Fracture and Fatigue Control in Structures pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Prentice Hall College Div

作者:John M. Barsom

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1986-11

价格:USD 89.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780133298635

丛书系列:Prentice-Hall International Series in Civil Engineering and Engineering Mechanics

图书标签:

fracture
Fracture Mechanics
Fatigue Life
Structural Integrity
Materials Science
Engineering Mechanics
Failure Analysis
Damage Tolerance
Stress Analysis
Composite Materials
Reliability Engineering

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具体描述

The latest edition of this comprehensive publication concentrates on the practical applications of fracture mechanics to fracture and fatigue control in structures, emphasizing the driving force and the resistance force. It also examines fitness for service, or life extension, of existing structures whose design life may have expired but whose actual life can be continued. Finally, it provides case studies for the practicing professional engineer or graduate engineering student, which illustrate the effects of toughness, constraint, loading rate, failure analysis, and other factors that demonstrate the application of fracture mechanics to real-world structures. Five sections cover: Introduction to Fracture Mechanics; Fracture Behavior; Fatigue and Environmental Behavior; Fracture and Fatigue Control; and Applications of Fracture Mechanics - Case Studies.

好的，这是一份关于一本不包含《Fracture and Fatigue Control in Structures》内容的图书简介，重点介绍其核心内容和结构，力求详实且自然流畅。 --- 新一代结构动力学与抗震设计：基于先进有限元方法的全过程分析与控制书籍定位与目标读者：本书是一本面向土木工程、结构工程、力学及相关领域高年级本科生、研究生以及一线结构工程师的专业著作。它旨在系统性地梳理和深入探讨现代结构动力学理论在实际工程应用中的前沿进展，特别是侧重于复杂荷载作用下结构行为的数值模拟与抗震设计优化。本书聚焦于全过程分析、非线性动力响应以及主动与被动控制策略，为读者提供一套从基础理论到前沿应用、从静力到极端动力事件的全面知识体系。核心内容概述：本书结构严谨，内容深度适中，覆盖了从经典动力学到现代数值方法及先进控制技术等多个关键领域。全书共分为五大部分，共十五章，逻辑清晰，层层递进。第一部分：结构动力学基础与系统识别（第1章至第3章）本部分奠定坚实的理论基础，重点回顾和深化了经典的单自由度和多自由度系统的动力学分析。第1章：结构动力响应的经典理论回顾与深化。本章首先复习了线弹性结构在简谐荷载、瞬态荷载和地震波作用下的运动方程求解。随后，引入了模态叠加法在非对称结构分析中的修正应用，并详细讨论了阻尼对动力响应的实际影响，特别是粘滞阻尼、结构阻尼和射线阻尼的物理意义与参数识别方法。第2章：非线性系统的时程分析基础。从线弹性到非线性过渡是现代结构分析的必然要求。本章深入探讨了材料非线性和几何非线性对结构动力响应的显著影响。重点介绍了等效线性化技术在初步评估非线性影响中的局限性，并详尽阐述了Newmark-$eta$法、中心差分法等典型直接积分法的稳定性和精度控制，强调了时间步长的选择原则。第3章：基于现场数据的结构系统识别。强调从“设计模型”向“实际结构”的转变。本章详细介绍了两种主要的系统识别方法：基于模态试验的频域识别（如峰值频响函数法）和基于响应数据的时域识别（如子空间迭代法）。特别引入了利用健康监测（SHM）数据进行在线或近实时系统参数更新的算法，探讨了如何处理环境激励下的环境耦合效应。第二部分：先进有限元建模与材料本构（第4章至第6章）本部分聚焦于如何构建精确反映结构真实行为的数值模型，特别是针对复杂结构单元和先进材料的建模挑战。第4章：高性能计算环境下的单元选择与集成。讨论了梁、板、壳单元在高频动力分析中的离散误差控制。详细分析了奇异单元（Singular Elements）在模拟尖角、厚度突变处的应用，并对比了全应力-应变算法（如子结构法）与直接积分法在计算效率和精度上的权衡。第5章：混凝土与砌体的本构关系及动力演化。针对土木工程中的主体材料，本章提供了细致的非线性本构模型。对于钢筋混凝土，详细阐述了张拉-压损模型（Tension-Softening Models）在模拟裂缝扩展过程中的应用，并讨论了内摩擦角、剪胀性对砌体动力响应的影响。重点展示了如何通过损伤变量来描述材料退化。第6章：钢结构中的塑性铰与残余应力分析。钢结构的关键在于其延性。本章聚焦于塑性铰单元（Plastic Hinge Elements）的精确设置与性能化评估。引入了考虑温度和荷载历史的Bauschinger效应在钢材滞回曲线中的体现，并讨论了焊接残余应力场对结构局部屈曲动力性能的潜在影响。第三部分：强地面运动模拟与极端事件响应（第7章至第9章）本部分是本书的特色之一，专注于模拟和理解结构在极端动力事件（如强震、冲击）下的响应。第7章：人工地震波的合成与场地效应模拟。系统介绍了合成地震动波场的理论基础，包括随机过程模型（如Kanai-Tajimi谱）的参数确定。深入探讨了土体-结构相互作用（SSI）的建模，对比了等效基础模型（如Winkler弹簧）与全耦合有限元模型的适用性边界。第8章：结构在冲击荷载下的非线性瞬态分析。区分了地震激励与冲击激励（如爆炸、高速撞击）在时间尺度和能量输入上的差异。详细阐述了显式有限元法（Explicit FEM）在处理高度非线性、大变形和接触问题的优势，并讨论了侵蚀算法（Erosion Algorithms）在模拟构件失效和材料破碎时的应用。第9章：高阶非线性颤振与气动弹性稳定性。对于大跨结构，本章探讨了风致颤振的非线性稳定性问题。引入了气动阻尼矩阵的推导，并利用时域边界元法（BEM）与结构有限元模型进行耦合分析，预测复杂风场下结构的极限振幅和失稳临界速度。第四部分：先进结构控制策略（第10章至第12章）本部分是全书的另一重点，旨在介绍和量化现代减隔震和主动控制技术的有效性。第10章：基于非线性特性的隔震系统设计与分析。详细分析了叠层橡胶支座（LRB）和高阻尼橡胶支座（HDRB）的等效刚度和阻尼参数的确定。重点阐述了摩擦摆隔震系统（FPS）在不同地震强度下的滑动行为建模，并引入了基于性能的目标位移控制设计方法。第11章：粘滞阻尼器与粘滞型耗能元件的性能化评估。聚焦于各种类型的粘滞阻尼器，对比了牛顿型、幂律型阻尼器的力学特性。展示了如何通过动力时程分析，确定阻尼器在保证结构不屈服的前提下，实现对峰值位移和加速度的最佳削减效果。第12章：主动与半主动控制系统设计与实施。介绍基于传感器反馈的控制理论，包括LQR（线性二次调节器）和最优控制理论。重点讨论了半主动控制，特别是基于MR流体阻尼器的智能调控策略，如何根据实时输入信号动态调整耗能能力。第五部分：性能化评估与结构韧性化设计（第13章至第15章）本书最后部分将理论分析导向实际的工程评估标准与未来设计理念。第13章：基于性能的抗震设计（PBD）的动力学解读。将PBD的性能目标（如立即使用、生命安全、预防倒塌）与结构在特定地震波作用下的实际响应（屈服次数、最大层间位移角）进行量化关联。强调构件的延性要求是如何通过整体动力分析来验证的。第14章：结构损伤的实时评估与剩余寿命预测。探讨利用模态频率漂移和模态振型畸变作为损伤指标的方法。介绍了基于贝叶斯更新的损伤演化模型，用以预测结构在未来多次服役事件后的承载力衰减情况。第15章：韧性化结构体系的响应与冗余度设计。韧性（Resilience）是超越传统抗震的新要求。本章探讨了如何通过冗余路径、分散式耗能元件（如链节式耗能支撑）来设计能够在极端事件后快速恢复功能的结构体系，并提供了衡量系统韧性指标（如恢复时间、功能损失率）的计算框架。 --- 本书特点：本书的显著特点是其对“全过程”的强调，贯穿了从地震波输入到材料屈服、再到控制系统响应的全链条分析。它不局限于传统的振型分解响应谱方法，而是系统性地引入了大规模非线性动力时程分析的技术细节，结合了高性能计算工具的应用，确保了分析结果的精确性和工程实用性。读者将通过本书掌握从基础理论到前沿工程实践的桥梁性知识。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的篇幅浩瀚，内容密度极高，但其知识体系的构建却异常清晰流畅，体现了作者在结构可靠性领域几十年耕耘的深厚积淀。它对塑性断裂力学的引入，尤其是对小裂纹和大的塑性区域相互作用的分析，展现了超越传统线性断裂力学视野的广度。我特别欣赏它对“疲劳设计寿命”这一概念的哲学性探讨——它不提供一个简单的数字，而是教导读者如何理解和量化工程不确定性。在对关键结构进行评估时，如何平衡安全裕度和经济性，书中提供的决策框架极具参考价值。它不仅仅是关于材料和几何的知识，更是关于工程决策艺术的体现。读完它，我感觉自己看待任何受力结构的方式都变得更加审慎和全面，那种对潜在失效模式的敏感度，是任何快速指南都无法给予的。

评分☆☆☆☆☆

这本关于结构断裂与疲劳控制的著作，简直就是结构工程师的案头宝典。我记得第一次翻开它的时候，就被它那扎实的理论基础和详尽的工程实例深深吸引住了。书中对材料的微观断裂机制的剖析极为深入，从位错运动到裂纹萌生、扩展的整个过程，都描绘得丝丝入扣，让人仿佛能亲眼看到材料内部发生的那些微观战争。作者的叙述方式既严谨又不失生动，即便是初次接触这些复杂概念的读者，也能在循序渐进的讲解中，逐步建立起对断裂力学的宏观理解。特别是关于应力强度因子和断裂韧性的讨论，简直是教科书级别的精准阐述。我特别欣赏它对不同结构形式，如梁、板、压力容器在疲劳载荷下的响应分析，这些内容在实际工程设计中具有极高的指导价值，远超一般标准手册的泛泛而谈。它不仅仅停留在理论层面，更重要的是，它提供了如何将这些理论应用于实际结构安全评估和寿命预测的具体方法论，教会我们如何从源头上控制和规避结构失效的风险，非常实用。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，阅读这本结构疲劳控制的专著，对我来说是一次知识结构的重塑。它并非那种轻描淡写的入门读物，而是直击结构可靠性工程核心的硬核教材。书中对随机载荷下的疲劳累积损伤模型的建立，特别是基于概率论和统计学的方法，展现了作者深厚的学术功底。我尤其欣赏它在探讨疲劳裂纹扩展速率时，引入了环境因素（如腐蚀疲劳）和温度效应的复杂耦合分析。这种多变量交织的复杂问题，在许多同类书籍中往往被简化处理，但在这里，作者却坚持用最贴近实际的复杂模型进行求解，这对于从事航空航天或高端装备研发的工程师来说，简直是福音。书中的图表制作精良，数据详实可靠，每一次推导过程都经过了严密的逻辑校验，让人在阅读时产生一种绝对的信任感。它迫使我跳出“安全系数”的传统思维定势，转而关注结构全生命周期内的风险管理，极大地提升了我对结构健康状态的预判能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书在结构损伤容限设计这一章节的处理上，可以说是独树一帜，令人印象深刻。作者没有将“疲劳”视为一个孤立的问题，而是将其置于整个结构设计和维护体系中进行考量。我发现书中对于无损检测（NDT）技术与剩余寿命评估的结合点做了深入探讨，这一点在当前推崇“主动维护”的工业界背景下显得尤为重要。例如，它详细阐述了如何根据检测到的初始裂纹尺寸，结合特定的断裂参数，运用“损伤容忍设计”的理念来确定结构允许的服役周期。这种前瞻性的设计哲学，与传统的“过度设计”形成了鲜明对比。书中使用的案例研究都是基于真实世界中发生的失效事件的反向工程分析，使得理论指导更具说服力，让人在吸取教训的同时，也掌握了预防的工具。对我个人而言，这本书无疑是提升我的结构可靠性分析深度的重要阶梯。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，衡量一本工程书籍的价值，关键在于它能提供多少“可操作性”的知识。而这本关于断裂与疲劳控制的巨著，在这方面做得非常出色。它不仅是理论的殿堂，更是一本实操手册。书中对于断裂控制的各种技术，比如表面强化（滚压、喷丸）对疲劳性能的影响机制，以及如何选择和设计合适的表面处理工艺，都有非常细致的描述。更难能可贵的是，它还涉及到了先进复合材料结构在疲劳载荷下的特性分析，这一点在轻量化趋势下显得至关重要，因为复合材料的失效模式与金属截然不同。作者在解释这些复杂现象时，善于运用类比和直观的物理图像，即便是涉及到复杂的数值模拟方法（如有限元分析中的网格划分对裂纹尖端应力场的影响），也能用清晰的语言进行引导，让读者能够有效衔接理论与仿真实践。

评分☆☆☆☆☆