Anisotropic Elasticity

Anisotropic Elasticity pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:OUP USA
作者:T. T. C. Ting
出品人:
页数:592
译者:
出版时间:1996-4-25
价格:GBP 88.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780195074475
丛书系列:
图书标签:
  • 数学
  • 固体力学
  • 力学
  • 弹性力学
  • 各向异性
  • 材料力学
  • 固体力学
  • 连续介质力学
  • 张量分析
  • 有限元分析
  • 结构力学
  • 工程力学
  • 物理学
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具体描述

Advanced undergraduate students in Engineering and Materials Science should have a good understanding of the property of elasticity. This book will be a vital resource for the complete study of elasticity as it is the only book on the particular subject of anisotropic materials. Homogenous materials, such as rubber bands, are said to be isotropic, and the mechanics of isotropic materials are easy to study and their problems easy to solve. However, for the whole new class of materials called composites, where two or more substances are combined for greater strength or superconductive properties, solving problems of the material's anisotropic elasticity are considerably more difficult. This book, however, is the first text to deal with the problems of composite, or anisotropic materials and their elasticity.

《各向异性弹性》一书深入探讨了在材料力学领域中,非均匀且各向同性的弹性行为。不同于材料在所有方向上都表现出相同弹性的各向同性材料,各向异性材料的弹性模量、泊松比等力学性能会随着方向的变化而变化。这种现象在自然界和工程应用中都普遍存在,例如木材、许多晶体、复合材料以及生物组织等。 本书详细阐述了描述各向异性弹性体行为所需的数学框架。读者将首先接触到张量分析的基础知识,这是理解和处理各向异性材料性质的关键工具。我们将从应力和应变张量的定义入手,逐步引入弹性常数张量,并解释其在各向异性材料中的复杂结构。对于对称性假设如何简化弹性张量,以及不同晶体学对称群如何影响材料的弹性行为,也将进行深入分析。 书中将详细讲解构成各向异性弹性体行为方程的基础——广义胡克定律。不同于各向同性材料中简化的应力-应变关系,我们将揭示各向异性材料中更普遍的、包含更多耦合项的十八个弹性常数(对于一般晶体)。此外,本书还将探讨如何通过实验方法,如单轴拉伸、剪切试验以及超声波测量等,来确定这些复杂的弹性常数。对于如何从实验数据中反演出材料的各项弹性参数,以及相关的校准和不确定性分析,也将提供详细的指导。 本书的另一重要组成部分是关于各向异性弹性体在各种加载条件下的变形和应力分布的分析。我们将深入研究各向异性材料中的应力集中现象,以及其与各向同性材料的显著差异。书中将提供求解各类边界值问题的解析和数值方法,包括有限元分析(FEA)在处理复杂几何形状和非均匀材料上的应用。对于如何构建适合各向异性材料的有限元模型,选择合适的单元类型和边界条件,以及结果的解释,都将提供详尽的案例分析。 此外,《各向异性弹性》还涵盖了许多实际应用中遇到的特殊问题。例如,将讨论在复合材料设计中,如何通过优化纤维取向和基体材料来获得所需的宏观力学性能。对于层压板的分析,将引入经典的层合板理论,并解释如何根据单层板的各向异性特性来预测整体板的力学响应。书中还将触及各向异性材料在疲劳、断裂以及蠕变等方面的行为,虽然这些可能在某些方面超出了纯弹性理论的范畴,但其基础弹性行为的理解是后续分析的关键。 对于工程师和研究人员而言,本书旨在提供一个全面而深入的知识体系,使其能够准确地描述、预测和控制各向异性材料在工程应用中的力学响应。无论是在航空航天、汽车制造、土木工程,还是在生物力学和材料科学领域,对各向异性弹性原理的深刻理解都至关重要。本书将通过清晰的理论推导、翔实的公式推导和典型的算例,帮助读者掌握这一复杂而重要的学科领域。 本书的目标读者包括但不限于:高等院校的材料学、力学、机械工程、航空航天工程等专业的学生,以及从事相关领域研究和开发的工程师、科研人员。对于希望深入了解材料非均匀性和方向依赖性力学行为的专业人士,本书将是一本不可或缺的参考书。

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目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的排版和结构设计,充分体现了作者对读者学习路径的尊重。它没有采用那种“先抛出最高深理论,再回头解释基础”的叙事方式,而是坚持从最直观的物理现象出发,逐步构建起抽象的数学模型。例如,在介绍微观结构对宏观力学性能的影响时,作者首先展示了晶界滑移和位错运动的电子显微镜图像,然后才引入了著名的Hall-Petch关系。这种“图像到公式”的过渡极其流畅自然。更值得称赞的是,作者在讲解傅里叶变换在瞬态冲击问题分析中的应用时,并没有直接跳到复频域,而是用了一整章的篇幅来回顾和巩固傅里叶级数在周期性载荷分析中的作用,确保了知识链条的完整性。对于一个有志于从事材料设计和新材料开发的研究人员来说,这本书提供的理论工具箱是极其丰富和实用的,它教会的不仅是如何计算,更是如何**预测**和**优化**材料在极端环境下的表现。

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我花了相当长的时间寻找一本能真正将“大变形理论”与“实际工况”有效衔接起来的教材,而这本厚重的典籍在很大程度上满足了我的期待。它并没有沉溺于纯粹的几何非线性推导,而是将重点放在了如何处理材料在承受巨大应变时其应力状态的剧烈变化。书中对拉格朗日描述和欧拉描述的切换策略进行了非常细致的辨析,这种辨析不是简单地罗列公式,而是结合了具体的变形案例,比如橡胶膜的拉伸和金属薄板的深冲压过程。更让我眼前一亮的是,作者对“应力路径依赖性”的论述,特别是对包辛格效应(Bauschinger effect)的阐述,它不再是一个孤立的现象,而是被整合进一个更宏大的塑性流动理论框架中进行讨论。书中穿插了大量的历史背景介绍,解释了为什么早期的工程模型(如经典的Tresca屈服准则)在处理现代高强度钢时会显得力不从心,这种历史的维度,使得纯粹的数学模型具有了鲜活的工程生命力。总体而言,这本书在理论深度和工程应用广度之间找到了一个近乎完美的平衡点,对于研究生阶段的读者来说,它提供的不仅仅是知识点,更是一种处理复杂力学问题的思维方式。

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坦白说,最初拿到这本书时,我有些担心它会过于学术化,难以用于指导我的实际项目——一个关于复杂几何形状部件的热应力分析。然而,深入阅读后发现,作者对“耦合场问题”的处理展现了极高的成熟度。它并没有将热学、电学与力学视为三个独立的章节,而是将它们编织成一个统一的理论体系。尤其在处理热弹性阻尼(thermoelastic damping)和压电效应引起的本征激励时,作者巧妙地运用了状态空间表示法,这使得原本在时间域和频率域上难以捉摸的动态行为,有了一个统一的数学描述工具。书中对边界条件的处理部分,几乎可以看作是一部微型的方法论指南,它清晰地区分了理想接触、摩擦接触以及粘附接触在数学模型上的细微差别,并对每一种情况下的数值稳定性提出了警示。我特别喜欢其中一个关于结构阻尼的章节,它引入了内耗的概念,并用实验数据佐证了理论预测的准确性,这让原本枯燥的微分方程求解过程变得有理有据,极大地增强了模型的说服力。

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这部关于应力分析的著作,虽然名字听起来就带着一股硬核的学术气息,但它在深入探讨材料力学原理的底层逻辑时,展现出了令人印象深刻的清晰度和严谨性。书中的图解部分尤其值得称道,作者似乎非常清楚初学者在面对复杂的张量表示法时会遇到的困境,因此精心设计了许多二维和三维模型的剖视图,这些图示不仅仅是示意,更像是辅助理解数学推导的直观向导。比如,在讲解夹层复合材料的界面剪切应力集中问题时,作者没有停留在纯粹的解析解层面,而是引入了有限元方法的思想框架,即便读者不是专业的数值模拟工程师,也能对“局部应力奇异性”的物理含义建立起扎实的感性认识。特别是关于本构关系的部分,对非线性粘弹性材料的松弛时间谱的描述,采用了层级递进的方式,先从最简单的Maxwell模型入手,逐步过渡到更复杂的Kelvin-Voigt组合,最后才触及实际工程中更常出现的蠕变和老化效应。这种循序渐进的编排,极大地降低了理解门槛,让原本晦涩难懂的固体力学概念变得触手可及,对于那些希望扎实掌握材料性能与结构响应之间内在联系的工程专业学生而言,无疑是一份宝贵的参考资料。

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这是一本需要细细品味的“内功心法”式的书籍,它的价值不在于提供现成的公式手册,而在于培养一种对“不确定性”的驾驭能力。书中对随机介质力学(Stochastic Mechanics)的探讨,是全书的亮点之一。作者很诚恳地承认了材料参数的随机性是工程实践中无法回避的现实,并系统地介绍了蒙特卡洛模拟方法在预测结构寿命时的应用局限与优势。在处理疲劳寿命预测时,它没有固守经典的S-N曲线,而是深入探讨了基于概率密度函数的Weibull分布在描述材料失效起始点上的优越性。书中对损伤容限设计(Damage Tolerance Design)的介绍,也充满了现代工程哲学的影子——即承认结构总会失效,但必须精确控制失效的概率和速度。阅读此书的过程,更像是一场与一位经验丰富、洞悉本质的导师的深入对话,他引导你从更宏大的尺度去审视力学问题,而非仅仅停留在局部平衡的求解上,这对于提升个人科研的站位和视野,有着不可替代的作用。

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太难看了 但真挺牛逼的

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