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页数:376

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出版时间:2009-5

价格:39.00元

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isbn号码:9787030242945

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• 机械
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• 机械设计
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• 标准教程

现代建筑结构优化与高性能材料应用实例解析 本书聚焦于当前土木工程领域的前沿技术与实践经验，旨在为结构工程师、建筑师、材料科学家以及相关专业的高级学习者提供一套全面、深入且极具操作指导性的参考资料。全书内容紧密围绕现代建筑结构设计中的两大核心议题展开：如何通过先进的结构优化方法提升建筑的安全性、经济性与可持续性；以及如何有效整合新型高性能材料以应对日益复杂的工程挑战。 本书结构严谨，内容涵盖理论基础、计算方法、案例分析与未来展望，避免了对通用基础知识的冗余阐述，而是直接切入复杂工程问题的解决之道。 第一部分：先进结构拓扑优化与性能化设计 本部分深入探讨了如何利用现代计算工具和优化算法，实现结构形式与受力性能的最佳匹配。我们摒弃了传统基于经验的设计流程，转而采用基于性能的需求驱动设计。 1.1 拓扑优化理论与有限元基础的深化应用 详细阐述了基于密度法（SIMP）、水平集（Level Set）等主流拓扑优化算法的数学原理，并着重分析了这些算法在处理非线性材料特性和多物理场耦合问题时的局限性与改进方向。内容包括：如何准确建立目标函数与约束条件，以应对地震、风荷载等动荷载作用下的疲劳寿命和刚度要求。重点解析了如何将优化结果转化为可施工的几何模型，弥合理论模型与实际工程之间的鸿沟。 1.2 响应曲面法与可靠性评估 针对结构设计中的不确定性，本书详细介绍了响应曲面法（RSM）在快速评估不同设计参数对结构性能影响中的应用。同时，深入讲解了基于蒙特卡洛模拟和First-Order Reliability Method (FORM) 的结构可靠性分析方法，特别是在考虑材料强度波动和荷载随机性时，如何设定更具鲁棒性的安全系数。 1.3 大跨度空间结构与柔性结构控制 本章聚焦于超高层建筑、大跨度屋顶及悬索结构。内容涵盖了先进的非线性动力分析技术，包括大变形理论的应用、几何非线性的处理。针对结构在强风作用下的振动控制问题，提供了先进的调谐质量阻尼器（TMD）和主动质量阻尼器（AMD）的参数优化设计流程，以及如何通过预应力技术精确控制结构刚度和变形。 第二部分：高性能结构材料的选型、性能化与耐久性 本部分致力于介绍和分析那些正在重塑现代建筑面貌的高性能新材料，以及如何根据实际工程环境优化其使用性能和长期耐久性。 2.1 超高性能混凝土（UHPC）的配比设计与施工技术 UHPC因其极高的抗压强度、优异的韧性及耐久性，正逐步替代传统混凝土在高应力区域的应用。本书详尽解析了UHPC的微观结构机理，重点在于纤维增强（特别是钢纤维和聚合物纤维）对抗裂性能的提升机制。内容包括：UHPC在预制构件（如叠合剪力墙、新型桥梁梁段）中的应用工艺、低温及常温养护制度的优化，以及针对薄壁构件的浇筑技术。 2.2 钢材的耐火、耐腐蚀性能强化与新型合金应用 针对海洋环境、寒冷地区等特殊工程背景，本书深入探讨了高耐候钢（Cor-Ten Steel）的锈层演化规律及其在景观结构中的应用。此外，着重分析了高强度钢材（如Q550以上等级）在保证塑性和焊接性能前提下的使用规范和设计要点，以及如何通过涂层技术（如热浸镀锌、耐火涂层）来延长结构寿命。 2.3 复合材料在结构加固与新型构件中的集成 碳纤维增强聚合物（CFRP）和玻璃纤维增强聚合物（GFRP）的应用已从单纯的结构加固扩展到新型结构体系的构建。本书详细对比了CFRP在抗拉强度、模量与传统钢筋的差异，并提供了一套完整的基于极限状态法的CFRP筋混凝土构件设计方法。此外，对纤维缠绕技术在制造高承载力柱和管道结构中的应用潜力进行了探讨。 第三部分：工程案例的数字化模拟与性能验证 本部分将前两部分的理论与材料技术应用于实际工程场景，强调从数字化模型到现场验证的完整流程。 3.1 复杂节点的高精度建模与应力集中分析 针对钢结构中的复杂节点（如斜交桁架节点、管型柱与梁的焊接节点），本书指导读者如何利用微元分析（Micromechanics）和超高精度网格划分技术，模拟焊接残余应力场对节点承载力的影响。重点讲解了如何识别并消除模型中的应力奇点，确保分析结果的工程可靠性。 3.2 结构全寿命周期评估（LCA）与可持续性指标量化 本书将结构优化与环境影响评估相结合。介绍了如何将材料的隐含碳排放（Embodied Carbon）纳入拓扑优化目标函数，以实现“低碳结构”设计。详细阐述了基于ISO标准和LCA软件的结构寿命期能耗与废弃物产生量分析方法，为绿色建筑认证提供量化依据。 3.3 结构健康监测（SHM）数据与反向工程应用 介绍了如何将传感器网络（如光纤布拉格光栅、应变片）采集的实时结构响应数据，通过模型修正算法（Model Updating），反向校准和优化现有的有限元模型。这使得工程师能根据实际服役状态而非设计假定来评估结构的剩余寿命和安全裕度，实现真正的基于状态的维护管理。 本书特色： 实践导向： 几乎每一章节都附有详细的软件操作流程指导（如使用特定商业有限元软件进行高级分析的脚本或步骤），并配以高分辨率的模拟截图和计算结果图表。 跨学科视野： 融合了材料科学、计算力学、优化理论和环境工程的知识体系。 前沿聚焦： 讨论的课题均是当前工程界热点，例如增材制造（3D打印）对结构连接件设计的影响、智能材料在结构自适应系统中的潜力。 本书旨在帮助专业人士从“遵循规范”的传统思维，跃升至“创新设计”和“性能主导”的现代工程范式。

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这本书的章节逻辑安排，简直就像是为我量身定做的学习路径图，完全没有那种东拉西扯、让人抓不住重点的感觉。它非常清晰地将复杂的机械设计流程切割成了若干个可独立攻克的模块。我印象最深的是它对高级曲面建模的处理，很多其他教程里一笔带过的内容，这本书却用了整整三章的篇幅去深入剖析不同曲面类型的生成逻辑、编辑技巧以及它们在实际零件造型中的应用场景。作者似乎深知机械设计中的“细节决定成败”，因此在讲解装配体和工程图输出时，那种对公差、配合、标注规范的强调，简直达到了偏执的程度。阅读这些内容时，我真真切切地感受到了一种“专业”的力量——它不是在教你操作软件，而是在规范你的设计行为。每当学完一个章节，书后附带的那些实践案例（虽然只是理论性的描述）都能让我立刻尝试将所学知识应用到虚拟的工作中去。这种即学即用的设计，极大地增强了我的学习动力，让我觉得手中的这本书，真的是一本可以伴随我从新手成长为合格设计人员的“工具书”，而非仅仅是速成指南。

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从一个长期在制造业摸爬滚打的老技术人员的角度来看，这本书的价值远超其定价。它最成功的一点在于，它没有将AutoCAD仅仅当作一个绘图工具来介绍，而是将其定位为一套完整的“工程语言”的载体。比如，它在讲解工程图标准化时，引用了大量的国家标准符号和视图表达规则，这些内容很多软件教程是直接跳过的，认为读者可以自行查阅。但作者坚持将其融入到软件操作流程中，使得读者在学习画图的同时，就完成了对工程制图规范的学习。特别是对于如何通过图层管理、线型设置来高效地表达复杂的机械装配关系，书中的讲解独具匠心，直接点明了如何利用软件特性来“说话”，而不是单纯地“画图”。这种将软件技能与行业规范深度融合的教学方法，是我在其他同类书籍中很少看到的。它培养的不是“会用软件的人”，而是“能用软件解决实际工程问题的人”。阅读完这本教程，我感觉自己不仅掌握了一套操作流程，更重要的是，构建了一个系统化的机械设计思维体系框架。

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这本书的排版风格，说句实在话，有点像是上个时代的“百科全书”风格，字体不算特别现代，图例的色彩饱和度也偏向柔和的工程色系，整体给人一种非常沉稳、可靠的感觉，绝无现在市场上流行的那种轻浮和碎片化的趋势。我特别喜欢它在章节末尾设置的“知识点回顾与自测”环节。这些小测验不是那种简单的选择题，而是要求读者用文字描述出某个复杂操作的步骤，或者分析某个设计错误的原因。这种深度的自我检验机制，迫使我不能只是走马观花地看一遍操作步骤，而是必须真正理解背后的原理。我发现，很多我自以为已经掌握的命令，在这些回顾环节中总能暴露出我理解上的盲区。这种强迫性的深入思考，极大地提高了我的知识留存率。相比于那些只提供视频教学或在线资源的材料，这本书的物理存在感和这种结构化的自我反馈机制，让我更有安全感，仿佛手里握着的是一份经过时间检验的、可以随时翻阅的“设计圣经”。

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这本书的封面设计得相当朴实，可以说是“返璞归真”的典范了。厚厚的篇幅一看就知道内容量是相当扎实的，拿在手里沉甸甸的，给人一种“硬核技术手册”的信赖感。我尤其欣赏它那种毫不花哨的排版风格，图文并茂的布局清晰地引导着学习的脉络。当我第一次翻开它，就被其中详尽的步骤分解所吸引。它不像某些教程那样上来就丢给你一堆复杂的命令和概念，而是非常耐心地从最基础的绘图环境设置讲起，仿佛一个经验丰富的老工程师手把手地教你如何“安放”你的第一个图层。特别是关于二维草图的讲解部分，那真是细致入微，连鼠标的移动轨迹和快捷键的使用时机都标注得清清楚楚，这对于我这种初学者来说，简直是救星般的存在。书中对于“标准”这个词的理解似乎很到位，它不仅教你怎么画，更强调了为什么要这样画，背后的行业规范和设计意图都穿插其中，让人在学习技能的同时，也能建立起初步的设计思维框架。如果说有什么遗憾，或许是字体和纸张的选择上，再高端一些，阅读体验会更上一层楼，但瑕不掩瑜，内容上的深度和广度完全弥补了这些“表象”上的不足。

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初次接触这本书时，我原本以为它会是一本枯燥乏味的软件操作手册，毕竟“标准教程”这几个字听起来就带着一丝刻板。然而，阅读的过程中，我发现作者在文字的间隙中，巧妙地植入了大量行业经验和“避坑指南”。例如，在讲解如何处理复杂的零件拆分和特征继承时，书中不止一次地提醒读者，在某些特定情况下，直接使用A方法会造成后续修改的巨大麻烦，而推荐使用B方法，并给出了详细的理由。这种前瞻性的指导，对于一个正在建立设计习惯的新手来说，价值千金。它不仅仅是告诉我“怎么做”（How），更重要的是告诉我“为什么这样做”（Why）以及“不这样做会怎样”（What If）。此外，书中的插图质量非常高，分辨率清晰，线条精准，这在学习三维建模时至关重要，因为任何一个细微的视角偏差都可能导致我们对模型结构产生误判。虽然这是一本关于2009版本的教程，但其核心的设计理念和方法论，即便放在今天来看，依然具有极强的指导意义，体现了优秀技术书籍经久不衰的价值。

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适用于初学者，上手快，但没有提高，只是打基础。讲解很清晰，阅读基本无障碍。是机械设计课程设计的好帮手。

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适用于初学者，上手快，但没有提高，只是打基础。讲解很清晰，阅读基本无障碍。是机械设计课程设计的好帮手。

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适用于初学者，上手快，但没有提高，只是打基础。讲解很清晰，阅读基本无障碍。是机械设计课程设计的好帮手。

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适用于初学者，上手快，但没有提高，只是打基础。讲解很清晰，阅读基本无障碍。是机械设计课程设计的好帮手。

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适用于初学者，上手快，但没有提高，只是打基础。讲解很清晰，阅读基本无障碍。是机械设计课程设计的好帮手。