Plasticity for Structural Engineers pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:J Ross Pub

作者:Chen, Wai-Fah/ Han, Di-jian

出品人:

页数:606

译者:

出版时间:2007-4

价格:$ 73.39

装帧:Pap

isbn号码:9781932159752

丛书系列:

图书标签:

• 结构工程
• 塑料力学
• 材料力学
• 结构分析
• 结构设计
• 力学行为
• 混凝土结构
• 钢结构
• 有限元分析
• 结构可靠性

好的，以下是一本名为《Plasticity for Structural Engineers》的书籍的详细介绍，该介绍将聚焦于结构工程中材料塑性行为的理论基础、应用方法及其在现代结构设计中的重要性，同时避免提及任何关于人工智能生成或构思的内容。 --- 书名：《Plasticity for Structural Engineers》 内容简介： 《Plasticity for Structural Engineers》是一本深入探讨材料和结构在受力超过弹性极限后，如何表现出塑性行为的权威性专著。本书旨在为结构工程师、研究人员和高级工程专业的学生提供一套全面、严谨且实用的知识体系，以理解、分析和设计在实际荷载条件下，特别是极端荷载或大变形情况下，结构构件和整体结构系统的非线性响应。 在传统结构分析中，通常假设材料服从线弹性理论，即应力与应变成正比，且变形是可恢复的。然而，在现代工程实践中，特别是在抗震设计、高强度材料应用以及涉及材料极限性能的结构评估中，忽略材料的塑性行为将导致对结构安全性和可靠性的严重误判。《Plasticity for Structural Engineers》正是填补了这一理论与实践之间的鸿沟，通过精细化的塑性理论，指导工程师进行更安全、更经济、更具韧性的结构设计。 第一部分：塑性理论的基础与本构关系 本书伊始，首先系统回顾了材料力学和弹性理论的基本原理，为理解塑性现象奠定必要的数学基础。随后，重点深入讲解了塑性变形的物理本质——不可逆的滑移和位错运动。 核心内容集中于屈服准则的建立与应用。详细讨论了针对不同材料（如低碳钢、高强钢、铝合金以及某些混凝土结构中的钢筋）的经典和先进屈服函数，包括冯·米塞斯（von Mises）准则、特雷斯卡（Tresca）准则，以及针对各向异性材料的修正准则。书中详尽阐述了如何利用这些准则来精确预测结构构件何时开始进入塑性状态。 紧接着，本书详细介绍了流动法则（Flow Rules）和塑性硬化模型（Plastic Hardening Rules）。对理想塑性模型、线性硬化模型、随动硬化（Kinematic Hardening）和等向硬化（Isotropic Hardening）进行了深入的对比和数学推导。理解硬化法则对于准确模拟结构在循环荷载作用下的滞回性能至关重要，例如在地震工程中，材料的应力-应变路径并非简单的单调增加。 此外，材料的本构关系在塑性分析中占据核心地位。本书不仅讨论了经典的弹塑性模型，还介绍了先进的粘塑性（Viscoplasticity）模型，这对于分析高温或高应变率下的结构响应至关重要。 第二部分：塑性分析方法与工具 理解了材料的塑性本构关系后，本书转向结构层面，介绍了如何将这些本构模型应用于实际的结构分析中。 极限分析理论（Limit Analysis）是塑性分析的基石之一。本书系统地介绍了塑性铰（Plastic Hinge）的概念，并结合静力极限定理（Lower Bound Theorem）和运动极限定理（Upper Bound Theorem），教授工程师如何确定结构的极限承载力。这些理论对于评估钢结构框架的整体稳定性以及预测梁柱节点在极限状态下的性能具有不可替代的作用。 对于复杂结构和不规则加载情况，有限元方法（FEM）是不可或缺的工具。本书花费大量篇幅讲解了如何在有限元软件中实现和应用塑性材料模型。内容涵盖了数值积分技术、收敛性判断以及如何处理应力奇点和几何非线性问题。特别强调了在求解大变形问题时，需要耦合几何非线性分析（P-Delta效应）与材料非线性分析的必要性。 本书还探讨了塑性铰模型在梁、柱和框架分析中的应用，这是工程实践中简化分析的常用手段。通过详细的算例，展示了如何通过塑性铰概念快速评估框架结构的塑性变形能力和可塑性储备。 第三部分：塑性在结构设计中的应用 本书的最终目标是将理论知识转化为实际的设计能力。第三部分聚焦于塑性设计在不同工程领域的核心应用。 抗震设计是塑性理论最重要的应用场景之一。在抗震设计中，工程师的目标是确保结构在遭受强震时，能够在可控的区域（通常是梁端或特定连接件）形成塑性铰，耗散地震能量，从而保护主体承重构件（如柱）不发生脆性破坏。书中详细介绍了性能化设计（Performance-Based Design）的基本思想，以及如何利用塑性耗能能力来设定结构的目标性能水平（如生命安全、即时复位）。 在钢结构设计中，塑性理论指导了塑性梁理论和塑性柱理论的应用，确保结构在极限荷载下仍能保持足够的延性。对于混凝土结构，本书探讨了钢筋的屈曲与约束对整体塑性行为的影响，以及如何通过配筋细化来控制塑性铰的形成位置和大小。 此外，本书还覆盖了结构剩余承载力评估和结构加固设计中的塑性考量。当结构遭受损伤后，利用塑性分析可以更准确地评估其剩余的承载潜力和可塑性储备，为制定有效的修复和加固方案提供科学依据。 结论： 《Plasticity for Structural Engineers》不仅是一本关于理论的教材，更是一本面向工程实践的指南。通过对塑性本构关系、分析方法及设计应用的系统阐述，本书旨在提升结构工程师对材料极限行为的深刻理解，从而设计出在各种复杂荷载工况下都能表现出卓越安全性和可靠性的现代化结构系统。掌握塑性分析，是迈向高级结构工程分析与设计领域不可或缺的关键一步。

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