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出版者:国防工业出版社

作者:高岩

出品人:

页数:264 页

译者:

出版时间:2005-9

价格:28.0

装帧:平装

isbn号码:9787118040470

丛书系列:

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• 工业设计
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现代建筑结构力学与结构设计理论 本书旨在深入探讨现代建筑领域中的结构力学基本原理、先进的结构分析方法以及前沿的结构设计理论与实践。本书面向土木工程、结构工程、建筑设计及其相关专业的高年级本科生、研究生以及工程技术人员，力求提供一个全面、深入且具有实际指导意义的知识体系。 --- 第一部分：结构力学基础的深化与扩展 (Foundation Deepening and Expansion) 本部分将对传统结构力学中的核心概念进行回顾与深化，引入更高阶的分析工具，为后续的复杂结构分析打下坚实的基础。 第一章：材料本构关系的现代视角 本章聚焦于非线性材料行为的描述与建模。首先，详细阐述经典线弹性理论的局限性，继而引入粘弹性、粘塑性材料模型，特别关注混凝土、钢材在长期荷载和高温条件下的复杂响应。深入探讨岩土材料的本构关系，如Drucker-Prager模型和修正的Mohr-Coulomb准则在边坡稳定和地基承载力分析中的应用。此外，对先进复合材料（如FRP筋材、木材工程材料）的应力-应变关系进行专题解析，强调其各向异性和层间剪切效应。 第二章：结构动力学基础 结构动力学是理解地震工程和风荷载响应的关键。本章从自由振动分析入手，详细推导单自由度、多自由度系统的运动方程。重点讲解模态分析的原理及其在结构振型分解反应谱法中的应用。引入阻尼理论，区分 Rayleigh 阻尼与结构固有阻尼，并探讨实际工程中阻尼参数的确定方法。对于连续体结构，将介绍能量法和有限元方法在求解动力学问题中的初步应用。 第三章：稳定性理论与屈曲分析 本章着重分析结构在轴向或侧向荷载作用下失稳的临界状态。详细阐述欧拉屈曲公式的推导与适用范围，并扩展至考虑初始缺陷、偏心受力和侧向扭转耦合的复杂屈曲问题。针对薄壁结构，深入分析局部屈曲和整体屈曲的相互影响，介绍基于能量法的瑞利-里兹法（Rayleigh-Ritz Method）进行非保守载荷下的稳定性分析。 --- 第二部分：先进结构分析方法与数值技术 (Advanced Analysis Methods and Numerical Techniques) 本部分侧重于介绍解决现代复杂工程问题的核心计算工具和方法论。 第四章：理论弹性力学的核心 将弹性力学提升到连续介质力学的高度，详细阐述应力张量和应变张量的坐标变换、本构关系和平衡方程。重点解决平面问题（如双曲问题的应力集中）和三维问题的解析解，如 Saint-Venant 问题的处理。引入 Airy 应力函数法及其在处理开口梁和板结构中的应用，为有限元分析提供理论基准。 第五章：结构有限元方法（FEM）的深入应用 本书将 FEM 视为结构分析的通用语言。本章超越简单的梁单元和板单元推导，深入探讨高阶单元（如四面体、楔形单元）的形函数构造、积分点的选择（如高斯-勒让德积分）以及数值稳定性问题。详细讲解非线性有限元分析的核心：力平衡的迭代求解（如牛顿-拉夫逊法）、初始刚度矩阵和残余力的计算，特别关注大变形几何非线性和材料非线性（如塑性铰的追踪）。 第六章：薄壳结构与空间桁架的分析 薄壳结构是现代大型结构（如穹顶、储罐）的常见形式。本章采用 Lame 参数化方法，推导中面薄壳的几何关系和应力方程。针对蝶壳、折板结构等复杂曲面，介绍适量曲率的壳单元（如广义折板单元）的建立。对于空间桁架，则重点分析在三维空间中如何通过节点刚度组装实现整体的精确受力模拟。 --- 第三部分：现代结构设计理论与性能化设计 (Modern Design Theory and Performance-Based Engineering) 本部分从规范化的设计转向基于性能目标的工程决策，关注结构的可靠性、耐久性和全生命周期评估。 第七章：钢结构设计的塑性化与抗剪滑移分析 现代钢结构设计强调充分利用材料的屈服潜力。本章深入探讨塑性铰的形成、发展及其对梁柱节点域的影响。详细解析 AISC/Eurocode 等规范中关于局部屈曲、支撑效应和连接区承载力的设计要求。特别关注高强度钢在高层建筑中的应用，以及焊缝和螺栓连接的疲劳累积损伤评估。 第八章：高性能混凝土结构设计与预应力技术 混凝土设计不再局限于配筋率的简单控制。本章详述高性能混凝土（HPC）的微观结构对其宏观性能的影响。重点讲解预应力混凝土的应力损失计算、锚具效率分析及后张预应力体系的优化设计。探讨剪力墙和核心筒结构在抗倾覆、抗扭转中的配合机制。 第九章：抗震设计与基于性能的设计方法（PBEE） 传统的抗震设计注重满足强度和延性要求，而 PBEE 更关注结构在特定地震烈度下能达到的可接受的性能水平（如正常使用、人员安全、防止倒塌）。本章介绍非线性静力推覆分析（Pushover Analysis）的应用，以及如何通过性能点（Performance Point）的确定来校核结构在不同风险情景下的表现。探讨了耗能支撑系统和隔震系统的动力学隔离原理。 第十章：结构可靠性与不确定性量化 结构安全是一个概率问题而非绝对概念。本章引入随机变量理论，讲解荷载和材料强度分布的统计特性。详细介绍一阶可靠度方法（FORM）和蒙特卡洛模拟（Monte Carlo Simulation）在计算结构可靠指标（Beta Value）中的应用。探讨结构全生命周期成本分析（LCCA）与可靠性指标的权衡，指导经济合理的结构设计决策。 --- 结语： 本书内容紧密围绕结构理论和工程实践的交叉前沿，旨在培养读者将复杂的数学模型转化为实际工程解决方案的能力，以应对未来基础设施建设中对安全、经济和可持续性的更高要求。通过大量的案例分析和数值模拟演示，确保理论与实践的无缝衔接。

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这本《工业设计材料与表面处理》的封面设计倒是挺吸引人的，色调沉稳，字体选择也显得专业。我原本以为这本书会深入探讨新材料的结构特性和先进的表面改性技术，毕竟现在工业设计对材料的性能要求越来越苛刻。然而，翻开这本书，我发现它更像是对传统材料学和基础工艺流程的一次梳理。内容上，对诸如高分子材料的力学性能、金属合金的基本分类以及常见的机械加工方法着墨颇多，但对于当前行业热点，比如智能材料、自修复涂层或者增材制造所需的特殊材料配比，几乎没有涉及。我特别期待看到关于如何平衡材料的环保性与功能性的深入分析，比如生物基材料在汽车内饰中的应用案例，这本书里更多是泛泛而谈，缺乏具体的工程实例支撑。对于初学者来说，或许能建立一个基础框架，但对于一个有一定行业经验的设计师而言，它的前沿性和深度远远不够，读起来感觉像是回到了十几年前的教材，缺乏对未来趋势的洞察和指导意义。整体感觉，像是教科书的初稿，内容偏基础，深度有待挖掘。

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这本书的参考文献和案例陈旧得令人担忧。在我阅读到关于塑料改性剂的那一章时，我注意到引用的数据和技术规范似乎停留在上一个世纪末。在工业设计领域，材料技术的迭代速度极快，新的环保法规、新的加工设备不断涌现，都直接影响着材料的选择范围和处理工艺的可行性。我期待看到对近五年内出现的关键技术，比如增材制造的材料兼容性、功能性纺织品的应用拓展，或者最新的纳米涂层技术有所涉猎。然而，这本书提供的知识点更像是“历史回顾”而非“未来指南”。如果一本材料书不能紧跟当前的技术前沿，它对正在进行创新研发的设计师的价值就会大打折扣。我不得不花大量时间去互联网上搜索确认某些工艺的现代应用状态，这完全违背了通过专业书籍高效学习的初衷，整体的“新颖性”评分极低。

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坦白说，这本书给我的感觉像是面向工程学而非设计学的材料入门读物，其视角过于偏向“制造可行性”，而对“设计表达”的关注不足。我希望看到的是材料的“语汇”，即不同材料和表面带来的独特触感、光泽变化和老化特性如何服务于品牌价值的传递。例如，如何通过对亚光面处理的细微调整来表达高端、内敛的质感，或者如何利用材料的半透明特性营造科技感。这本书对这些美学层面的探讨几乎是空白的。它会告诉你ABS和PC的冲击强度差异，却不会告诉你当它们被加工成曲面时，反光率和边缘锐利度的细微差别对用户感知的影响。对我而言，设计材料选择的核心在于“感觉”，而这本书似乎完全跳过了“感觉”这个至关重要的设计维度，停留在冰冷的物理参数上，因此，它没能满足我对一本“工业设计”专业书籍的期待。

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我对这本书的结构布局感到非常困惑，信息密度似乎在刻意降低。我本来是希望能找到一本能够系统性指导我如何为特定产品选择最佳表面处理工艺的工具书。例如，针对户外电子产品的耐候性涂层选择，我期望看到不同喷涂技术（如PVD、电泳、粉末喷涂）在成本、耐久性和美观度上的详细对比矩阵，甚至加入一些光学性能的量化指标。然而，书里关于表面处理的部分，更多是按照工艺类型简单罗列了每种方法的原理，比如“喷砂可以增加粗糙度以利于附着”之类的描述，显得非常教科书式和脱离实际操作的复杂性。真正影响设计决策的关键因素——例如，在小批量定制生产中，哪种表面处理的良品率最高，或者在特定化学环境下，哪种阳极氧化参数组合最为稳定——这些“经验之谈”在书中完全缺失。读完感觉像是听了一场理论讲座，但没有拿到任何可以立刻投入工作使用的“秘籍”或者“注意事项清单”。

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这本书的叙事风格非常平铺直叙，缺乏将理论与实际设计场景深度融合的尝试。我购买它的初衷是希望能够学习如何将前沿的材料科学知识“翻译”成具体的设计语言。比如，当我们考虑使用新型复合材料来减轻无人机机身重量时，这本书可能介绍了几种复合材料的拉伸强度，但它完全没有探讨如何处理这些材料连接处的应力集中问题，也没有涉及在不同制造公差下，如何通过设计细节来补偿材料性能上的微小差异。阅读体验上，文字堆砌感比较强，缺乏图表和流程图的有效辅助。很多关键概念，比如“蠕变”或“疲劳寿命”，虽然被提及，但缺乏直观的图示来帮助读者建立空间感和时间维度上的理解。对于一个视觉导向的设计师来说，这种纯文字的、缺乏视觉化解释的材料介绍，学习效率是相当低的，读起来枯燥且难以在脑海中形成清晰的知识网络。

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