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出版者:中国建筑工业出版社

作者:王彦生

出品人:

页数:103

译者:

出版时间:2009-9

价格:13.00元

装帧:平装

isbn号码:9787112111701

丛书系列:高等学校规划教材

图书标签:

• 教材
• 中国
• 材料力学
• 力学实验
• 工程力学
• 实验教学
• 高等教育
• 理工科
• 大学教材
• 实验报告
• 应力应变
• 材料性能

好的，这是一份关于《材料力学实验》之外的其他图书的详细简介： --- 图书系列推荐与深度导读 本篇推荐将聚焦于工程科学、基础物理、先进材料以及结构设计等多个领域的热门书籍，旨在为不同背景的读者提供拓宽知识视野的优质选择。这些书籍各有侧重，从理论基础的构建到实际应用的深入剖析，都提供了扎实的学术内容。 一、 结构动力学与抗震设计：深入解析动态荷载下的结构响应 推荐书目：《结构动力学基础与地震工程实践》 内容概述： 本书是一部系统阐述结构动力学基本理论并结合现代抗震工程实践的专业著作。它超越了传统静力学分析的范畴，将时间变量引入结构响应的计算模型中，是土木工程、机械工程及航空航天等领域高级研究人员和工程师的必备参考书。 第一部分：理论基石的奠定 全书首先从单自由度系统（SDOF）的振动分析入手，详细推导了自由振动、受迫振动以及瞬态响应的微分方程。作者清晰地阐释了质量、刚度、阻尼这三大基本参数在动态分析中的物理意义和数学表述。重点讲解了模态分析的概念，如何通过求解特征值问题，将复杂的多自由度系统解耦成一系列独立的单自由度系统，这是进行模态叠加法计算的理论前提。 在深入到连续体结构时，本书详尽介绍了偏微分方程的建立过程，以及如何应用瑞利-里兹法（Rayleigh-Ritz Method）和有限元方法（FEM）对复杂构件的模态进行数值求解。书中特别关注了阻尼模型的选择与辨识，对比了粘滞阻尼、库仑阻尼等不同模型在实际工程问题中的适用性与局限性。 第二部分：地震工程的交叉应用 本书的精华在于其对地震工程的深入覆盖。作者从地震波的生成机制、传播特性入手，讲解了场地效应（Site Effect）对地震动输入的影响。随后，全书的核心转向了结构在地震作用下的非线性响应分析。这包括塑性铰（Plastic Hinge）的建立、滞回模型的选择（如王-张模型、骨架曲线模型），以及如何进行基于性能的抗震设计（Performance-Based Earthquake Engineering, PBEE）。 书中引入了先进的分析技术，如时间域非线性分析（Time-History Analysis）与概率安全性评估（Probabilistic Seismic Demand Analysis, PSDA）。通过大量的工程实例，读者可以学习如何根据设防目标（如即时投入使用、人员安全、防止倒塌）来确定结构的阻尼比、耗能元件的布置以及隔震与主动控制技术的应用。 面向读者： 结构工程研究生、抗震设计工程师、结构动力学研究人员。 --- 二、 先进材料科学与制备：探索微观结构与宏观性能的统一 推荐书目：《纳米复合材料的界面调控与性能优化》 内容概述： 在材料科学领域，复合材料，尤其是纳米尺度的增强复合材料，是实现特定功能和极端性能的关键。本书聚焦于如何通过精确控制材料的微观界面来塑造宏观力学、热学及电学性能，是材料制备、应用开发人员的深度参考读物。 第一部分：界面物理化学基础 本书首先回顾了经典的复合材料理论，如混合律（Rule of Mixtures）和改进的Chow-Grimmer模型，并指出了它们在纳米尺度下的不足。随后，深入探讨了增强相（如碳纳米管、石墨烯、纳米晶体）与基体材料（聚合物、金属、陶瓷）之间的界面相互作用。这部分内容详细阐述了化学键合、范德华力、氢键等作用力在界面应力传递中的决定性作用，并引入了界面能和界面应力转移长度（Interfacial Load Transfer Length）的概念。 第二部分：界面工程与增强机制 重点章节讨论了界面调控的技术手段，包括表面功能化处理（如使用偶联剂、等离子体改性）、原位聚合技术以及气相沉积技术。作者详细分析了增强体在基体中的分散均匀性（Dispersion）对材料性能的极端影响，并提供了多种量化分散程度的表征方法，如冷透射电镜（Cryo-TEM）分析。 在性能优化方面，本书通过多尺度建模（Multiscale Modeling）的方法，将分子动力学模拟（MD）与连续介质力学相结合，预测了在拉伸、压缩、蠕变等不同载荷下的应力-应变曲线。特别关注了纳米复合材料的疲劳行为和断裂韧性，阐释了界面如何通过裂纹偏转、桥接和吸收能量来提高材料的韧性。 第三部分：前沿应用案例 书末列举了高强度轻量化结构件、先进电磁屏蔽材料以及生物医用植入材料等应用实例，展示了界面工程在解决实际工程挑战中的巨大潜力。 面向读者： 材料科学与工程、高分子科学、生物材料等领域的研究生及研发工程师。 --- 三、 经典控制理论与现代系统辨识 推荐书目：《线性系统理论与反馈控制设计》 内容概述： 控制理论是连接数学模型与工程实践的桥梁，本书系统地梳理了经典控制理论与现代控制理论，并着重于系统的状态空间描述和先进的反馈控制设计方法。 第一部分：经典控制的复习与深化 本书从拉普拉斯变换和传递函数出发，回顾了频域分析（伯德图、奈奎斯特图）和时域分析（暂态响应、稳态误差）。它不仅讲解了如何使用PID控制器进行基本调节，还深入探讨了前馈控制和复合控制策略，以克服纯粹的反馈控制在处理已知扰动时的滞后性。 第二部分：状态空间方法的构建 全书的重点转向了现代控制理论的核心——状态空间表示。作者详细解释了如何从物理模型导出状态变量方程，并介绍了系统的能控性（Controllability）和能观测性（Observability）的判据。这些判据是设计状态反馈控制器和观测器的基础。 第三部分：先进控制与系统辨识 本书介绍了基于极点配置（Pole Placement）的状态反馈设计，以及观测器（如Luenberger观测器、卡尔曼滤波）的设计。此外，书中还专门开辟章节讨论了系统辨识（System Identification），即如何利用实验数据（输入信号和输出响应）来估计未知系统的状态空间模型或传递函数模型，这在对复杂物理系统进行建模时至关重要。最后，本书对鲁棒控制（H-infinity控制）和最优控制（LQR）进行了初步介绍，为后续高级学习打下基础。 面向读者： 自动化、电气工程、机械电子工程等专业的本科高年级学生及研究生。 --- 四、 工程流体力学与数值模拟 推荐书目：《湍流模型与计算流体力学（CFD）进阶》 内容概述： 本书是流体力学领域，特别是计算流体力学（CFD）应用研究的权威指南，专注于处理工程中最常见也最难以精确预测的湍流现象。 第一部分：湍流理论的回归与深化 本书首先回顾了Navier-Stokes方程，并详细推导了雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程。重点在于湍流的本质——涡量和应力张量——以及如何对其进行封闭（Closure Problem）。 第二部分：主流湍流模型的剖析 本书对工程中最常用的湍流模型进行了全面、深入的比较和批判性分析： 1. 零方程模型与单方程模型： 如混合长度模型、Spalart-Allmaras模型。 2. 两方程模型： 详细剖析了$k-epsilon$ 模型（标准、重塑形、RNG等变体）和$k-omega$ 模型（特别是SST模型），分析了它们在近壁面处理、压力梯度对流等复杂流动中的优缺点。 3. 大涡模拟（LES）与直接数值模拟（DNS）： 介绍了亚格子尺度的建模方法，以及LES在预测非定常、分离流动中的优势，并指出了DNS的计算成本限制。 第三部分：CFD数值实现与后处理 本书不仅停留在理论层面，还深入到数值实现的细节，如有限体积法、离散格式（迎风格式、中心格式）、网格生成策略（结构网格、非结构网格、混合网格）以及收敛性判定标准。在后处理部分，重点讲解了如何通过积分变量（如升力、阻力系数）和可视化技术（如涡量云图、等值面）来准确评估仿真结果的物理意义和工程可靠性。 面向读者： 航空航天、能源动力、水利工程等领域的流体力学研究者及CFD工程师。

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材料力学是一门研究构件承载能力的科学，而材料力学实验是材料力学教学的一个重要的实践性环节。因为我们在对构件的承载力、刚度和稳定性进行理论分析时，往往是首先根据实验所观察的现象，提出相应的假设，然后再利用有关的力学和数学知识推证出结论，这些结论的正确性如何还必须通过实验来验证。

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