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别了,elasticity

崔臻 [感悟] 2013-03-14 21:55:11 星期四 晴天 查看:180 回复:0 发消息给作者

别了,elasticity

上周5,弹塑性力学,期中考试,弹性部分,半小时做完,一个半小时交卷,呼~。

终于告别弹性理论了

大三下学期,到现在,2年多的时间,也正是弹性力学真正将我引进了力学世界的大门。

弹性理论大致有2套表示方式,一套是张量形式,一套是分量形式,或者叫铁木辛科形式。对于学习过弹性理论的各位,想来我也用不着多说这两套体系的优点。不过诡异的是,当年大学里两个专业学弹性理论,土木的学少学时,用的是张量体系,也就是杨桂通的那本弹性力学,力学的学长学时,用的却是铁木辛科的那本弹性理论,也就是分量体系。我的感觉是,张量体系好写不好算,看起来简洁流畅的一列式子,在算起来的时候才知道痛苦,分量体系好懂好算,但进一步运用到塑性理论时就有点别扭了,所以呢,两样都不能丢。

弹性理论貌似按学科的不同分成三个大的派别,分别是:数学家们搞的数学弹性力学,工程师们用的工科弹性力学,还有介于期间的理科弹性力学。数学弹性力学我从来没学过,只是偶尔的时机在大学老师的书柜里和图书馆里翻过一些,反正呢,作为理工科的大家不用去管它,当然如果你有那么一丁点兴趣的话,可以去研究一些上海数学力学所的若干东西,他们在这方面有点牛X。工科弹性力学的教材呢,国外的以铁木辛科的弹性理论为代表,国内的以徐芝纶的弹性力学为代表,徐芝纶是铁木辛科的学生,他们写的书自然差不多。理科弹性力学的代表就是北大的那几本了,我也没看过多少,不好评论。

以一个工科生的视角,当然是学工科弹性力学比较有用。我的启蒙教材是铁木辛柯的弹性理论,英文影印版的。当然上课的时候也是全英上的。这本书的第二版有徐芝纶翻译的中文版,但貌似已经绝版几十年了,我上课的时候用的中文对照版还是老师的同学搞的复印版。以前绝想力学天地上的人好像很看不起铁木辛科的这本书,说这本书太浅显了。可是,浅显恰恰是这本书的优点,铁木辛科写这本书的对象人群是工程师,而不是那些科学家。所以呢,尽管这本书经常被嘲笑,但的确是一本优秀的启蒙教材,非常适合给首次接触弹性理论的本科生用,并且是英文的,还写得简练,对提高力学英语水平非常有用。缺点嘛,经典教材了,几十年前的书了,里面很多内容比较陈旧,比如淘汰了很久的光测弹性力学,里面还有很详细的介绍

但貌似国内其它学校的力学专业很多用的教材是徐芝纶的弹性力学。很遗憾,那时大学的图书馆只有这本书的下册,我没能一睹风采。但我很仔细的看过这两本书的缩写版,弹性力学简明教程。徐老先生的这本简明教程,大体上继承了铁木辛科的套路,分量体系,没有严格的数学证明,对象读者群为工科学生。内容呢,该有的都有——薄板理论,空间问题,差分法,有限元法,能量原理。不过铁木辛科的弹性理论中能量原理和薄板理论的内容相对较薄弱,需要配合徐芝纶的书看。

当然只看书是不够的,绝对要勤加练习,弹性力学与结构、材料、理论这三大力学不同的地方在于,弹性力学的题目没有那么活,翻过去翻过来就是那么几道,并且拿到手后的解题步骤也几乎是一样的,15个方程往里呼啦呼啦套就是。但问题是,这一切是建立在你对弹性力学的透彻理解上的,这种理解就是长学时制弹性力学和少学时制的教学结果的区别,其实大纲类容都是差不多的,区别就在理解层度上。做的题不像3大力学那样要求多,少但是典型就好了。

至于弹性理论的内容,个人觉得用平面问题作为开篇比较好,某些教材一上来就搞3维情况,这样看起来比较强大,其实个人觉得不好,容易吓着学生。平面问题接着的就是平面的极坐标问题,极坐标问题中有很大的篇幅在讲轴对称问题,个人觉得轴对称问题现在来讲应用应该基本限制在工业装备上了吧,土建类专业能涉及到的轴对称问题应该只剩下深部隧道了。所以,我觉得呢,不用花太多时间在轴对称问题上。然后就是空间问题了,其实作为平面问题的推广,空间问题也不难对付,但其中的扭转部分,我想,作为土建类的学生,也可以涉及得相对少一些。然后貌似应该是板壳问题了吧,这一部分我自己学的比较少,意见呢,板的东西对建筑还应该有少量的涉及吧,但壳这个东西,就真的是只有在工业装备中才会用到了。所以现在高等有限元课上老师大讲板壳也让我很无语

接下来该是能量原理了吧,这个这个,基本上这些内容是为以后的有限元准备的,所以呢,有限元的课上也会对这个部分很详细的讲解的,当然你在弹性力学中学好了,在有限元中肯定就很轻松了。

这些应该是弹性力学最基本的东西了,剩下的还有弹性本构关系,非线性弹性之类的东东,不过很遗憾,我没有机会系统的学习这一部分内容,不过据我有限的经验来看,这部分写的好的还真的是Chen W F的那本弹塑性力学,其他的,比如清华北大等北京帮的书,虽然在国内声誉很高,真的写得不怎么好。

罗嗦了这么多,到此为止~

 

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