Encyclopedia of Structural Health Monitoring pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Boller, Christian/ Chang, Fou-kuo/ Fujino, Yozo

出品人:

页数:2960

译者:

出版时间:2009-3

价格:13082.00 元

装帧:

isbn号码:9780470058220

丛书系列:

图书标签:

• Structural Health Monitoring
• SHM
• Damage Detection
• Condition Monitoring
• Non-Destructive Testing
• NDT
• Sensors
• Vibration Analysis
• Data Analysis
• Engineering Mechanics
• Civil Engineering
• Aerospace Engineering

《结构健康监测百科全书》是一部综合性的参考资料，旨在为研究人员、工程师和技术人员提供在结构健康监测（SHM）领域内广泛的知识和实用信息。这本书深入探讨了SHM的各个方面，从基础理论到先进的应用实践，为理解和实施有效的结构健康监测策略奠定了坚实的基础。 本书首先从SHM的基本概念和原理出发，详细阐述了结构动力学、损伤力学以及信号处理等支持SHM技术的核心学科。读者将了解到如何识别、定位和量化结构中的损伤，以及这些损伤如何影响结构的性能和寿命。内容涵盖了从材料特性到宏观结构行为的各个尺度，使得读者能够对结构在各种载荷和环境条件下的响应有全面的认识。 在传感器技术方面，《结构健康监测百科全书》详尽地介绍了各种常用的SHM传感器，包括但不限于： 应变片（Strain Gauges）：深入解析了电阻应变片、光纤布拉格光栅（FBG）应变传感器等不同类型应变片的原理、安装方法、数据采集以及在监测结构应力方面的应用。 加速度计（Accelerometers）：介绍了压电、压阻、MEMS等不同类型的加速度计，以及它们在测量结构振动、模态分析和早期损伤检测中的作用。 位移传感器（Displacement Sensors）：涵盖了线性可变差动变压器（LVDT）、激光位移传感器、GPS等，用于监测结构的变形和位移。 损伤检测传感器（Damage Detection Sensors）：重点介绍了能够直接或间接反映材料损伤的传感器，如超声波换能器、声发射传感器（Acoustic Emission Sensors）、光学传感器等，以及它们在检测裂纹、腐蚀、冲击损伤等方面的能力。 环境传感器（Environmental Sensors）：包括温度传感器、湿度传感器、风速风向传感器、腐蚀监测传感器等，用于评估环境因素对结构性能的影响。 除了传感器硬件，本书也对数据采集系统（DAS）和数据传输技术进行了详细介绍。这包括采样率、分辨率、噪声处理、多通道同步采集以及无线数据传输（如Wi-Fi、Zigbee、LoRa）等关键技术，确保了SHM系统能够高效、可靠地获取和传输结构状态信息。 在信号处理与数据分析方面，《结构健康监测百科全书》提供了从原始数据到有意义的监测信息的转化过程。这包括： 时域分析（Time-Domain Analysis）：如均方根（RMS）、峰值检测、损伤指标（Damage Indices）的计算，以及残差分析方法。 频域分析（Frequency-Domain Analysis）：包括傅里叶变换（FFT）、功率谱密度（PSD）估计、模态分析（Modal Analysis）技术（如自然频率、阻尼比、振型）的提取和变化分析，以及利用模态参数的变化来指示损伤。 时频分析（Time-Frequency Analysis）：介绍短时傅里叶变换（STFT）、小波变换（Wavelet Transform）等方法，用于分析非平稳信号，捕捉瞬态损伤事件。 损伤诊断与评估（Damage Diagnosis and Prognosis）：详细讲解了模式识别技术（Pattern Recognition）在SHM中的应用，包括特征提取、分类器设计（如支持向量机SVM、神经网络NN、模糊逻辑）以及基于模型的方法。此外，书中还涉及损伤定位（Damage Localization）和损伤量化（Damage Quantification）的技术，以及损伤演变预测（Prognosis）的研究进展。 《结构健康监测百科全书》的书写风格严谨、逻辑清晰，理论阐述辅以大量的图表和实例，使得复杂的技术概念易于理解。内容组织上，本书遵循从基础到应用的逻辑顺序，逐步深入。 在应用领域方面，本书广泛覆盖了SHM在不同结构类型中的实际应用，具体包括： 桥梁结构（Bridges）：监测桥梁的运营状况、损伤发展、交通载荷影响，评估桥梁的剩余寿命，如混凝土桥、钢桥、斜拉桥、悬吊桥等的监测案例。 飞机结构（Aircraft Structures）：关注飞机机身、机翼、发动机等关键部件的结构完整性，检测疲劳裂纹、冲击损伤，以及在飞行过程中实时监测结构响应。 风力涡轮机（Wind Turbines）：监测风力涡轮机叶片、塔筒、传动系统的健康状态，预防故障，优化维护计划。 建筑物（Buildings）：用于监测高层建筑、历史建筑、体育场馆等在地震、风荷载、材料老化等作用下的安全性。 船舶与海洋结构（Ships and Offshore Structures）：如油轮、集装箱船、平台、海底管道等，监测材料腐蚀、结构疲劳、平台稳定性等。 其他基础设施（Other Infrastructure）：包括隧道、轨道交通、压力容器、管道系统等。 本书还探讨了SHM系统的设计、实施和维护的关键考量，例如： 系统集成（System Integration）：如何将不同类型的传感器、数据采集系统、处理单元以及通信网络有效地集成到一个协同工作的SHM系统中。 数据管理与存储（Data Management and Storage）：面对海量的监测数据，如何进行有效地存储、管理、检索和备份，以及构建数据平台。 长期监测策略（Long-term Monitoring Strategies）：如何在结构的整个生命周期内维持SHM系统的有效运行，并根据监测结果调整维护计划。 标准化与规范（Standards and Regulations）：讨论了SHM领域的现有标准和未来发展趋势，以及如何符合相关行业规范。 《结构健康监测百科全书》不仅提供了详尽的理论知识和技术细节，还包含了大量的案例研究和最佳实践，帮助读者将所学知识应用于实际工程问题。这本书是任何希望深入了解结构健康监测领域、优化结构性能、提高安全性的专业人士不可或缺的资源。它为读者提供了一个全面、深入的视角，帮助他们应对现代工程结构在复杂环境和载荷下的挑战。

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这本书的文字功底实在令人佩服，那种行云流水的叙述方式，让原本可能枯燥的技术性内容变得引人入胜。我尤其欣赏作者在论述理论模型时所展现出的那种深厚底蕴，它不是生硬地堆砌公式，而是将数学语言完美地融入到对物理现象的深刻洞察之中。举个例子，书中对于模态分析中阻尼效应的处理，与其他教材的阐述方式截然不同，它从能量耗散的微观角度出发，构建了一个非常直观且可操作的框架。我尝试按照书中的步骤对一个实际工程案例进行了初步分析，结果显示其预测精度远超我以往采用的方法。更难能可贵的是，作者在每个关键部分的结尾处，都会设置一个“思考与展望”的小节，引导读者超越当前知识边界去探索更深层次的问题，这种教学相长的设计，极大地激发了我的研究热情。可以说，这不是一本简单的参考书，而更像是一位经验丰富的导师在耳边细细道来，让人受益匪浅。

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我必须得说，这本书在配图和图表的质量上，达到了出版界的顶尖水准。那些复杂的结构示意图、实验装置图以及数据拟合曲线，无一不是高清且信息量巨大，为理解那些晦涩的数学模型提供了极佳的视觉辅助。特别是那些用于对比不同监测方法有效性的对比图表，设计得极其精妙，只需一眼便能捕捉到核心差异。我将这本书带到我的研究小组中，大家都一致认为，它极大地提高了我们文献阅读和讨论的效率。以往我们需要花大量时间在不同论文间跳转比对概念，现在只需对照这本书中的某个图表，就能快速达成共识。这本书的价值不仅在于提供了知识，更在于它提供了一种高质量的、统一的知识表述和交流语言。它不仅是知识的载体，更是提升整个团队专业沟通效率的利器，我非常庆幸能拥有它。

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这套书的编纂规模之宏大，简直令人咋舌，感觉作者穷尽了近十年来的所有重要文献和工程实践案例才得以完成。我特别关注了其中关于数据处理和信号识别的部分，内容之详尽，超出了我的所有预期。它不仅涵盖了傅里叶变换、小波分析等基础工具，更是详细剖析了近年来兴起的机器学习在故障诊断中的应用，包括不同神经网络结构的优劣对比和具体实现步骤。我注意到，作者在介绍这些算法时，并没有停留在理论层面，而是提供了大量的实际操作代码片段和伪代码，这对于我们这些需要将理论转化为实际工程应用的人来说，无疑是雪中送炭。每次遇到技术瓶颈，翻开这本书，总能找到对应的解决方案或至少是解决问题的方向。这种兼顾理论深度与实践操作广度的平衡感，是很多专业书籍难以企及的。它真正做到了连接学术前沿与一线工程师的需求。

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这本书的封面设计深得我心，那种沉稳又不失现代感的色调，让人一拿到手就能感受到它的分量和专业性。我本来是抱着学习和查询资料的目的来的，没想到翻开扉页就被那种严谨的排版和清晰的逻辑结构所吸引。尤其是目录部分，条理分明，每一个章节的标题都精准地概括了其核心内容，让人对全书的脉络一目了然。比如，关于传感器技术的介绍，它不是简单地罗列各种型号，而是深入探讨了不同传感器的适用场景、优缺点以及最新的发展趋势，这对于我们工程领域的人来说，简直是教科书级别的指南。我对其中关于非接触式检测方法的章节印象尤为深刻，作者似乎对前沿研究了如指掌，引用了大量最新的科研文献，让我对未来技术的发展方向有了更清晰的认识。阅读过程中，我发现作者在解释复杂概念时，总能找到非常形象的比喻或实例，这大大降低了理解的门槛，即便是初学者也能快速上手。总的来说，这本书的装帧和内容组织都体现了高水准的学术素养，是值得长期置于案头的工具书。

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阅读这本书的过程，与其说是学习，不如说是一场思想的洗礼。作者的叙事视角非常独特，他似乎总能从一个宏观的系统视角来审视每一个微小的监测技术。例如，在讨论不同材料的疲劳寿命预测时，他并未孤立地看待材料本身，而是将其置于整个基础设施的服役环境、载荷历史以及经济效益评估的大背景下进行综合考量。这种系统工程的思维模式，极大地拓宽了我解决问题的思路。书中穿插的不少历史回顾部分也十分精彩，它梳理了结构健康监测领域从最初的电阻应变片到如今光纤传感网络的发展脉络，让人对这项技术的发展历程有了更深刻的理解和敬畏感。尤其是关于标准制定和规范化的讨论，极具前瞻性，指出了当前行业内存在的痛点和未来需要努力的方向。对于任何想从事该领域规划和决策工作的人来说，这本书提供了不可或缺的战略高度。

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