Smart Structures and Materials 2003 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Society of Photo Optical

作者:Agnes, Gregory S. (EDT)

出品人:

页数:478

译者:

出版时间:

价格:1795.55元

装帧:Pap

isbn号码:9780819448576

丛书系列:

图书标签:

• Smart materials
• Structural engineering
• Composite materials
• Sensors
• Actuators
• Damage detection
• Vibration control
• Adaptive structures
• Non-destructive testing
• Piezoelectric materials

好的，这是一本关于智能结构与材料 2003 之外的，另一本专注于先进结构工程与材料科学的图书的详细简介。 --- 结构工程的未来：先进复合材料、动态响应与非线性分析（2005年版） 本书聚焦于21世纪初期结构工程领域最前沿的研究成果与应用实践，旨在为结构工程师、材料科学家以及高级研究人员提供一个全面、深入的技术平台，探讨如何利用新兴的高性能材料、精确的动力学模型和复杂的非线性分析方法，来应对现代基础设施和复杂机械系统所面临的严峻挑战。 第一部分：高性能结构材料的革命 本书的第一部分深入剖析了在2000年代初，结构工程界对传统材料（如钢筋混凝土和普通钢材）的局限性日益清晰的背景下，高性能复合材料和智能材料所展现出的巨大潜力。 第一章：先进纤维增强复合材料（FRPs）的结构应用 本章详尽回顾了碳纤维增强聚合物（CFRP）和芳纶纤维增强聚合物（AFRP）在土木工程和航空航天结构中的最新进展。重点讨论了以下几个关键方面： 耐久性与长期性能评估： 针对海洋环境和极端温度对FRP长期性能的影响进行了详细的实验数据分析和寿命预测模型构建。特别关注了树脂基体的老化机制及其对纤维-基体界面的影响。 连接技术与节点设计： 探讨了FRP梁柱连接件的剪切性能和抗疲劳特性。引入了新型的机械锚固系统和粘结增强技术，以克服FRP材料固有的层间剪切薄弱性。 预应力与后张拉技术： 介绍了使用FRP筋材进行结构预应力的设计规范与施工方法，并对比了其在腐蚀敏感环境下的优越性。 第二章：纳米结构材料的引入与集成 本章是关于将微观尺度的创新引入宏观结构设计的前沿探讨。 自修复材料的初期探索： 详细介绍了基于微胶囊技术和血管网络的结构材料自修复机制。探讨了修复效率、损伤检测的集成可能性，并分析了其在桥梁和高层建筑中的初步可行性研究。 碳纳米管（CNTs）在混凝土中的应用： 分析了将分散良好的CNTs添加到水泥基体中，如何显著提高混凝土的拉伸强度、韧性和导电性。重点讨论了分散工艺的挑战和批次稳定性问题。 智能传感器的嵌入式集成： 阐述了光纤布拉格光栅（FBG）传感器与结构基体的共存技术，用于实时监测应变、温度和裂缝扩展，为结构健康监测（SHM）奠定基础。 第二部分：结构的动态响应与振动控制 随着结构尺度和复杂性的增加，精确预测和有效控制结构的动态行为成为核心议题。本部分集中于先进的动力学建模与主动/被动控制策略。 第三章：高精度模态分析与非线性振动 本章超越了传统线性系统分析的范畴，深入探讨了结构系统在不同载荷条件下的复杂动力学行为。 高阻尼结构的模态识别： 介绍了频域和时域相结合的模态参数识别技术，特别是在存在非线性阻尼或接触非线性时的应用。 参数不确定性下的动力学： 采用概率方法（如随机有限元法）来量化材料变异性和几何公差对结构固有频率和振型的影响，为可靠性设计提供依据。 颤振与失稳分析： 针对长跨度结构（如悬索桥和高层建筑）与气流、地震等外部激励之间的耦合作用，进行了非线性气动弹性分析的案例研究。 第四章：主动与半主动减振技术 本章聚焦于如何通过外部或嵌入式系统来主动调节结构的振动响应，以提高安全性和使用舒适度。 磁流变（MR）阻尼器的应用： 详细介绍了MR流体特性、MR减振器的设计原理及其在大型土木结构隔震系统中的部署。讨论了MR阻尼器在线性与非线性控制算法下的优化性能。 调谐质量阻尼器（TMD）的优化设计： 探讨了如何为具有多个振动模式的复杂结构（如多塔斜拉桥）设计多输入/多输出的TMD系统，并基于性能指标进行多目标优化。 半主动控制策略： 比较了基于能量耗散、最优控制和模糊逻辑的半主动控制算法在地震和风荷载下的响应抑制效果。 第三部分：高级分析与计算方法 现代结构工程越来越依赖于强大的数值工具来模拟现实世界中的复杂物理现象。本部分阐述了非线性有限元分析（FEA）和极限状态评估的最新进展。 第五章：材料与几何非线性分析 本章提供了在极限荷载或大变形状态下对结构进行精确建模的理论基础和计算实践。 弹塑性本构模型的实施： 深入解析了针对钢材、铝合金和混凝土的先进弹塑性模型（如损伤塑性模型），并讨论了如何校准这些模型以准确预测材料的后屈服行为和脆性断裂倾向。 大变形与几何非线性： 针对柔性结构（如膜结构、缆索系统），详细介绍了拉格朗日和欧拉描述下的几何非线性处理方法，特别是收敛性差的工程问题的求解技术（如弧长法）。 接触与碰撞模拟： 探讨了在爆炸、撞击或设备运动中，结构构件之间接触行为的有限元建模，包括摩擦效应和冲击能量的吸收机制。 第六章：概率极限状态设计与风险评估 本书的最后一部分将重点放在了如何将先进的分析结果转化为可靠的、面向性能的设计方法。 可靠性分析的进化： 介绍了从基于容许应力到基于极限状态设计的转变，并详细阐述了第二阶矩方法（FORM）和蒙特卡洛模拟（MCS）在评估结构寿命概率方面的应用。 性能化工程（Performance-Based Engineering）： 提出了基于不同性能目标（如即时使用、生命安全、倒塌防止）的多层级设计框架。特别关注了如何通过非线性时程分析来验证复杂结构在特定损伤水平下的性能。 结构健康监测（SHM）数据的反馈集成： 讨论了如何利用传感器获取的实际应力-应变数据对有限元模型进行实时校准（模型更新），从而提高对现有基础设施剩余寿命的评估精度。 --- 本书特色总结： 本书并非停留在理论介绍层面，而是强调从微观材料行为到宏观结构响应的完整链条。它汇集了多学科专家的见解，特别是对于那些寻求将材料科学突破转化为可验证的、鲁棒的工程设计的专业人士，本书提供了不可或缺的理论深度与实践指导。它反映了2000年代初期结构工程界向智能化、高性能化和高可靠性方向转型的关键技术路线图。

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