Cable Structures (Structural Mechanics) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:The MIT Press

作者:H. Max Irvine

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1981-05-13

价格:USD 55.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780262090230

丛书系列:

图书标签:

索结构
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Civil engineering
Structural engineering
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Cable-supported structures
Finite element analysis
Construction
Architecture
Design

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具体描述

好的，这是一本不包含《Cable Structures (Structural Mechanics)》内容的图书简介，聚焦于其他结构力学领域。 --- 结构与材料的对话：当代工程结构分析与设计新视野书籍名称：结构动力学基础与先进有限元方法：从经典理论到工程实践字数要求：约1500字内容概述：本书旨在为结构工程、土木工程及相关领域的专业人士、高级本科生和研究生提供一套全面而深入的结构分析与设计框架，重点探讨经典结构理论在现代工程挑战中的应用，并引入先进的数值计算方法，特别是有限元技术，以应对复杂荷载与材料行为。全书结构严谨，内容涵盖了从基本的静力平衡到复杂的非线性动力响应，强调理论深度与工程实用性的有机结合。 --- 第一部分：结构静力学与稳定性理论的再审视本部分致力于巩固和深化读者对传统结构静力学基本原理的理解，并将其扩展到更具挑战性的工程问题中。第一章：连续介质力学基础与应力分析本章从弹性力学的基本假设出发，详细阐述了笛卡尔坐标系下的平衡方程、几何方程和本构关系。我们深入探讨了二维和三维应力状态的分析工具，包括 Mohr 圆在应力解析中的应用，以及 Saint-Venant 问题的基本处理思路。重点分析了薄壁结构和厚壁容器中的应力集中现象，并引入了结构界面处的接触应力分析方法，为后续的复杂结构建模奠定坚实的理论基础。第二章：结构的几何非线性与屈曲分析结构稳定性是工程安全的关键。本章集中讨论了欧拉-伯努利梁理论在小变形假设下的局限性，并引入了几何非线性分析的概念。我们详细推导了考虑大变形效应下的梁、板和壳的平衡方程，特别是对后屈曲行为（Post-buckling behavior）进行了深入剖析。在屈曲分析方面，本书不仅涵盖了经典的欧拉屈曲公式及其在细长杆件中的应用，更着重介绍了实际工程中常见的侧向扭转屈曲和局部失稳问题，以及利用能量法（如瑞利-里兹法）求解临界载荷的工程技巧。对于复杂截面结构，我们利用摄动法和特征值分析，展示了如何精确预测其稳定的临界点。第三章：预应力结构与几何刚度本章专门讨论了预应力在现代结构设计中的作用，尤其是对于混凝土和钢结构体系。我们将预应力效应视为一种施加的初始应变或应力场，并将其纳入到线性静力平衡方程中。讨论了预应力对结构刚度的影响——几何刚度矩阵的引入，如何修正标准刚度矩阵，以准确评估结构在高应力水平下的承载能力和刚度退化趋势。本章还包括了预应力损失的计算模型及其对长期性能评估的意义。 --- 第二部分：结构动力学理论与振动控制本部分将研究时间和空间维度上变化的载荷对结构响应的影响，这是现代结构设计中不可或缺的一环。第四章：单自由度与多自由度系统的自由振动分析本章从最基础的单自由度系统（SDOF）开始，推导了其运动方程、固有频率和模态振型。随后，系统地扩展到多自由度系统（MDOF），阐述了质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵的建立。核心内容包括系统的特征值问题求解，即如何获得系统的特征频率和模态向量。我们深入讨论了模态叠加法在线性动力学分析中的应用，并展示了如何通过模态正交性简化大规模系统的响应计算。第五章：受迫振动与响应分析针对地震、风荷载等外部激励，本章研究结构在周期性或瞬态载荷下的响应。我们详细分析了谐响应（Harmonic Response）和瞬态响应（Transient Response）的解析解和数值解法。特别关注了共振现象及其在工程设计中的避免策略。此外，本章还引入了谱分析方法（Response Spectrum Analysis），这是一种在抗震设计中广泛应用的高效近似方法，详细解释了峰值因子和方法的适用条件。第六章：结构阻尼理论与主动/被动控制阻尼是耗散振动能量的关键机制。本章分类讨论了粘滞阻尼、材料阻尼和结构阻尼的本构模型，特别是 Rayleigh 阻尼与模态分析的结合。随后的内容转向主动和被动振动控制技术。我们探讨了粘滞阻尼器（Viscous Dampers）、粘弹性阻尼器（Viscoelastic Dampers）以及调谐质量阻尼器（TMD）的设计原理与有效性。对于主动控制系统，我们引入了现代控制理论的基础概念，如最优控制（LQR）在结构减振中的应用框架。 --- 第三部分：先进数值方法与材料模型本部分聚焦于解决复杂工程问题的核心工具——有限元方法，以及对先进材料行为的模拟。第七章：有限元方法（FEM）的理论基础与单元构建本章是全书的计算核心。我们从变分原理（如虚功原理和哈密顿原理）出发，推导出结构动力学问题的弱形式，进而系统地构建了有限元方程 $[M]{ddot{u}} + [C]{dot{u}} + [K]{u} = {F(t)}$。内容包括常用单元（如梁单元、板壳单元）的形函数选择、刚度矩阵的数值积分技术（如高斯积分），以及对单元选择对精度影响的讨论。第八章：材料本构关系与非线性有限元分析本章处理真实世界中材料的复杂行为。我们深入探讨了弹塑性模型（如Von Mises屈服准则、硬化法则），粘弹性与粘塑性模型（如Perzyna模型）。非线性有限元分析是本章的重点，详细阐述了位移几何非线性和材料非线性相结合时的迭代求解策略，如牛顿-拉夫逊法（Newton-Raphson）及其在结构承载力评估中的实际应用。第九章：接触分析与网格生成策略现代复杂结构（如连接节点、叠层结构）不可避免地涉及部件间的接触问题。本章介绍了接触算法的基础，包括罚函数法和拉格朗日乘子法在处理非穿透约束中的应用。此外，本书强调了高质量网格划分对计算结果准确性的决定性作用，讨论了结构拓扑优化与网格重构的初步概念，并提供了诊断网格奇异性问题的实用指南。 --- 本书特色：理论与实践并重：每章均配有详尽的工程案例分析，并提供了使用标准商业软件（如ABAQUS或ANSYS）进行建模和求解的验证步骤。深度与广度兼顾：覆盖了经典静力学到前沿非线性动力学的完整光谱，确保读者能够应对多尺度、多物理场耦合的结构挑战。专注于刚性与塑性结构：强调了传统钢筋混凝土和钢结构体系在极限状态下的力学行为分析。本书是结构工程师和研究人员深入理解和掌握先进结构分析技术的必备参考书。