ELASTICITY AND PLASTICITY pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:陈惠发

出品人:

页数:496

译者:

出版时间:2005-5-1

价格:57.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787112070930

丛书系列:

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• 弹塑性分析
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• 塑性力学
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• 工程力学
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机械结构与材料行为的深入探索 面向工程师、材料科学家及高级本科生的综合性教材 本书特色： 本书旨在提供对材料在受力作用下宏观和微观响应的全面而深入的理解。它不仅仅是经典力学理论的复述，更是一本聚焦于实际工程应用、前沿研究方法以及复杂材料行为建模的工具书。全书以严谨的数学框架为基础，辅以大量贴近工程实际的案例分析，确保读者能够将理论知识有效地转化为解决实际问题的能力。 --- 第一部分：连续介质力学基础与本构关系推导 第一章：连续介质假设与运动学基础 本章从微观结构到宏观描述的过渡入手，详细阐述了连续介质力学的基本假设及其在固体力学中的适用性。我们首先回顾了三维欧几里得空间中的坐标系转换、张量代数与微积分，这是后续所有分析的数学基石。重点在于描述和量化材料的变形：应变张量的定义（包括小变形假设下的线性化处理和有限变形下的真应变描述），以及变形梯度张量在描述几何非线性中的作用。我们深入探讨了描述物体运动的各种描述方式——拉格朗日（物质）描述与欧拉（空间）描述之间的相互转化，并引入了物质导数和物质曲率的概念，这对于理解具有时间依赖性的材料行为至关重要。 第二章：应力状态与平衡方程 本章聚焦于描述物体内部受力状态的应力概念。我们严格推导了柯西应力张量在笛卡尔坐标系和曲线坐标系下的分量表示。通过对微小体积单元体进行力矩平衡分析，我们系统地导出了在没有体力作用和有体力作用情况下的三维平衡方程（或称柯西运动方程）。此外，本章还详细讨论了边界条件（位移边界条件和牵引力边界条件）的数学表达，并引入了应力不变量（如主应力）的概念，用于简化复杂应力状态的分析和理解。 第三章：线性弹性本构关系与本构定律的建立 线性弹性理论是理解材料宏观响应的起点。本章详细分析了各向同性线弹性材料的本构关系，推导了胡克定律的张量形式，并引入了杨氏模量、泊松比和剪切模量之间的相互关系。对于各向异性材料，如晶体材料或层合复合材料，本章介绍了广义胡克定律，重点阐述了材料对称性如何简化本构关系矩阵，并讨论了如何通过实验数据（如拉伸、剪切和体积模量测试）来确定本构参数。此外，我们还探讨了应力能和应变能密度函数在弹性分析中的应用。 --- 第二部分：结构分析与能量方法 第四章：圣维南原理与边值问题的适定性 本章深入探讨了线性弹性边值问题的数学结构。我们提出了著名的圣维南原理，阐释了局部载荷对远处应力场的影响范围，这对工程简化至关重要。通过对基本解（如点载荷、线载荷问题，如悬臂梁、厚壁圆筒）的分析，读者将掌握如何利用已知的解析解来构建更复杂的结构响应模型。本章的重点在于强调在处理实际工程问题时，对边界条件施加的精确性和其对整体解的影响程度的判断。 第五章：能量原理与变分法在固体力学中的应用 能量方法为求解复杂的结构问题提供了一种优雅而强大的途径。本章详细介绍了虚功原理、最小势能原理（泊松原理）和互易定理（贝蒂定理）。这些原理将微分方程问题转化为泛函的变分问题。特别地，本章深入探讨了如何利用这些能量原理来推导梁、板和壳的弯曲方程，为后续有限元分析（FEA）的理论基础打下坚实基础。 第六章：线性弹性问题的解析解法与结构建模 本章专注于特定几何结构下的精确解析求解。内容涵盖了梁的挠度和内力（剪力和弯矩）的微分方程求解，挠曲曲率与弯矩的关系。针对平面应力与平面应变问题，我们详细演示了如何使用 Airy 应力函数来求解具有复杂边界的二维弹性问题。厚壁圆筒和圆孔板的应力集中问题作为经典案例被深入剖析，旨在教会读者识别几何不连续性对局部应力分布的影响。 --- 第三部分：高级材料响应与失效预测 第七章：粘弹性与蠕变理论 现实世界中的许多聚合物、沥青和金属在高温下会表现出时间依赖性。本章介绍了粘弹性材料的基本概念，区别于弹性体的瞬时响应，粘弹性材料表现出松弛和蠕变现象。我们引入了开尔文-Voigt 模型、标准线性固体模型等经典粘弹性本构关系，并利用拉普拉斯变换技术求解包含时间效应的边值问题。蠕变问题的分析及其在长期结构服役寿命评估中的重要性被重点讨论。 第八章：塑性理论基础与屈服准则 当材料应力超过弹性极限时，将进入塑性变形阶段。本章详细介绍了塑性理论的几个核心组成部分：塑性势理论、流动法则和屈服准则。我们对经典的屈服准则，如冯·米塞斯（Von Mises）准则和特雷斯卡（Tresca）准则进行了详尽的对比和推导，并讨论了它们在预测各向同性材料首次屈服时的准确性。塑性应变增量的计算方法是本章的难点和重点。 第九章：疲劳与断裂力学导论 材料的失效不仅仅是屈服，疲劳和断裂是结构设计中必须考虑的两个关键因素。本章首先介绍疲劳损伤的S-N曲线分析方法和基于应变范围的Manson-Coffin关系。随后，本章过渡到线弹性断裂力学（LEFM），详细推导了应力强度因子（K）的概念，并讨论了裂纹尖端应力场的奇异性。断裂韧性（$K_{Ic}$）的实验测定以及裂纹扩展的能量判据（如G积分）为预测结构在存在缺陷下的安全寿命提供了量化工具。 --- 结论： 本书通过系统性的理论构建和丰富的工程实例，确保了读者对材料在广泛载荷条件下的响应机制拥有深刻的理解，为从事高级结构分析、材料研发或研究生阶段的深入学习打下坚实的基础。本书的结构设计旨在引导读者从基础的连续介质力学平稳过渡到复杂的非线性、时间依赖性和损伤行为的分析。

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天哪，我刚刚读完了《延展与塑性》这本书，真是令人震撼。这本书的深度和广度完全超出了我的预期。作者对材料力学的理解简直是登峰造极，特别是他对粘弹性行为的阐述，细致入微，让我对材料在不同应力历史下的响应有了全新的认识。书中对本构关系模型的推导过程，逻辑严密，每一步都像是精心编排的舞蹈，引人入胜。我尤其欣赏作者在介绍复杂模型时，总是能巧妙地穿插一些历史背景和实验观察，这让理论不再是冷冰冰的公式堆砌，而是有了鲜活的生命力。阅读过程中，我常常需要停下来，反复琢磨那些微分方程，但最终豁然开朗的感觉，真是无与伦比。这本书绝对不是为初学者准备的“快餐读物”，它需要耐心和专注，但它所给予的回报是巨大的——对材料本构行为的深刻洞察和解决实际工程难题的坚实基础。对于那些希望在固体力学领域深耕的研究人员和高年级学生来说，这本书简直是不可多得的珍宝，它的知识密度和严谨性，让我对很多传统教科书中一笔带过的概念有了醍醐灌顶的理解。

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这本书的行文节奏掌控得非常老道，如同高超的指挥家在引导一支交响乐团。它从最基础的应力应变关系缓慢铺陈，逐渐引入到速率依赖和温度效应的复杂交织。让我耳目一新的是，作者对于“损伤”和“断裂”前沿问题的探讨，虽然篇幅不长，但视角独特，将传统的连续介质力学与更现代的损伤演化模型巧妙地衔接起来。我发现，书中对各种本构模型的适用范围和局限性的讨论，比其他任何我读过的书都要坦诚和透彻。没有哪个模型被奉为圭臬，而是被置于具体的物理场景下进行审视和比较。这教会了我一个至关重要的原则：工程中的“真理”往往是关于选择“最不坏”的近似。这本书不仅是知识的传递，更是一种科学精神的熏陶，它培养了读者批判性地看待既有理论框架的能力。

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这本书的叙述风格简直像一位经验丰富的大师在娓娓道来，充满了智慧的火花和对物理现象的深刻洞察。我感觉自己不是在“学习”理论，而是在和一位老教授进行高层次的学术对话。作者在讨论蠕变和应力松弛时，那种将微观机制与宏观现象完美结合的方式，令人拍案叫绝。他没有满足于仅仅给出数学描述，而是深入探讨了原子尺度的运动如何导致宏观的塑性流动。书中的插图质量极高，每一张图都精准地传达了复杂的几何构型或应力分布状态，是理解抽象概念的绝佳辅助。坦白说，一开始我对涉及张量分析的部分有些畏惧，但作者的讲解非常注重直觉的培养，他总能找到一个恰当的比喻或一个直观的例子，将那些高维度的数学操作“拉回”到我们可以感知的物理世界。读完这本书，我不仅掌握了知识，更重要的是，我学会了一种看待和分析材料行为的全新“思维模式”。

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这本书的文字风格极为正式、严谨，甚至带有一丝古典学术的韵味，读起来让人肃然起敬。作者对材料力学基本假设的每一次引用都经过了深思熟虑，绝不轻易放松对物理真实性的要求。我对其中关于各向异性材料的章节印象最为深刻，作者没有停留在简单的正交各向异性，而是深入到了更普遍的张量表示理论，讲解了如何通过对称性来简化问题，同时又不失其物理意义。书中穿插的一些历史文献的引用，不仅增加了趣味性，更让人感受到科学研究的传承与不易。我常常在想，要达到作者这种将数学形式与工程直觉完美融合的境界，需要多少年的沉淀和实践。这本书的排版和图表设计也值得称赞，清晰的层次结构使得即使是庞大的信息量也能被有效管理，非常适合作为案头工具书随时翻阅查证。

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老实说，这本书的阅读体验是极具挑战性的，但这种挑战正是其价值所在。它强迫你跳出舒适区，去直面那些最晦涩难懂的力学难题。我特别佩服作者在处理非线性弹塑性问题时的那种果敢和精确。他没有回避材料硬化、应变率敏感性这些棘手的现实因素，而是系统地构建了能够描述这些行为的数学框架。那些关于加载/卸载条件的讨论，关于屈服准则的细微差别，处理得极为精妙。我发现，以前我在处理有限元模拟时遇到的许多收敛性问题，在阅读了本书中关于数值稳定性和算法选择的章节后，都有了明确的思路和解释。这本书的参考文献列表本身就是一座宝库，它清晰地勾勒出了该领域的发展脉络。它不仅仅是一本教材，更像是一份详尽的研究指南，指引着未来研究的方向。

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W.F.Chen

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