力学专业程序实践--用MATLAB解决力学问题的方法与实例(第2版普通高等教育十三五规划教

本教材分为上下两篇，上篇针对力学数据处理的特点介绍了MATLAB最核心的内容，包括MATLAB编程、计算和绘图；下篇以项目的方式介绍了用MATLAB解决理论力学、弹性力学、计算力学、实验力学以及兵器科学与技术等学科典型问题的方法、思路以及实例。 本教材可作为高等院校力学专业或航天航空、机械类专业本科生和研究生的参考教材，亦可为相关专业的教师和研究人员提供参考。

聂建新，工业与应用数学委员会委员，电磁发射技术专委会委员。主要从事含能系统安全性设计与评估、炸药能量输出调控、多物理场仿真计算等研究。主持国家自然科学基金项目、国防预研项目、国家安全重大基础研究项目以及企业技术服务项目多项。获中国兵器工业集团公司科技进步一等奖一次，北京理工大学优秀教育教学成果二等奖一次。发表学术论文30余篇（其中SCI论文15篇，EI论文9篇）。获得授权的发明专利2项，软件著作权3项。

上篇 MATLAB使用初步 第1章 MATLAB简介 1.1 MATLAB的功能 1.1.1 “language”——MATLAB是一种语言 1.1.2 “computing”——MATLAB可以用来计算 1.1.3 “visualization”——MATLAB是数据可视化工具 1.2 MATLAB 的体系 1.2.1 MATLAB主体部分 1.2.2 MATLAB工具箱 1.3 MATLAB的特点 1.3.1 MATLAB的优势 1.3.2 MATLAB的劣势 第2章 MATLAB快速入门 2.1 Help yourself 2.1.1 Help浏览器 2.1.2 Help命令 2.2 MATLAB操作简述 2.2.1 MATLAB界面 2.2.2 MATLAB Editor 第3章 MATLAB编程 3.1 数据的表述 3.1.1 数据类型 3.1.2 数据结构 3.2 基本程序结构语法 3.2.1 程序构成 3.2.2 选择结构和循环结构的语法 3.3 输入/输出（I/O）方法 3.3.1 命令窗口区的输入和输出 3.3.2 MATLAB变量的I/O 3.3.3 文本文件的读写 3.3.4 二进制文件的读写 3.3.5 图像文件的读写 第4章 MATLAB计算 4.1 线性代数 4.1.1 矩阵的基本运算 4.1.2 矩阵的特征参数 4.1.3 矩阵的分解及线性方程组求解 4.2 多项式及插值 4.2.1 多项式表示及运算 4.2.2 插值 4.3 数据分析及统计 4.3.1 基本数据统计 4.3.2 傅里叶分析 4.4 微积分 第5章 MATLAB 绘图 5.1 二维数据 5.1.1 plot详解 5.1.2 实际操作中的一些重要问题 5.1.3 二维数据的其他表示方式 5.2 三维数据 5.2.1 三维曲面 5.2.2 二维等值线 5.3 四维数据 5.3.1 简单四维数据 5.3.2 切片 5.3.3 等势线与等势面 5.4 多维数据 5.5 MATLAB绘图细节 5.5.1 图形说明 5.5.2 颜色问题 5.5.3 句柄图形——控制绘图的每一个细节 5.6 MATLAB图形的输出 5.6.1 输出方式 5.6.2 要注意的几个问题 第6章 图形用户界面 6.1 GUI初步 6.1.1 初识GUI编程 6.1.2 GUI编程要素——控件、消息与回调函数 6.2 GUI编程实例 6.2.1 问题描述 6.2.2 实现过程 6.2.3 功能增强 下篇 典型力学问题程序实践 第7章 求解傅科摆的运动轨迹 7.1 傅科摆的动力学方程 7.2 dsolve求解常微分方程 第8章 求解滑动摆系统的运动形式 8.1 滑动摆的动力学方程 8.2 用ode45求解常微分方程 第9章 可视化一个弹性力学的解析解 9.1 对径受压圆盘的应力分布 9.2 应力分布的可视化过程 9.2.1 数据矩阵的生成 9.2.2 绘图中的细节考虑 9.2.3 可视化结果 9.3 动画显示加载过程的应力变化 9.3.1 动画制作的基本概念 9.3.2 两种生成frame的方式 9.3.3 对径受压圆盘加载过程的动画显示 第10章 编写一个简单的有限元程序 10.1 用有限元求解问题的思路和步骤 10.1.1 总体思路 10.1.2 求解步骤 10.2 用MATLAB编写简单有限元程序 10.2.1 流程 10.2.2 算例实现 第11章 用PDE Toolbox进行有限元计算 11.1 偏微分方程的基本概念 11.1.1 三类偏微分方程 11.1.2 偏微分方程的3种边界条件 11.2 PDE Toolbox求解的基本过程 11.2.1 窗口操作界面简介 11.2.2 求解的基本步骤 11.3 实例——用PDE Toolbox求解平面应力问题 11.3.1 受均布载荷的悬臂梁问题 11.3.2 含中心圆孔矩形板的拉伸问题 11.4 PDE Toolbox应用深入 11.4.1 复杂边界条件的设置和复杂载荷的施加 11.4.2 数据结果的输出与保存 第12章 后处理Abaqus的计算结果 12.1 商业有限元软件结果后处理的必要性 12.2 Abaqus计算结果的后处理 12.2.1 问题描述 12.2.2 操作过程 第13章 处理和绘制拉伸实验的数据 13.1 拉伸实验数据处理概述 13.2 低碳钢拉伸实验数据处理及绘制 13.2.1 目标及要求 13.2.2 具体实现过程 第14章 实现一个光学引伸计 14.1 光学引伸计 14.1.1 引伸计及光学引伸计 14.1.2 光学引伸计的实现流程 14.2 图像采集的实现 14.2.1 MATLAB图像采集工具箱 14.2.2 用MATLAB采集实验图像实例 14.3 含标记点图像的处理 14.3.1 处理图像得到应变数据 14.3.2 实际测量中需要考虑的一些细节 14.4 光学引伸计实例 14.4.1 数据后处理光学引伸计 14.4.2 实时测量光学引伸计 14.5 光学引伸计测量实例 14.5.1 实验布置与实