Мейз Дж. Теория и задачи механики сплошных сред.
Пер. с англ.

Оглавление

Предисловие редактора перевода

В последние годы практика все чаще требует от инженеров и исследователей в области механики умения строить новые модели сплошных сред с усложненными свойствами, ставить и решать задачи о поведении таких сред. В связи с этим все более важным становится глубокое понимание не только частных конкретных закономерностей, но – в первую очередь – самого смысла основных концепций и законов механики континуума. Именно поэтому механика сплошной среды из набора отдельных специальных дисциплин (теория упругости, гидромеханика, теория пластичности и т.д.) превращается в единую науку. Это обстоятельство находит отражение и в учебной литературе; один из примеров – предлагаемая вниманию читателя книга Дж.Мейза.

Книга представляет собой своеобразное сочетание краткого учебника по курсу механики сплошной среды и справочника по этой дисциплине. В ее девяти главах очень сжато вводятся основные понятия и излагаются общие принципы механики континуума, а также описываются наиболее употребительные математические модели сплошных сред. Более половины объема занимают задачи, которые отчасти дополняют основной текст (в решения задач вынесены доказательства многих важных результатов), а отчасти являются обычными упражнениями. Таким образом, книгу можно использовать и как задачник (снабженный пояснительным текстом). Отбор и расположение материала в основном соответствуют тому, что должно входить в обязательный курс механики сплошных сред для студентов университетов и технических вузов. Однако некоторые важные разделы полностью остаются за рамками изложения. Так, вообще не рассматриваются условия на поверхностях сильного разрыва, взаимодействие сплошных сред с электромагнитным полем, подобие и моделирование механических явлений.

Предельную краткость авторского изложения можно считать достоинством книги: основные идеи и факты даются в легко обозримом, не загроможденном подробностями тексте. В то же время эта краткость приводит к тому, что многие существенные детали оказываются упущенными и некоторые вопросы освещаются недостаточно. Поэтому при работе с книгой неизбежно обращение к дополнительным источникам. Исходя из этого, мы снабдили настоящее издание списком литературы (в оригинале он отсутствует), охватывающим основные учебники на русском языке, в которых читатель может найти более полные сведения по интересующим его вопросам.

В первую очередь можно рекомендовать весьма обстоятельный двухтомный учебник Л.И.Седова, отвечающий современному состоянию механики и новым направлениям в этой науке.

При переводе были исправлены замеченные опечатки и мелкие неточности текста; как правило, это не оговаривалось специально.

Пользуюсь случаем выразить свою благодарность автору, любезно представившему список замеченных в книге опечаток и краткое предисловие к русскому изданию.

Предисловие

Механика сплошной среды играет важную роль в современной технике благодаря тому, что она рассматривает основные понятия и принципы. В современные программы начального обучения инженеров и научных работников прочно входит ряд курсов, в которых используются понятие сплошной среды и основанные на нем теории, причем число таких курсов продолжает расти. Программы по механике и смежным дисциплинам на следующем этапе обучения предусматривают существенное углубление в этот предмет.

Настоящая книга представляет собой попытку помочь студентам средних и старших курсов усвоить основы теории сплошной среды. Каждая ее глава включает решенные задачи, что дает возможность читателю отточить свое мастерство в решении задач, относящихся к механике континуума и ее приложениям.

Последовательность изложения материала и достаточно непрерывное его развитие позволяют использовать книгу как учебник по вводному курсу механики сплошной среды. В то же время она может оказаться весьма полезной в качестве дополнительного справочника по дисциплинам, базирующимся на методах теории континуума: курсы сопротивления материалов, гидромеханики, теории упругости, теории пластичности и теории вязкоупругости тесно связаны с содержанием книги и могут быть построены на ее основе.

По всей книге важные уравнения и фундаментальные соотношения представлены как в индексной (тензорной), так и в классической символической (векторной) записи. Это дает возможность студентам сравнить эквивалентные выражения и привыкнуть к обозначениям обоих видов. Используются только декартовы тензоры, поскольку книга задумана как введение в предмет и поскольку существо многих теорий может быть описано с помощью таких тензоров.

Книга по сути дела состоит из двух частей: в первых пяти главах излагаются общие основы механики сплошной среды, а в последних четырех – некоторые конкретные ее приложения. За начальной главой, посвященной математическому аппарату, следуют главы, относящиеся к общим вопросам, а именно анализу напряженного состояния, теории деформаций, понятиям движения и течения, а также основным законам механики сплошной среды. Приложения, рассматриваемые в последних четырех главах, относятся к теории упругости, гидромеханике, теории пластичности и теории вязкоупругости, В конце каждой главы приводится набор решенных задач и упражнений, служащих для иллюстрации и закрепления идей, приведенных в основном тексте.

Автор пользуется случаем выразить свою признательность всем, оказавшим ему помощь. Особую благодарность он приносит своим коллегам – профессорам У.Брэдли, Л.Малверну, Д.Иену, Дж.Фоссу и Г.Лапалму, прочитавшим различные главы и указавшим, как улучшить изложение, профессору Д.Монтгомери за его поддержку и помощь во всех отношениях, д-ру Ричарду Хартунгу из Исследовательской лаборатории компании "Локхид" (Пало-Альто, Калифорния), ознакомившемуся с первоначальным вариантом рукописи и внесшему много полезных предложений, а также профессору М.Стиппсу из Иллинойсского университета за ценные замечания и предложения.

Университет штата Мичиган

К русскому изданию

Механика сплошной среды, будучи фундаментальной наукой, служит хорошей основой для последующего изучения теории упругости, пластичности, вязкоупругости и гидромеханики. Поэтому для студентов важно, чтобы основные концепции и исходные принципы теории сплошной среды были изложены ясно и аккуратно. С такой целью и написана эта книга. Автор надеется, что она поможет читателям понять основы предмета и явится стимулом к дальнейшему изучению этой важной области механики.

4 марта 1974, Ист Лансинг, Мичиган