具体描述
先进材料力学与结构健康监测的理论与实践 本书涵盖了现代工程结构领域的前沿研究，重点关注高性能材料在复杂载荷条件下的力学行为、结构动态响应分析以及非侵入式健康监测技术的发展与应用。全书结构严谨，内容深入，旨在为结构工程师、材料科学家以及相关领域的研究人员提供一个全面且深入的理论框架和实用的技术指南。 --- 第一部分：高性能结构材料的本构理论与失效分析 本部分深入探讨了新型工程材料，特别是智能材料、复合材料以及功能梯度材料（FGMs）在承受极端环境和复杂载荷时的力学特性。 第一章：智能材料的本构关系与多场耦合效应 本章从微观层面解析了压电材料、磁弹性材料和形状记忆合金（SMAs）的本构方程。重点分析了电-力、磁-力以及热-力等多物理场耦合作用下的本构关系，揭示了这些材料在外部刺激下实现传感和驱动功能的物理机制。讨论了如何利用非线性热力学理论构建精确描述材料迟滞效应和速率依赖性的模型，特别是针对SMA在复杂循环载荷下的塑性与相变行为的建模挑战。 第二章：先进复合材料的层合板理论与界面行为 详细阐述了经典的层合板理论（如经典层合板理论CLT和一阶/高阶剪切变形理论）的适用范围与局限性。重点分析了纤维增强复合材料（FRCs）和纳米复合材料中界面区对整体宏观性能的影响。引入了损伤力学概念，研究了基体开裂、纤维拔出以及分层等关键失效模式的演化路径。通过引入随机介质模型，对复合材料的随机性与不确定性进行了概率分析，为结构可靠性评估奠定了基础。 第三章：极端条件下的材料失效与寿命预测 本章聚焦于材料在高温、高湿以及冲击载荷等非稳态条件下的力学响应。深入讨论了疲劳裂纹的萌生、扩展与断裂韧性评估。针对蠕变和应力松弛现象，提出了基于微结构演化的寿命预测模型。此外，还探讨了增材制造（AM）结构中由于残余应力和微结构不均匀性导致的性能退化问题，并提出了相应的后处理优化策略。 --- 第二部分：复杂结构系统的动力学响应与振动控制 本部分将理论材料力学与结构工程相结合，分析了宏大尺度、高柔度以及非线性结构系统的动态特性，并介绍了主动和被动减振技术。 第四章：柔性与非线性结构的振动分析 针对高柔度结构（如超大跨度桥梁、空间桁架）和非线性结构（如接触动力学、由几何非线性引起的颤振），本章采用先进的模态分析技术。引入了基于高阶精度的有限元方法（FEM）和无网格法（NEM）来精确捕获结构的局部动力学行为。特别关注了参数激励系统中的参数共振现象及其抑制方法，以及在随机地震动作用下结构的概率动力学响应分析。 第五章：结构健康监测（SHM）的传感器网络设计与信号处理 本章是关于结构安全保障的核心技术论述。详细阐述了基于光纤布拉格光栅（FBG）、声发射（AE）和电阻应变片（Strain Gauges）的传感技术在结构监测中的集成应用。重点在于传感器网络的优化布局策略，以最大化信息冗余度和故障诊断的有效性。在信号处理方面，介绍了小波变换、经验模态分解（EMD）在识别结构损伤特征信号中的应用，并讨论了如何从高维、高噪声数据中提取出损伤相关的低维特征。 第六章：结构主动与被动振动抑制技术 深入研究了如何通过外部干预手段来优化结构的动态性能。被动控制方面，详细分析了阻尼器（粘滞阻尼器、金属阻尼器）的建模及其在不同结构中的最优安装位置与参数设计。主动控制方面，重点讨论了基于最优控制理论的半主动和主动质量阻尼器（AMD/AMTD）的设计与实现。论述了如何利用实时反馈控制律（如LQR, H∞控制）来有效抑制结构在风荷载或地震载荷下的振动幅值，同时兼顾能量消耗与控制器的鲁棒性。 --- 第三部分：多物理场下的耦合分析与优化设计 本部分将前两部分的内容综合，探讨了结构在复杂环境中多物理场相互作用下的性能评估，并提出了面向性能的优化设计流程。 第七章：热-力-电耦合作用下的结构响应分析 本章聚焦于高能环境（如航空航天、核反应堆）下结构的关键问题。建立了热传导方程、弹性力学方程与电磁方程之间的全耦合控制方程组。通过数值模拟方法，分析了温度梯度引起的残余应力和变形，以及电场变化对材料刚度和阻尼特性的影响。对于薄壁结构，重点分析了热应力导致的屈曲不稳定性问题。 第八章：基于性能的结构优化与可靠性评估 本章提出了将材料模型、动力学分析与优化算法相结合的设计流程。讨论了结构参数化模型（如网格优化、拓扑优化）的建立方法。优化目标不再仅仅是质量最小化，而是转向多目标优化，例如在满足特定振动频率要求和损伤容限的前提下进行设计。最后，引入了基于蒙特卡洛模拟和极限分析理论的结构可靠性评估方法，量化了在不确定性载荷和材料参数下的结构寿命概率。 --- 本书的特点在于其理论深度与工程应用的紧密结合，为读者提供了一套完整的分析和设计工具集，以应对现代复杂工程系统所面临的严峻挑战。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.quotespace.org All Rights Reserved. 小美书屋 版权所有