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出版者:中国建材工业

作者:苏志平 编

出品人:

页数:537

译者:

出版时间:2004-1

价格:16.80元

装帧:

isbn号码:9787801595928

丛书系列:

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• 材料力学
• 力学
• 工程力学
• 应力
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• 结构力学
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• 高等教育
• 理工科

好的，这是一份关于《材料力学全程辅导》之外的、涵盖更广泛机械设计与分析主题的图书简介，旨在吸引对结构分析、材料行为及工程实践有深入兴趣的读者。 --- 结构工程与先进材料分析：理论、仿真及应用 导论：超越基础，迈向工程前沿 本书并非重复已有的基础材料力学课程，而是将工程分析的视角提升至一个更具挑战性与应用深度的层面。我们聚焦于现代工程结构设计中最为关键的几个领域：非线性材料行为、复杂载荷下的疲劳与断裂控制、以及计算力学在实际问题中的集成应用。 本书旨在为具有扎实基础知识的工程师、研究人员和高年级学生提供一个进阶的知识框架，帮助他们应对现实世界中日益复杂的结构挑战。 第一部分：高级本构关系与非线性分析 第一章：弹性力学与应力集中深化 本章将深入探讨平面问题的应力分析，超越简单的拉伸和弯曲模型。我们将详细介绍应力强度因子（Stress Intensity Factor, SIF） 的理论推导，特别关注裂纹尖端的塑性区修正。内容涵盖了经典的皮埃尔森公式（Pearson’s formula）在有限厚度板中的应用，以及如何利用边界配置法（Boundary Collocation Method） 近似求解复杂几何体的应力分布。此外，本章将系统阐述莫尔圆的推广——即三维应力状态下的主应力与主方向的确定，并结合应力不变量（Stress Invariants） 来评估材料的整体危险状态。 第二章：塑性理论与变形基础 材料在超过屈服极限后的行为是结构安全评估的核心。本章将全面梳理小变形塑性理论，重点剖析增量塑性理论与流变理论的区别与联系。我们将深入讲解屈服准则（如Von Mises和Tresca准则）在不同载荷路径下的适用性。针对金属材料，我们将详细阐述硬化法则，包括随动硬化（Kinematic Hardening）和各向同性硬化（Isotropic Hardening），并给出如何在有限元软件中准确输入这些参数的工程指导。 第三章：粘弹性与粘塑性行为 对于聚合物、复合材料以及高温金属构件，时间效应至关重要。本章将系统介绍粘弹性本构模型，包括朗之万模型（Langevin model）和广义Maxwell模型，并推导其在蠕变（Creep）和应力松弛（Stress Relaxation）问题中的时间依赖性响应。粘塑性方面，我们将引入Perzyna模型，探讨应变率敏感性如何影响结构在高速冲击或高温环境下的承载能力。 第二部分：结构可靠性与失效分析 第四章：疲劳寿命的预测与控制 疲劳是导致机械和航空结构失效的最主要原因。本章将超越传统的S-N曲线，专注于断裂力学方法在疲劳评估中的应用。详细介绍Paris-Erdogan 规律的推导及其在裂纹扩展速率计算中的应用。我们着重探讨应力强度因子范围（ΔK） 对裂纹萌生和扩展的影响，并介绍有效应力范围的概念，以处理复杂的应力循环（如低周疲劳与高周疲劳的交界区域）。本章还包含了对随机载荷下疲劳累积损伤的Miner 线性累积损伤法则的深入批判性分析，并引入了更先进的概率模型。 第五章：断裂力学与韧性/脆性失稳 本章是结构安全评估的基石。我们从线性弹性断裂力学（LEFM）出发，过渡到小范围塑性断裂力学（EPFM）。重点讲解J积分的物理意义及其计算方法，尤其是在处理厚大结构或存在显著塑性变形时的优势。脆性断裂方面，我们将深入探讨Clebsch-Gordan 展开，并介绍弹塑性断裂韧性（CTOD，裂口张开位移） 作为评估材料抗脆断能力的标准。此外，我们还将讨论表面裂纹和夹杂物对整体断裂行为的独特影响。 第六章：接触力学与摩擦磨损 在机械装配体中，部件间的接触面是能量耗散和局部应力集中的关键区域。本章详细阐述Hertz接触理论的局限性，并引入更普适的弹性接触问题分析方法，包括局部摩阻模型和粘附力的影响。我们将介绍Palmgren-Minkowsi 接触模型在预测接触疲劳寿命中的应用，并分析在滚动接触和滑动接触条件下的磨损机制。 第三部分：高级结构与计算方法集成 第七章：薄壁结构与屈曲稳定性 针对航空航天和高层建筑结构，屈曲失稳是设计中的头号威胁。本章详细分析欧拉屈曲理论的严格推导，并引入非线性屈曲分析以克服欧拉公式在长细杆件外的不足。我们将深入探讨板壳理论（如Kirchhoff-Love理论与Mindlin-Reissner理论），重点分析几何非线性对薄壁构件（如圆筒、箱形梁）稳定性的影响，包括后屈曲行为（Post-Buckling Behavior）。 第八章：有限元分析（FEA）的高级应用与验证 本部分将结构分析的理论知识与现代计算工具紧密结合。我们不再教授基础的单元选择，而是探讨高级单元算法（如奇异单元、高阶单元的收敛性）。重点放在求解器选择（直接法与迭代法）、网格无关性研究的规范化流程，以及如何针对非线性问题选择合适的时间步进策略。此外，本章提供了一套详尽的FEA模型校准与验证（V&V） 方法论，确保仿真结果能够准确反映物理现实。 第九章：复合材料的力学特性与分层分析 现代工程结构越来越多地采用复合材料。本章从微观力学入手，推导经典层合板理论（CLT），详细介绍铺层角、材料属性（E1, E2, G12, v12）如何影响整体刚度矩阵[A], [B], [D]。重点分析铺层缺陷（如孔隙率、纤维偏转）导致的层间脱粘（Delamination） 现象，并介绍内聚力模型（Cohesive Zone Model, CZM） 在预测层间疲劳扩展中的应用。 总结：面向工程实践的综合能力培养 本书最终目标是培养读者将复杂工程问题分解、建模、求解并验证的能力。内容贯穿了从微观材料行为到宏观结构失稳的完整链条，强调理论的严谨性与工程应用的有效性，是结构工程师从理论走向实践的必备参考书。 ---

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如果用一个词来概括这本书的特点，那就是“体系的完备性”。我对比了好几本同类书籍，这本书在知识点的覆盖广度和深度上，都有着明显的优势。它不仅仅停留在基础理论的推导，更深入地探讨了材料在不同加载条件下的本构关系，以及如何将理论应用于实际工程问题的分析。从静力学到动力学，从简单构件到复杂结构，逻辑链条紧密相连，没有留下任何明显的知识断层。更难能可贵的是，书中对各种简化假设的适用范围及其物理意义进行了深入的剖析，这对于培养我们批判性思维和工程判断力至关重要。读完一个章节，你不会觉得自己只是记住了几个公式，而是真正掌握了一套分析问题的思维框架，这才是真正的价值所在。

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这本书最让我欣赏的一点是它对“工程背景”的强调。作者似乎总能在最关键的理论点上，巧妙地穿插一些现实世界中的工程案例或历史背景，让理论的学习不再是空中楼阁。比如，在讲解疲劳和断裂力学时，书中穿插的那些著名结构破坏案例分析，就让人对这些理论的现实意义有了更深刻的体悟。它不是简单地告诉你“要这样做”，而是告诉你“在历史上，如果不这样做会发生什么”。这种将科学原理与工程实践紧密结合的叙述方式，极大地激发了我对学科的兴趣，让我意识到这些看似枯燥的力学定律，实际上是保障我们日常安全的重要基石。它成功地架起了理论世界与工程师世界之间的桥梁。

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对于我这种偏爱通过大量练习来巩固理解的人来说，这本书的习题部分简直是宝藏。题目设置的梯度非常合理，从基础概念的检验到复杂工程案例的综合分析，循序渐进，步步加深。不同于有些教材只提供“标准答案”，这本书的解析部分详尽得令人感动。它不仅给出了最终结果，更重要的是，它详细阐述了求解过程中的每一步逻辑推导和关键判断，甚至连一些容易出错的陷阱都做了特别的提示。这使得即使是做错的题目，也能从中获得巨大的收获，真正理解了错在哪里，下次如何避免。这种精益求精的习题设计和解析，让这本书从一本“参考书”升华为一本实用的“解题手册”。

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这本书的装帧设计真是太棒了，封面设计简洁大气，用色沉稳又不失活力，一看就是那种能让人静下心来学习的类型。内页的纸张质量也无可挑剔，光滑细腻，即使长时间阅读也不会觉得眼睛疲劳。排版布局非常合理，章节划分清晰明了，每一部分的逻辑过渡都非常顺畅，让人在阅读时能保持高度的专注。尤其是那些复杂的公式和图表，印刷得格外清晰，连最细微的标注都能看得一清二楚，这对于需要反复对照学习的我们来说，简直是福音。书本的整体手感也很好，拿在手里沉甸甸的，给人一种扎实可靠的感觉，仿佛握住了通往真理的钥匙。作者在细节上的用心程度，完全体现在了这些方方面面，让人在翻阅的每一步都能感受到一种被尊重的体验。这种对物理形态的重视，也间接反映了内容本身的严谨性，让人对接下来要钻研的知识充满了期待。

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我必须得说，这本书的叙述风格简直是一股清流，完全颠覆了我对传统教材那种刻板、干巴巴的印象。作者的文笔非常生动活泼，仿佛不是在讲解冰冷的理论，而是在和一位经验丰富的老师面对面交流。很多晦涩难懂的概念，经过作者的妙笔一挥，瞬间变得形象起来，仿佛那些抽象的应力、应变都有了具体的画面感。特别是一些需要大量几何直觉来理解的部分，作者总是能找到最贴切的比喻，让人茅塞顿开。读起来完全没有那种“啃大部头”的枯燥感，反而像是在听一场精心准备的学术脱口秀，幽默而不失深度。这种将知识“可视化”的功力，实在令人叹服，它极大地降低了初学者的入门门槛，让原本望而生畏的学科变得亲切可感。

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