方程动力系统能量积分格林的路径无关
2.2 哈密顿力学力学之美 039
哈密顿力学的创立经典力学与量子力学薛定谔对哈密顿的赞誉
2.3 诺特定律物理世界的对称性 042
哈密顿体系的对称美诺特定理、对称性破缺与晶体缺陷广义能量力
2.4 哈密顿雅可比方法力学的代数化 045
雅可比矩阵神经网络基本算法
2.5 热平衡与热力学三定律过程的方向感 046
焦耳、克劳修斯的经典演绎卡拉西奥多里的数学解释气体动力学解释热寂学说
2.6 阿诺德理论力学与数学的完美契合 051
高维空间中的力学
参考文献 052
思考题 054
第3章 理论力学与应用力学的分离 055
3.1 理论力学的发展现代物理科学的脊梁 055
光的波动说与微粒说麦克斯韦的电动力学两朵乌云量子力学相对论力学规范场论与标准模型
3.2 应用力学学派开创技术科学研究 061
应用性与优雅性的争论哥廷根学派
3.3 固体与流体的稳定性从欧拉到柯伊塔 064
连续介质力学欧拉稳定性小扰动影响与后屈曲瑞利的液滴稳定性层流与湍流
3.4 边界层与机翼理论应用力学的范例 067
机翼与黏性普朗特的边界层理论层流与湍流边界层解机翼理论与升力
3.5 湍流统计理论随机意义上的湍流分布律 069
湍流的统计学派
3.6 位错理论固体强度之穴位 072
晶体材料位错的表征
3.7 IUTAM的成立全球力学组织的奠基 074
冯卡门与伯格斯的贡献
参考文献 076
思考题 078
第4章 连续介质力学080
4.1 连续介质假设微观与宏观的桥梁 080
连续介质假设假设的有效性星云假说德拜蛇
4.2 连续介质的运动学映射、变形、流形 082
拉格朗日描述与欧拉描述变形与映射变形协调条件
4.3 柯西应力张量应力的双轮马车 087
柯西应力
4.4 守恒律牛顿定律的连续介质化 087
力学场方程
4.5 本构定律本构响应与公理体系 088
泛函表示确定性公理局部性公理客观性公理物质对称群记忆衰减性塑性与可塑性
4.6 能量方程弱解的数学万花筒 090
弱解虚功原理虚位移原理虚应力原理可能功原理功的互等定理胡鹫津广义变分原理海灵格赖斯纳变分原理余能原理势能原理最小势能原理最小余能原理两个原理的关系
4.7 热力学定律的连续介质化微分型的理论威力 100
均匀热平衡体系热平衡热力学第零定律绝热功热力学第一定律准静态过程热力学第二定律热力学的连续介质化熵产出方程
4.8 能量的物理描述自由能与熵 104
热焓亥姆霍兹自由能吉布斯自由能熵
参考文献 106
思考题 106
第5章 固体与流体 108
5.1 固体与流体的定义力学定义： 剪切为判 108
5.2 软物质的定义穿越流固之间 108
5.3 理想流体与真实流体流者无形、黏者有滞 109
理想流体牛顿流体
5.4 纳维斯托克斯方程横跨三世纪的难题 111
5.5 涡与湍流涡生无穷、湍扰万维 113
理想流动的涡定理湍流与转捩湍流结构理论
5.6 弹性体经典之美 116
弹性的概念弹性常数的争论弹性响应超弹性福伊特对称性晶体弹性长链高分子内能应力与熵应力
5.7 纳维方程巨匠之力 124
5.8 平面应变与平面应力问题平面之简 126
5.9 塑性体集缺陷运动之大成 128
塑性行为应力应变曲线一维理论三维理论弹性区与屈服面应变率的加法分解最大塑性功原理证明金属塑性
参考文献 136
思考题 137
第6章 计算与实验 138
6.1 有限差分法从连续到离散 138
离散化方法差分格式稳定性数值耗散与数值色散
6.2 有限元法从离散微分方程到离散积分方程 141
有限元法的诞生有限元格式收敛性应用
6.3 分子动力学计算牛顿力学的原子模拟器 145
分子运动论应用举例基本方法原子间作用势局限性与挑战
6.4 机械量测表征基本力学性能 149
机械量测拉伸振动冲击疲劳
6.5 声学量测由振动感知物质世界 152
声学参数测量超声无损检测超声显微技术超声立体显示超声指纹传感器
6.6 热学量测度量无序的躁动 156
热学参数量测接触式热量测热电偶非接触式热量测热冲击热疲劳热烧蚀
6.7 光学量测绚丽的光影 160
光学参数量测光弹性法散斑法云纹干涉法显微光学法
6.8 电学量测把握力与电的转换 167
电学参数量测电阻传感器电容传感器涡流法
6.9 磁学量测探究磁场的扰动 170
磁场量测磁场构建磁滞回线磁感应加热
参考文献 172
思考题 174
第二篇 力学今生力学2.0：学科的辐射
第7章 飞行器力学179
7.1 机翼理论与空气动力学形成工程科学的方法论 180
升力与阻力边界层理论机翼理论边界层厚度边界层方程分离和转捩边界层增厚与热边界层普朗特的传承信息与智能时代的飞行器
7.2 大飞机与尺度律极致的结构优化 186
平方立方尺度律结构优化与减振健康监测减阻风洞
7.3 航空发动机熔点之上的不灭金身 188
航空发动机的类型喷气发动机涡喷涡桨发动机涡扇发动机发动机效率桨扇发动机涡轴发动机自适应发动机高温力学
7.4 高超飞行： 乘波体与超燃发动机浪迹空天的飞舟 193
高超飞行冲压喷气式发动机吸气式冲压发动机高超声速实验高超声速力学
7.5 数字化装配数字与力学的交响曲 198
制造与装配人民空军的逆袭
参考文献 200
思考题 201
第8章 机器人动力学202
8.1 机器人概述从科幻到现实 202
罗梭的万能工人宇航工程机械师阿西莫机器人DARPA机器人挑战赛动力机器人机器人系统总成
8.2 刚体动力学建模的力学要素 208
刚体机构建模欧拉角坐标系转换角速度四元数与万向锁正逆运动学刚体动力学动力塑造
8.3 反馈控制自然界的基本法则 220
反馈控制倒立摆PID控制线性系统与状态空间时域分析与频域分析伯德图可控性与可观察性线性系统反馈控制与状态估计LQR控制器卡尔曼滤波
8.4 动力机器人控制模型预测控制的应用 229
层级控制架构混合动力学系统控制雷伯特控制器模型预测控制猎豹四足机器人控制
参考文献 233
思考题 234
第9章 微纳力学236
9.1 物理力学横跨连续介质与原子尺度的力学236
连续性假设的局限物理力学固体强度计算与仿真显微实验力学电磁流体力学
9.2 细观力学探索细观结构的演化规律 240
细观尺度细观结构晶体塑性孪晶位错理论位错动力学细观损伤力学
9.3 微纳电子器件纳米力电学的应用 245
电子封装层裂与爆米花效应电迁移穿层位错与共格应变应变工程二维材料范德华力卡西米尔力布朗运动
9.4 微纳流体力学分子自由程与分子作用力 251
微纳尺度流动克努森数毛细现象
9.5 微纳传热学热载流子与统计温度 254
微纳导热微纳传热理论微纳传热实测二维材料传热
参考文献 256
思考题 258
第10章 材料的力学259
10.1 晶体塑性晶格畸变与物质滑移 259
弹性与塑性单晶体塑性多晶体平均织构
10.2 断裂力学场强与耗能的综合 264
理论强度与断裂力学断裂类型格里菲斯理论与能量释放率应力强度因子与断裂韧性弹塑性断裂力学J积分HRR场断裂过程区尺度关系
10.3 复合材料力学硬相与软相的优化组合 270
复合连通度树脂基复合材料金属基复合材料陶瓷基复合材料碳碳复合材料多铁材料
10.4 软物质力学流体与固体的过渡 274
软物质增韧增韧型水凝胶功能软物质
10.5 跨层次力学不同物质描述层次的穿越 278
细观与纳观第一性原理计算握手区
10.6 低维材料力学极限维度与极限性能 280
低维材料石墨烯力学石墨烯纳米带力学碳纳米管力学
参考文献 285
思考题 289
第11章 工程力学291
11.1 结构力学承力骨架 291
结构静力学结构完整性结构动力学
11.2 地震动力学断续体的波动力学297
地幔动力学断层地震震级地壳的破裂速度地震模拟地震的前兆
11.3 风沙力学两相流的湍动 301
风与沙的两相流湍流边界层沙尘暴起沙沙尘电全场观测野外阵列沙面演化与沙丘
11.4 环境力学力学的共融之道 304
毛细作用吉布斯汤姆森效应未冻水泥沙理论泥沙起动泥石流河流污染气溶胶
11.5 岩土力学非正交塑性流动 309
岩土岩土工程本构描述剪胀与压力敏感非正交流动律
11.6 高边坡与剪切带岩土体的纵横钉扎 310
岩土的液化剪切带高边坡滑坡锚固与监测
11.7 盾构力学大地深处的破坏力学312
盾构施工法盾构施工的力学
参考文献 313
思考题 314
第12章 流程力学315
12.1 多相流多相介质的传质与传热 315
流程工业多相流反应过程燃烧过程
12.2 多尺度模拟力之贯通与流之协调 317
连续介质尺度细观尺度气体动力学尺度宏细微观模拟
12.3 流变学流者恒流、变者善变 320
流变体本构模拟率相关流变过程
12.4 力化学力场下的化学行为 323
反应热力学反应动力学催化过程
12.5 压裂过程大地深处的断裂与渗流 325
压裂定向井与丛式井水平钻井水力压裂渗流
参考文献 328
思考题 329
第13章 制造力学330
13.1 成形力学压应力主导下的塑性流动 330
压力加工压力加工原理应力状态摩擦与润滑型腔控制
13.2 相变力学材料组织的再造 332
材料的相图相变热力学液态凝固的形核与长大过冷与冷却过程图相变动力学固态相变马氏体型相变块型转变有序无序转变亚稳分域软模畴变相变应力形变能回复再结晶外延生长
13.3 材料加工塑性流动与局部化 339
切削冲压挤压锻压轧制
13.4 装甲力学矛与盾之歌 342
高速碰撞侵彻穿甲过程破甲过程穿透深度复合装甲反应装甲
参考文献 348
思考题 349
第14章 交通力学350
14.1 船舶流体力学流线与波浪 350
流线型流体阻力摩擦阻力与压差阻力球鼻艏劈波波浪理论伯格斯方程波浪与船舶的相互作用减摇横倾舟自横船舶海水界面艇桨舵系统气垫船水翼船
14.2 船舶结构力学从骨架式到框架式 356
船体的龙骨设计密封舱体技术与低应力脆断潜艇的耐压性、续航性与静音性潜艇的主承力艇体设计
14.3 潜艇的减振降噪从敲锣打鼓到洋底寂舟 358
机械振动噪声与水流动力噪声动力系统减振降噪浮筏隔振螺旋桨设计低频振动与群模式桨鳍舵一体化设计数值潜艇
14.4 高铁动力学速度的力之歌 360
高速列车的分布式动力驱动列车的气动阻力高速列车的升力与脱轨系数高速列车与基础结构的动力相互作用高速列车的减振设计与舒适性
14.5 高铁可靠性血染的理论 363
行车网与信号安全控制运行线路的防沉降设计轮轴的高周疲劳可靠性
14.6 轮轨关系碰撞导致的蠕滑与振动 365
轮轨关系垂向运动横向运动轮轨碰撞力学蠕滑横向稳定性曲线通过理论防脱轨设计抑制轮轨接触碰撞振动
14.7 汽车力学： 动力链吸压燃排的四重奏 368
汽车发动机四冲程汽油机汽车排放轮胎抓地性
14.8 汽车力学： 成形加工压力变形的精准控制 373
大型结构件的锻压加工板材加工机器人装配线与工业 4.0
14.9 汽车力学： 轻量化比强度与塑性动力学374
轻量化铝合金镁合金碳纤维增强复合材料交通事故耐撞性
参考文献 380
思考题 381
第15章 运动力学383
15.1 运动的力学测量运动学状态的闪照 383
运动体的测量三维重建技术华南虎照片的鉴定激光测速与激光测角高速摄影运动分析光学相干层析成像
15.2 运动的流体力学凭流而翔 390
香蕉球奥运的皮划艇设计赛艇的前进力泳姿的进步划臂动作
15.3 运动的减阻边界层的功效 394
高尔夫球鲨鱼皮泳衣冰雪运动摩擦阻力
15.4 高性能运动器械弹性与储能 398
设计原则与选材撑杆球拍蹦极
15.5 弹道动力学射击者的制胜轨迹 402
弹道设计弹膛内推进过程弹道动力学控制
参考文献 406
思考题 408
第三篇 力学前瞻力学3.0： 学科的嬗变
三元世界
第16章 生命力学415
16.1 生命体中力的产生力之源泉 415
分子马达希尔模型横桥动力学模型
16.2 康复力学应力与生长 417
康复力学生物力学应力与生长
16.3 细胞力学细胞与分子层次的力生物学 419
力生物学力学化学耦合红细胞的拉伸细胞通道细胞凋亡基因编辑生命体修复
16.4 生命体的柔性电子诊测人机界面的多物理对话 421
柔性电子可延展性岛桥结构柔性医疗器械界面多物理对话多尺度力生物学
16.5 脑科学意念、信息、质流三元聚顶 424
脑核磁脑机接口脑起搏器智慧软物质类脑计算神经元激发意念力扩散张量影像神经网联智能介质力学
16.6 生命力源与泉 430
生命力的三方面四种关联形式
参考文献 432
思考题 434
第17章 信息力学436
17.1 物理时空与信息时空的关联信息力学与牛顿力学的相似性 436
时空观驱动量作用力熵介质基本规律缺陷破坏隔离外界作用转变
17.2 虚拟现实关联数字孪生与混合增强 440
虚拟影像数字孪生技术混合增强虚拟实验技术
17.3 数据驱动数据的流与力 443
大数据研究数据类型数据的统计性数据驱动与传播数据驱动的力学研究
17.4 CPH三元互动智质志融合 445
信息物理系统三元智质志融合
17.5 人工智能缘起三个力学来源与组成部分 446
人工智能的三个来源力学信息学
参考文献 449
思考题 450
第18章 数据学习与数据驱动机器人 451
18.1 深度学习向深度发掘的函数构造方式 451
视觉识别深度前馈网络卷积神经网络循环神经网络
18.2 最优控制与强化学习沿不同角度： 尝试，失败与反思 457
最优控制强化学习
18.3 步态学习足式动物的力学智慧 461
步态行为步态转换步态动力学模型
18.4 生物的数字孪生体数据驱动的步态自适应生成 464
生物的数字孪生体运动步态监督学习步态生成算法
18.5 数据驱动的足式机器人由虚拟走向现实 466
新的挑战深度强化学习灵巧操作算法向实际机器人迁移数据驱动四足机器人深度模仿学习
参考文献 472
思考题 473
第19章 社会力学475
19.1 社会物理学机械世界观的问世 475
机械世界观社会力学社会生产力社会统计学社会物理学社会实验室
19.2 社会体的连续介质描述社会介质的时空观 478
社会空间社会介质连续介质描述社会化学广义软物质
19.3 社会韧性与社会安全社会介质的断裂与修复 481
韧性社会韧性可恢复性力学描述双网络自然灾害社会伦理水凝胶模型
19.4 社会的多层次跨界流动多相流力学486
人口动力学多相流社会可塑性城市 3.0
参考文献 490
思考题 492
结束语 493
力学之先行 493
力学之广袤 494
航空航天武器装备高端装备基础设施建设
力学之交叉 496
数据动力学物理力学力学与材料力化学与环境力学生命力学智能介质力学研究命题的交叉
力学之根骨 500
力学之未来 500
参考文献 501
思考题 502
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