Theory of Plates and Shells

Theory of Plates and Shells pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Mcgraw-Hill College
作者:S. Timoshenko
出品人:
页数:580
译者:
出版时间:1959-6
价格:0
装帧:Hardcover
isbn号码:9780070647794
丛书系列:Mcgraw-Hill Engineering Societies Monographs
图书标签:
  • 板壳理论
  • 力学
  • 铁摩辛柯
  • 经典
  • 材料学
  • 数学
  • 建筑
  • Plate Theory
  • Shell Theory
  • Structural Mechanics
  • Finite Element Analysis
  • Elasticity
  • Structural Analysis
  • Civil Engineering
  • Mechanical Engineering
  • Applied Mathematics
  • Solid Mechanics
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具体描述

《结构力学的深度探索:屈曲、振动与非线性行为》 本书并非对薄板与薄壳理论的直接阐述,而是深入挖掘支撑这些经典理论的更广泛的结构力学基础,并在此基础上,系统性地探讨了结构在复杂应力状态下可能出现的各种非线性现象,如屈曲、振动以及更进一步的非线性响应。本书旨在为读者提供一个超越传统范式、更具前瞻性的结构行为理解框架。 第一部分:基础理论的重塑与拓展 我们从经典弹性力学中的应力与应变关系出发,但着眼点在于如何将其推广以应对材料和几何上的非线性。线性假设在小变形范围内是有效的,但当结构承受高载荷或其几何形态发生显著变化时,材料的本构关系可能偏离线性规律,同时结构自身的几何刚度也会发生改变,这些都是本书将深入剖析的关键。 非线性本构模型: 除了线弹性模型,本书还将广泛介绍几种重要的非线性本构关系,例如塑性力学中的屈服准则(如Von Mises和Tresca)及其流动法则,以及弹塑性体的加载-卸载行为。对于某些先进材料,如形状记忆合金或复合材料,其应力-应变曲线呈现的非线性特征,也将得到详尽的讨论。这部分内容将帮助读者理解材料本身的非线性如何影响结构的整体响应。 几何非线性: 结构的变形不仅仅是材料内部的应变,整体的几何变化同样会产生显著影响。当结构发生大变形时,其内部的力矩和力的作用方向会随之改变,从而引入几何非线性项。本书将详细推导描述大变形的几何方程,并阐述这些方程如何与材料的本构关系耦合,形成完整的非线性方程组。我们将探讨应力软化、应力硬化等几何引起的力学现象。 第二部分:屈曲——结构失稳的普遍规律 屈曲是结构力学中的一个核心现象,尤其对于细长或扁平的结构而言。本书将从能量法和平衡法两个角度,系统地分析结构的屈曲行为。 线性屈曲分析: 在线性弹性范围内,我们将推导典型的屈曲方程,并利用特征值分析方法求解结构的临界屈曲载荷。例如,欧拉柱的屈曲是分析的基础,我们将借此引入杆件的屈曲模式,并讨论边界条件对屈曲载荷的影响。 后屈曲行为: 结构的失稳并非在达到临界载荷时立即发生完全破坏,而是一个渐进的过程。本书将深入研究结构的后屈曲行为,包括载荷承载能力的下降(载荷下降路径)、自发变形等现象。我们将介绍非线性屈曲分析的方法,如增量载荷法和弧长法,以捕捉结构的真实后屈曲响应,这对于理解薄壳和薄板的屈曲行为至关重要,因为它们往往表现出显著的后屈曲承载能力。 复杂载荷与结构的屈曲: 除了简单的轴向力,本书还将探讨在组合载荷(如轴力与弯矩、剪力等)作用下结构的屈曲问题。此外,对于非均匀材料或复杂边界条件下的屈曲,也将提供相应的分析框架和实例。 第三部分:振动——结构的动态响应与稳定性 结构的振动是另一种普遍存在的力学现象,其研究对于桥梁、飞机、车辆等工程结构的动力学设计至关重要。本书将从模态分析入手,逐步深入到更复杂的动态行为。 自由振动与固有频率: 我们将推导结构的运动方程,并通过求解其特征值问题,得到结构的固有频率和振型。这将帮助读者理解结构有哪些“天然”的振动模式,以及这些模式的频率特性。 强迫振动与共振: 当结构受到外部周期性载荷时,会发生强迫振动。本书将重点分析共振现象,即当外力频率接近结构的固有频率时,振幅可能急剧增大,导致结构破坏。我们将探讨阻尼对共振的影响,以及如何通过设计来避免或控制共振。 稳定性分析与振动: 结构的动力学稳定性与振动行为紧密相关。例如,某些结构的振动可能会随时间增长,导致其失稳。我们将介绍李雅普诺夫稳定性理论在结构动力学中的应用,以及如何分析结构的渐近稳定性和指数稳定性。对于受参数激励的系统,其动力学不稳定性(如帕拉梅特里克共振)也将被详细讨论。 第四部分:非线性动力学与混沌 在某些情况下,结构的响应可能不仅仅是线性的振动或屈曲,而是表现出更加复杂和难以预测的非线性动力学行为,甚至可能出现混沌现象。 非线性振动理论: 本书将介绍几种基本的非线性振动分析方法,如摄动法、平均法和分岔理论。我们将分析非线性系统中的硬软振动、多重稳态、极限环等现象。 混沌动力学: 对于某些高度非线性系统,其长期行为可能对初始条件极其敏感,呈现出混沌特性。本书将介绍混沌的基本概念,如蝴蝶效应、分形吸引子等,并探讨在何种条件下,结构的动力学响应可能进入混沌区域。这将为理解极端工况下的结构失效机制提供新的视角。 耦合效应与多场耦合: 现代工程结构往往面临多物理场的耦合作用,例如热-力耦合、电-力耦合等。本书将探讨这些耦合效应如何引入更复杂的非线性行为,并给出相应的分析思路。 本书的编写风格力求严谨而清晰,在推导过程中注重数学的逻辑性,并在概念介绍后辅以典型的工程实例,帮助读者将理论知识与实际应用联系起来。本书的读者对象包括结构工程、机械工程、航空航天工程等领域的工程师、研究人员以及高年级本科生和研究生,他们希望在理解传统结构力学理论的基础上,进一步掌握结构在复杂非线性条件下(包括屈曲和振动)的深刻力学行为,并能够运用先进的分析方法解决实际工程问题。

作者简介

目录信息

读后感

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一张图,一段话,说清楚了平板大变形的应变-位移关系。

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一张图,一段话,说清楚了平板大变形的应变-位移关系。

用户评价

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这本书的符号体系混乱到令人发指,简直是符号学的灾难现场。同一个希腊字母在不同章节中代表的物理量可能完全不同,而作者似乎从未意识到需要一个统一的符号表来规范这些标记。比如,第一次出现 $ au$ 可能代表剪应力,但到了描述壳体挠度时,它可能突然变成了薄膜张力。更别提那些混用的上下标和求和约定,让我花费了大量时间去猜测作者到底想表达什么,而不是去理解背后的物理意义。这种对基本规范的漠视,极大地增加了阅读的认知负荷,严重阻碍了对复杂数学模型的把握。我感觉自己不是在学习结构力学,而是在进行一场永无止境的符号破译游戏,这对一个追求严谨性的工程学科来说,是不可原谅的疏忽。

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这本书的排版和装帧简直是一场灾难,拿到手就有一种廉价感扑面而来。纸张的质量粗糙得让人怀疑是不是直接从旧报纸上印出来的,墨水晕染得厉害,很多公式和图表的边缘都模糊不清,看得人眼睛生疼。更别提那蹩脚的装订了,稍微翻快一点,就能听到书脊发出令人不安的呻吟,我甚至担心它会在我第一次认真研读某个复杂章节时散架。清晰度极差的插图简直是雪上加霜,那些本该清晰展示结构受力点的示意图,现在看起来就像是抽象派的涂鸦,完全无法帮助理解书中的理论。如果作者和出版商在物理呈现上都如此敷衍了事,我实在很难对其中蕴含的知识深度抱有信心。这根本不是一本适合严肃学习的教材,更像是一个匆忙赶工的草稿集,阅读体验糟糕透顶,让人在还没进入正题时就产生了强烈的退却心理。

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我得说,这本书的习题部分简直是天方夜谭。它们要么是过于简单、重复性极高,属于那种只需要套用课本例题就能解决的“填充练习”;要么就是难度突然拔高到需要结合数篇研究论文才能勉强入手。缺乏那种能够真正引导学生深入思考、培养解决新问题的能力的“中间难度”习题。很多题目后面甚至没有提供答案或详细步骤,留给读者的只有无尽的困惑。如果说理论部分是枯燥的,那么习题部分就是令人绝望的。一本好的教材应该通过习题来巩固和深化对理论的理解,但这本书的习题更像是对作者个人智力挑战的一种展示,对读者的学习帮助微乎其微,让人在做完后依然感到知识的掌握是漂浮不定的。

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我必须指出,这本书在逻辑推进上的跳跃性令人发指。它似乎假设读者已经对微分方程、张量分析乃至基础的材料力学了如指掌,然而对于这些前置知识的介绍,却仅仅是寥寥数语或者干脆就是一句“读者应已熟悉”。当你试图跟随作者的思路推导一个复杂应力场的边界条件时,你会发现中间过程被大量省略,留下了一大片需要读者自行填补的空白。这种“你懂的”写作方式,对于初次接触该领域或者希望巩固基础知识的读者来说,简直是噩梦。更糟糕的是,章节之间的衔接生硬,从平面问题突然跳跃到曲面理论,中间缺乏必要的过渡和类比,使得学习曲线陡峭得像珠穆朗玛峰。我不得不频繁地在其他经典文献和网络资源中寻找解释,这本书本身提供的支持微乎其微,与其说是指导,不如说是在考验读者的自学能力和耐心极限。

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从内容深度来看,这本书在处理一些关键的、具有现代工程意义的课题时显得捉襟见肘,甚至有些过时了。例如,在涉及到非线性几何效应或者先进复合材料的分析时,书中描述的方法停留在上世纪中叶的标准线性弹性框架内,对于现代结构设计中愈发重要的接触问题、冲击载荷响应等,几乎没有涉及。即便是对经典理论的阐述,也常常是蜻蜓点水,缺乏足够的实例支撑来体现理论在实际工程中的应用价值。当我尝试将书中的公式应用于一个稍微复杂一点的实际案例时,我发现公式的适用范围极其受限,并且对于如何处理实际工况中的各种不规则性和非均匀性,书中提供的指导少之又少。这使得这本书更像是一部历史文献,而非解决当前工程难题的实用工具书。

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经典板壳理论教科书

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经典板壳理论教科书

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经典老书了,介绍了圆形、矩形平板/壳体的弯曲受力等问题,包括大变形理论。内容包括对基本的公式推到及点评,该书由于基础理论被很多相关论文引用。

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经典板壳理论教科书

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经典板壳理论教科书

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