与以往关注固体力学某一专业知识点如弹性、塑性、疲劳、断裂等的教材不同，本书是作者针对工程科学领域高度交叉的现状，面向通识化教育的需求而作出的一种尝试。本书涵括了固体变形各个专业知识点的力学内容，尤其是对固体力学问题的物理背景、物理过程进行了深入描述，并辅以简单的工程实例，以期不同工科专业背景的读者能够容易和牢靠地掌握固体力学的核心知识。

本书的阅读和使用需要具有一定的数学知识背景，但只要具备基本的高等数学知识就可以理解、消化、吸收其中的大部分内容。本书内容系统而完备，适合材料、机械、土木、化工、航空航天、工程力学等专业的高年级本科生、研究生、教师及相关科技人员阅读和参考。作为教学参考读物，亦可根据学时安排，选取部分章节加以讲授。

前辅文
第1章 固体基本结构
  1.1 简介
  1.2 晶体结构及对称性
  1.3 原子径向分布
  1.4 晶体结构调控与力学性能
  1.5 原子相互作用
  1.6 晶面与晶向
  1.7 小结
  参考文献
第2章 固体的变形
  2.1 简介
  2.2 弹簧变形与应力–应变
  2.3 弹性小变形
  2.4 平面变形
  2.5 柱坐标系几何方程
  2.6 协调方程
  2.7 泊松效应
  2.8 典型变形及应变不变量
   2.8.1 刚体的平动和转动
   2.8.2 简单拉伸与压缩
   2.8.3 简单剪切
   2.8.4 纯剪切
   2.8.5 体积应变
   2.8.6 应变不变量
  2.9 小结
  参考文献
第3章 平衡方程
  3.1 简介
  3.2 平面应力
  3.3 三维应力问题
  3.4 三维情形下力矩的平衡
  3.5 柯西面力公式
  3.6 最大主应力与剪应力
   3.6.1 最大主应力
   3.6.2 最大剪应力
  3.7 莫尔圆
  3.8 偏应力张量
  3.9 小结
  参考文献
第4章 物理方程
  4.1 简介
  4.2 变形过程中的能量描述
   4.2.1 恒体积下的绝热变形
   4.2.2 恒压下的绝热变形
   4.2.3 恒体积下的等温变形
   4.2.4 恒压下的等温变形
  4.3 广义胡克定律
   4.3.1 胡克定律的假设与推论
   4.3.2 胡克定律的应力–应变描述
  4.4 弹性常数基本性质
   4.4.1 弹性张量的对称性
   4.4.2 弹性张量的坐标变换
   4.4.3 晶体材料的弹性常数
   4.4.4 关于弹性常数的限制条件
   4.4.5 弹性柔度张量
   4.4.6 晶体的定向模量
  4.5 各向同性材料
   4.5.1 Voigt–Reuss–Hill近似理论
   4.5.2 各向同性材料弹性常数
  4.6 小结
  参考文献
第5章 典型复合结构弹性变形
  5.1 简介
  5.2 简单复合结构
  5.3 各向异性复合板材
  5.4 复合结构中的热应力
  5.5 Stoney方程
  5.6 蜂窝材料的复合变形
  5.7 小结
  参考文献
第6章 弹性边值问题
  6.1 简介
  6.2 边界分类
  6.3 圣维南原理
  6.4 弹性问题求解
   6.4.1 位移求解
   6.4.2 应力求解
  6.5 应力函数的应用
   6.5.1 圆孔问题的应力函数求解
   6.5.2 梁的弯曲问题求解
  6.6 Betti–Rayleigh功互易定理
  6.7 小结
  参考文献
第7章 波动方程
  7.1 简介
  7.2 拉格朗日坐标与欧拉坐标
  7.3 一维波动方程
   7.3.1 霍普金森杆
   7.3.2 质量弹簧模型
   7.3.3 一维波动方程的解
  7.4 三维波动方程
  7.5 晶体中的波
   7.5.1 基本理论
   7.5.2 立方晶体中的波
  7.6 小结
  7.7 扩展阅读
   7.7.1 弦的振动
   7.7.2 刘维尔定理
  参考文献
第8章 超弹性固体
  8.1 简介
  8.2 材料与几何非线性问题
  8.3 聚合物的物理本质
   8.3.1 构形熵与自由能
   8.3.2 自由链模型
   8.3.3 朗之万链模型
   8.3.4 蠕虫链模型
  8.4 超弹性材料的变形
  8.5 典型超弹性模型
   8.5.1 Neo–Hookean模型
   8.5.2 Mooney–Rivlin模型
   8.5.3 Ogden不可压缩模型
  8.6 小结
  参考文献
第9章 大变形本构关系
  9.1 简介
  9.2 变形梯度张量
  9.3 格林应变张量
  9.4 大变形下的应力应变
   9.4.1 大变形情况下的常见应变定义
   9.4.2 第一皮奥拉–基尔霍夫应力
   9.4.3 第二皮奥拉–基尔霍夫应力
   9.4.4 柯西应力
  9.5 圣维南–基尔霍夫模型
  9.6 弹塑性大变形
  9.7 非线性变形的有限元展示
   9.7.1 悬臂梁的弯曲问题
   9.7.2 带孔方板的孔边应力集中问题
  9.8 小结
  参考文献
第10章 位错与塑性变形
  10.1 简介
  10.2 理想晶体的强度
  10.3 位错结构与强度
  10.4 位错的弹性应力场
   10.4.1 各向同性弹性场
   10.4.2 面心立方晶体中的位错
   10.4.3 扩展位错
  10.5 位错运动
   10.5.1 施密特原理
   10.5.2 位错运动速度
   10.5.3 位错运动与强度
  10.6 晶体滑移理论
  10.7 小结
  参考文献
第11章 固体强度
  11.1 简介
  11.2 塑性屈服
  11.3 最大拉应力准则
  11.4 最大剪应力准则
  11.5 畸变能准则
  11.6 Mohr–Coulomb准则
  11.7 Drucker–Prager准则
  11.8 聚合物的变形与屈服
  11.9 强度的分散性
  11.10 弹塑性模型
   11.10.1 全量型模型
   11.10.2 增量型模型
  11.11 小结
  参考文献
第12章 滑移线理论
  12.1 简介
  12.2 滑移线性质
  12.3 典型问题的滑移线求解
   12.3.1 刚塑性半平面压头的滑移线求解
   12.3.2 中心切口试件受拉伸
   12.3.3 对称缺口试件受拉伸
   12.3.4 平底模挤压
  12.4 小结
  参考文献
第13章 安定理论
  13.1 简介
  13.2 厚壁圆筒的弹塑性变形
   13.2.1 受内压时的弹性变形
   13.2.2 轴向平衡
   13.2.3 端部条件
   13.2.4 内压下的弹塑性变形
  13.3 弹性卸载
   13.3.1 安定行为
   13.3.2 解的有效性
  13.4 圆柱的弹塑性扭转
   13.4.1 弹性扭转
   13.4.2 弹塑性扭转
  13.5 小结
  参考文献
第14章 黏弹塑性
  14.1 简介
  14.2 黏弹性
   14.2.1 黏弹性的起源
   14.2.2 黏弹性的物理模型
   14.2.3 松弛模量
   14.2.4 动态模量
  14.3 标准线性固体
  14.4 广义黏弹性模型
  14.5 黏塑性
   14.5.1 蠕变
   14.5.2 Nabarro–Herring蠕变
   14.5.3 Coble蠕变
   14.5.4 自由体积蠕变
  14.6 黏弹塑性本构模型
  14.7 小结
  参考文献
第15章 变形稳定性
  15.1 简介
  15.2 压杆稳定性
   15.2.1 欧拉压杆问题
   15.2.2 临界载荷（欧拉公式）
   15.2.3 边界条件对稳定性的影响
   15.2.4 热屈曲问题
   15.2.5 临界应力–柔度
  15.3 全局与局部屈曲
   15.3.1 薄壁圆筒
   15.3.2 薄壁圆球
  15.4 塑性失稳
   15.4.1 率无关材料的颈缩
   15.4.2 率相关材料
   15.4.3 稳定性判据
  15.5 剪切失稳
   15.5.1 单轴拉伸失稳
   15.5.2 薄板双轴应力状态下的失稳
  15.6 小结
  参考文献
第16章 弹性断裂
  16.1 简介
  16.2 裂尖变形场
   16.2.1 裂纹分类
   16.2.2 V 形缺口尖端的变形场
  16.3 应力强度因子与断裂韧性
  16.4 K 场叠加理论
  16.5 应力强度因子控制区
  16.6 抗脆性断裂设计
  16.7 小结
  参考文献
第17章 断裂判据与能量原理
  17.1 简介
  17.2 脆性断裂与界面能
  17.3 能量释放率
  17.4 J 积分
   17.4.1 J 积分定义
   17.4.2 J 积分的守恒性
   17.4.3 J 积分的物理意义
   17.4.4 J 积分与应力强度因子的联系
  17.5 裂纹张开位移
   17.5.1 裂纹张开位移准则
   17.5.2 裂纹张开位移测量
  17.6 临界能量释放率试验方法
   17.6.1 载荷–位移方法
   17.6.2 柔度法
   17.6.3 双悬臂梁及等应力强度因子试样
  17.7 能量释放率的工程应用
   17.7.1 裂纹扩展路径
   17.7.2 水力压裂
  17.8 小结
  参考文献
第18章 疲劳断裂
  18.1 简介
  18.2 材料疲劳参数
   18.2.1 单一载荷
   18.2.2 循环载荷
  18.3 基于应力的疲劳寿命分析
   18.3.1 S–N 曲线
   18.3.2 平均应力对疲劳寿命的影响
  18.4 基于应变的疲劳寿命分析
   18.4.1 Manson–Coffin公式
   18.4.2 平均应力的影响
  18.5 疲劳累积损伤模型
  18.6 疲劳裂纹扩展
  18.7 小结
  参考文献
第19章 疲劳可靠性设计
  19.1 简介
  19.2 疲劳理论发展
   19.2.1 疲劳设计发展历程
   19.2.2 疲劳寿命模型
  19.3 载荷谱
   19.3.1 载荷数据获取
   19.3.2 载荷数据处理
   19.3.3 雨流计数法
   19.3.4 载荷谱编制
  19.4 疲劳设计准则
  19.5 小结
  参考文献
第20章 孔隙介质弹性力学
  20.1 简介
  20.2 基本概念与参数的定义
  20.3 压缩系数的Walsh模型
  20.4 Gassmann方程
  20.5 达西定律
  20.6 Biot模型
  20.7 小结
  参考文献
第21章 接触问题分析
  21.1 简介
  21.2 接触中的准集中载荷
  21.3 接触中的分布载荷
  21.4 黏附效应
  21.5 小结
  参考文献
第22章 力学设计
  22.1 简介
  22.2 强度与轻量化设计
   22.2.1 受压圆柱的轻量化
   22.2.2 压力容器的轻量化与屈服
   22.2.3 屈服与断裂
  22.3 应力与结构的设计
   22.3.1 混凝土预应力
   22.3.2 耐压壳结构设计
  22.4 多参数化设计
   22.4.1 螺旋弹簧设计
   22.4.2 螺旋弹簧刚度
   22.4.3 三杆件桁架设计
  22.5 强度的安全概率设计
  22.6 小结
  参考文献
索引
彩插