結構力學復習及解題指導 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:黃靖

出品人:

頁數:235

译者:

出版時間:2007-6

價格:28.00元

裝幀:

isbn號碼:9787114065408

叢書系列:考研專業課復習指導係列叢書

圖書標籤:

• 結構力學
• 復習
• 解題指導
• 工程力學
• 教材
• 輔導
• 應試
• 高等教育
• 大學教材
• 力學

現代結構分析與設計：從理論到實踐的全麵指南 第一部分：結構力學基礎與高級理論的深度融閤 本書旨在為土木、結構、機械等工程領域的學生、工程師和研究人員提供一個全麵而深入的結構力學知識體係，超越傳統教材的靜態描述，著重於現代工程實踐中的動態響應、非綫性分析和先進材料的應用。 第一章：靜力學、剛體平衡與自由度概念的重新審視 本章從最基本的力係平衡原理齣發，但立即引入瞭更復雜的概念，如虛功原理在高維空間中的應用，以及如何通過能量方法（如拉格朗日方程）來統一處理結構平衡問題。我們詳細探討瞭約束的分類——理想約束與實際約束的差異，並重點分析瞭如何準確識彆結構在各種邊界條件下的自由度，尤其是涉及柔性連接和接觸麵的復雜係統。本章的難點在於對“虛功”概念的精確物理圖像構建，通過實例演示，幫助讀者理解為何能量平衡是比牛頓第二定律更普適的分析工具。 第二章：材料本構關係與本構模型的演進 材料是結構力學的基石。本章不再停留在經典的鬍剋定律層麵，而是深入探討瞭工程中常用材料（鋼、混凝土、復閤材料）的非綫性本構行為。內容涵蓋瞭： 1. 彈塑性理論： 屈服準則（馮·米塞斯、德塞斯剋）、流動法則與硬化準則（隨動硬化、隨動強化）的數學描述及其在有限元分析中的實現路徑。 2. 蠕變與鬆弛： 針對高溫或長期荷載下的材料行為，介紹瞭粘彈性模型（如開爾文模型、麥剋斯韋模型）及如何利用時效函數進行預測。 3. 損傷力學初步： 引入瞭內聚力模型（Cohesive Zone Model, CZM）的概念，用以模擬材料的起裂、擴展和斷裂過程，這對於岩土工程和混凝土結構的精細化分析至關重要。 第三部分：梁、桁架與框架的撓度和內力分析的精細化處理 本部分著重於經典結構單元的深化分析，尤其強調瞭影響因素的耦閤作用。 第三章：變截麵與非均勻截麵結構的精確解法 傳統的梁理論（歐拉-伯努利梁理論）假設截麵不變。本章則專注於處理截麵幾何尺寸隨構件長度變化的梁（如懸臂吊臂、錐形柱）。我們引入瞭微分方程的變係數求解方法，並對比瞭半解析法（如冪級數展開）與數值積分法的適用範圍與精度。此外，對剪切變形（Timoshenko梁理論）在短梁和厚闆結構中的影響進行瞭量化分析。 第四章：超靜定結構與力法、位移法的係統化對比 本章係統地梳理瞭超靜定結構的解題策略。除瞭標準位移法和力法，我們詳細闡述瞭馬特洛夫法（Matrix Method）和超冪次位移法（Super-positional Displacement Method）的矩陣結構，並著重分析瞭在計算機求解時，如何通過對自由度進行優化排序來提高矩陣求解的效率和穩定性。重點案例分析包括空間桁架的剛度矩陣建立與求解。 第四部分：杆件的穩定性分析與動力學響應 穩定性與動力學是結構安全的關鍵領域，本部分提供瞭深入的理論基礎和工程應用指導。 第五章：綫彈性屈麯理論的高級應用 屈麯分析從歐拉臨界荷載開始，但本書的核心在於處理復雜情況下的穩定性問題： 1. 初始缺陷與殘餘應力的影響： 如何將隨機的初始幾何偏差（由製造或安裝引起）納入屈麯分析模型，並討論瞭其對臨界荷載的顯著削弱效應。 2. 非綫性屈麯： 引入瞭後屈麯分析（Post-buckling Analysis）的概念，特彆是對薄壁構件（如冷彎型鋼）的局部屈麯和麵內屈麯的相互作用分析（Plate Buckling Interaction）。 3. 考慮剪切的屈麯： 對厚闆和剪切變形顯著的結構，明確給齣Timoshenko屈麯公式的應用邊界。 第六章：結構動力學基礎與模態分析 本章為結構地震響應分析和振動控製打下堅實基礎。 1. 單自由度與多自由度係統的振動特性： 詳細推導瞭自由振動方程，並重點講解瞭如何通過質量矩陣和剛度矩陣的特徵值分解來確定係統的固有頻率和振型。 2. 質量和剛度的集中化處理： 在工程實踐中，需要對連續體進行離散化。本章討論瞭集中質量法、一緻質量法在梁和闆結構中的應用差異及其對高階模態的影響。 3. 阻尼的建模： 區分瞭粘性阻尼、結構阻尼和瑞利阻尼，並分析瞭如何通過實驗模態數據（如隨機共振法）來辨識和標定適用於動力分析的阻尼比。 第五部分：結構靜力與動力問題的有限元方法（FEM）基礎 本部分將理論知識係統地轉化為數值求解的框架。 第七章：平麵問題的有限元離散與形函數構建 本書詳細介紹瞭平麵應力、平麵應變問題的應力-應變關係及本構矩陣[D]。重點講解瞭等參單元（Isoparametric Elements）的構建過程，包括形函數（Shape Functions）的插值原理，以及如何計算雅可比矩陣（Jacobian Matrix）以處理幾何畸變的單元。通過具體實例（如三角形單元和四邊形單元），推導瞭單元剛度矩陣[k]的積分過程。 第八章：求解過程、後處理與誤差評估 本章麵嚮應用，討論瞭有限元求解的實際流程：全局剛度矩陣[K]的組裝、施加邊界條件後的方程求解（直接法與迭代法對比）、以及最終的後處理工作。至關重要的是，本章對有限元解的精度進行瞭探討，包括網格細化對收斂性的影響，以及如何通過應力跳躍（Stress Patch Recovery）來評估和改善計算結果的可靠性，確保計算結果能準確反映物理世界的真實狀態。 總結 本書強調理論的嚴謹性和工程實踐的緊密結閤，力求構建一個從基本力學原理到先進數值方法之間的無縫知識鏈條，使讀者能夠獨立進行復雜結構的精確分析與設計優化。

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