力學(xué)專(zhuān)業(yè)程序?qū)嵺`：用MATLAB解決力學(xué)問(wèn)題的方法與實(shí)例（第2版）

目 錄
上篇 MATLAB 使用初步
第1 章 MATLAB 簡(jiǎn)介 3
1.1 MATLAB 的功能 3
1.1.1 “l(fā)anguage”——MATLAB 是一種語(yǔ)言 3
1.1.2 “computing”——MATLAB 可以用來(lái)計(jì)算 4
1.1.3 “visualization”——MATLAB 是數(shù)據(jù)可視化工具 6
1.2 MATLAB 的體系 7
1.2.1 MATLAB 主體部分 7
1.2.2 MATLAB 工具箱 8
1.3 MATLAB 的特點(diǎn) 8
1.3.1 MATLAB 的優(yōu)勢(shì) 8
1.3.2 MATLAB 的劣勢(shì) 11
第2 章 MATLAB 快速入門(mén) 13
2.1 Help yourself 13
2.1.1 Help 瀏覽器 13
2.1.2 Help 命令 15
2.2 MATLAB 操作簡(jiǎn)述 16
2.2.1 MATLAB 界面 16
2.2.2 MATLAB Editor 21
第3 章 MATLAB 編程 25
3.1 數(shù)據(jù)的表述 25
3.1.1 數(shù)據(jù)類(lèi)型 25
3.1.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 26
3.2 基本程序結(jié)構(gòu)語(yǔ)法 33
3.2.1 程序構(gòu)成 33
3.2.2 選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)的語(yǔ)法 35
3.3 輸入/輸出（I/O）方法 37
3.3.1 命令窗口區(qū)的輸入和輸出 37
3.3.2 MATLAB 變量的I/O 37
3.3.3 文本文件的讀寫(xiě) 37
3.3.4 二進(jìn)制文件的讀寫(xiě) 38
3.3.5 圖像文件的讀寫(xiě) 39
第4 章 MATLAB 計(jì)算 40
4.1 線性代數(shù) 40
4.1.1 矩陣的基本運(yùn)算 40
4.1.2 矩陣的特征參數(shù) 41
4.1.3 矩陣的分解及線性方程組求解 41
4.2 多項(xiàng)式及插值 41
4.2.1 多項(xiàng)式表示及運(yùn)算 41
4.2.2 插值 41
4.3 數(shù)據(jù)分析及統(tǒng)計(jì) 42
4.3.1 基本數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 42
4.3.2 傅里葉分析 42
4.4 微積分 43
第5 章 MATLAB 繪圖 44
5.1 二維數(shù)據(jù) 44
5.1.1 plot 詳解 45
5.1.2 實(shí)際操作中的一些重要問(wèn)題 47
5.1.3 二維數(shù)據(jù)的其他表示方式 51
5.2 三維數(shù)據(jù) 52
5.2.1 三維曲面 52
5.2.2 二維等值線 53
5.3 四維數(shù)據(jù) 57
5.3.1 簡(jiǎn)單四維數(shù)據(jù) 57
5.3.2 切片 58
5.3.3 等勢(shì)線與等勢(shì)面 58
5.4 多維數(shù)據(jù) 60
5.5 MATLAB 繪圖細(xì)節(jié) 60
5.5.1 圖形說(shuō)明 60
5.5.2 顏色問(wèn)題 62
5.5.3 句柄圖形——控制繪圖的每一個(gè)細(xì)節(jié) 64
5.6 MATLAB 圖形的輸出 69
5.6.1 輸出方式 70
5.6.2 要注意的幾個(gè)問(wèn)題 70
第6 章 圖形用戶界面 75
6.1 GUI 初步 75
6.1.1 初識(shí)GUI 編程 75
6.1.2 GUI 編程要素——控件、消息與回調(diào)函數(shù) 76
6.2 GUI 編程實(shí)例 79
6.2.1 問(wèn)題描述 79
6.2.2 實(shí)現(xiàn)過(guò)程 80
6.2.3 功能增強(qiáng) 84
下篇 典型力學(xué)問(wèn)題程序?qū)嵺`
第7 章 求解傅科擺的運(yùn)動(dòng)軌跡 91
7.1 傅科擺的動(dòng)力學(xué)方程 91
7.2 dsolve 求解常微分方程 92
第8 章 求解滑動(dòng)擺系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)形式 97
8.1 滑動(dòng)擺的動(dòng)力學(xué)方程 97
8.2 用ode45 求解常微分方程 98
第9 章 可視化一個(gè)彈性力學(xué)的解析解 102
9.1 對(duì)徑受壓圓盤(pán)的應(yīng)力分布 102
9.2 應(yīng)力分布的可視化過(guò)程 103
9.2.1 數(shù)據(jù)矩陣的生成 103
9.2.2 繪圖中的細(xì)節(jié)考慮 103
9.2.3 可視化結(jié)果 104
9.3 動(dòng)畫(huà)顯示加載過(guò)程的應(yīng)力變化 106
9.3.1 動(dòng)畫(huà)制作的基本概念 106
9.3.2 兩種生成frame 的方式 107
9.3.3 對(duì)徑受壓圓盤(pán)加載過(guò)程的動(dòng)畫(huà)顯示 110
第10 章 編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的有限元程序 112
10.1 用有限元求解問(wèn)題的思路和步驟 112
10.1.1 總體思路 112
10.1.2 求解步驟 113
10.2 用MATLAB 編寫(xiě)簡(jiǎn)單有限元程序 116
10.2.1 流程 116
10.2.2 算例實(shí)現(xiàn) 116
第11 章 用PDE Toolbox 進(jìn)行有限元計(jì)算 121
11.1 偏微分方程的基本概念 121
11.1.1 三類(lèi)偏微分方程 121
11.1.2 偏微分方程的3 種邊界條件 121
11.2 PDE Toolbox 求解的基本過(guò)程 122
11.2.1 窗口操作界面簡(jiǎn)介 123
11.2.2 求解的基本步驟 124
11.3 實(shí)例——用PDE Toolbox 求解平面應(yīng)力問(wèn)題 127
11.3.1 受均布載荷的懸臂梁?jiǎn)栴} 127
11.3.2 含中心圓孔矩形板的拉伸問(wèn)題 129
11.4 PDE Toolbox 應(yīng)用深入 133
11.4.1 復(fù)雜邊界條件的設(shè)置和復(fù)雜載荷的施加 133
11.4.2 數(shù)據(jù)結(jié)果的輸出與保存 134
第12 章 后處理Abaqus 的計(jì)算結(jié)果 138
12.1 商業(yè)有限元軟件結(jié)果后處理的必要性 138
12.2 Abaqus 計(jì)算結(jié)果的后處理 139
12.2.1 問(wèn)題描述 139
12.2.2 操作過(guò)程 139
第13 章 處理和繪制拉伸實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù) 146
13.1 拉伸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理概述 146
13.2 低碳鋼拉伸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及繪制 147
13.2.1 目標(biāo)及要求 147
13.2.2 具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程 147
第14 章 實(shí)現(xiàn)一個(gè)光學(xué)引伸計(jì) 152
14.1 光學(xué)引伸計(jì) 152
14.1.1 引伸計(jì)及光學(xué)引伸計(jì) 152
14.1.2 光學(xué)引伸計(jì)的實(shí)現(xiàn)流程 153
14.2 圖像采集的實(shí)現(xiàn) 154
14.2.1 MATLAB 圖像采集工具箱 154
14.2.2 用MATLAB 采集實(shí)驗(yàn)圖像實(shí)例 161
14.3 含標(biāo)記點(diǎn)圖像的處理 164
14.3.1 處理圖像得到應(yīng)變數(shù)據(jù) 165
14.3.2 實(shí)際測(cè)量中需要考慮的一些細(xì)節(jié) 167
14.4 光學(xué)引伸計(jì)實(shí)例 167
14.4.1 數(shù)據(jù)后處理光學(xué)引伸計(jì) 168
14.4.2 實(shí)時(shí)測(cè)量光學(xué)引伸計(jì) 169
14.5 光學(xué)引伸計(jì)測(cè)量實(shí)例 170
14.5.1 實(shí)驗(yàn)布置與實(shí)驗(yàn)儀器 170
14.5.2 數(shù)據(jù)處理與分析 171
第15 章 求解彈箭起豎發(fā)射的臨界風(fēng)速 173
15.1 臨界風(fēng)速求解計(jì)算 173
15.2 計(jì)算過(guò)程的MATLAB 實(shí)現(xiàn) 174
第16 章 計(jì)算發(fā)射平臺(tái)上彈箭傾倒后的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 177
16.1 彈箭傾倒運(yùn)動(dòng)模型 177
16.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程求解過(guò)程的MATLAB 實(shí)現(xiàn) 178
16.3 彈箭傾倒過(guò)程的圖形化編程 179
第17 章 計(jì)算彈箭吊裝意外跌落的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 185
17.1 單側(cè)吊索脫落簡(jiǎn)化力學(xué)模型和常微分方程 185
17.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程求解過(guò)程的MATLAB 實(shí)現(xiàn) 187
17.3 吊裝跌落過(guò)程的圖形化編程 187
第18 章 求解熱沖擊作用下彈藥的溫度場(chǎng) 195
18.1 彈藥熱沖擊作用下結(jié)構(gòu)模型簡(jiǎn)化 195
18.2 彈藥熱沖擊作用下傳熱方程設(shè)置 196
18.3 彈藥熱沖擊作用下溫度場(chǎng)可視化 197
參考文獻(xiàn) 202