Scaling of Structural Strength pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Butterworth-Heinemann

作者:Bazant, Z. P.

出品人:

页数:344

译者:

出版时间:2005-10

价格:$ 75.65

装帧:Pap

isbn号码:9780750668491

丛书系列:

图书标签:

结构强度
材料力学
结构工程
力学分析
尺寸效应
相似理论
强度理论
断裂力学
结构设计
工程材料

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具体描述

This book is concerned with a leading-edge topic of great interest and importance, exemplifying the relationship between experimental research, material modeling, structural analysis and design. It focuses on the effect of structure size on structural strength and failure behaviour. Bazant's theory has found wide application to all quasibrittle materials, including rocks, ice, modern fiber composites and tough ceramics. The topic of energetic scaling, considered controversial until recently, is finally getting the attention it deserves, mainly as a result of Bazant's pioneering work. In this new edition an extra section of data and new appendices covering twelve new application developments are included. This is the first book to show the 'size effect' theory of structure size on strength. It presents the principles and applications of Bazant's pioneering work on structural strength. This is a revised edition with new material on topics including asymptotic matching, flexural strength of fiber-composite laminates, polymeric foam fractures and the design of reinforced concrete beams.

好的，这是一份关于一本名为《结构的强度放大效应》的图书的详细简介，该简介聚焦于材料科学、结构工程学以及极端环境下的材料行为，旨在全面而深入地探讨这些领域。 --- 图书名称：《结构的强度放大效应》简介《结构的强度放大效应》是一部深入探讨材料科学与结构工程交叉领域的权威著作。本书聚焦于揭示和理解在特定尺度、载荷条件或材料配置下，结构系统强度表现出非线性增强现象的内在机制。这不仅是对传统材料强度理论的延伸，更是对现代工程挑战，尤其是在高应力、极端温度或复杂载荷环境下的结构韧性与可靠性进行深入剖析。第一部分：基础理论与尺度效应本书开篇详述了结构强度分析的基础理论框架，包括连续介质力学、断裂力学以及疲劳损伤的演化模型。然而，重点迅速转向了“尺度效应”——材料和结构性能如何随几何尺寸的变化而变化。我们探讨了从纳米尺度到宏观尺度的转变过程中，表面能、晶界密度以及缺陷分布对整体强度的影响。书中详细分析了尺寸依赖性强度（Size-Dependent Strength），尤其是在微观和介观尺度上，材料表现出的“尺寸增强”现象。这涉及对Griffith 理论的修正以及对Weibull 统计模型在不同尺度下适用性的深入探讨。我们引入了局部化损伤模型，解释了为何在特定尺寸下，材料的有效承载面积会发生变化，从而导致强度的“放大”。第二部分：材料设计与先进复合结构本书的核心部分聚焦于如何通过材料设计来主动实现强度的放大。这涵盖了先进复合材料、梯度功能材料（Functionally Graded Materials, FGM）以及新型多孔结构的设计原理。在复合材料部分，我们详细阐述了纤维与基体的界面控制、层合板的铺层设计如何协同作用以提高整体的抗拉伸、抗剪切和抗冲击性能。特别关注了增材制造（3D打印）技术在创建具有精确微观结构（如晶格结构或拓扑优化结构）方面的应用，这些结构在重量与强度之间实现了前所未有的平衡。对于梯度材料，本书构建了描述性能梯度变化的数学模型，分析了当弹性模量或屈服强度沿着结构厚度平滑变化时，结构如何有效地分散应力集中，从而在整体载荷下展现出超越均质材料的强度。第三部分：载荷路径与非线性响应结构的强度放大往往与载荷路径的复杂性密切相关。本部分探讨了在动态载荷、冲击载荷以及多轴应力状态下，结构如何响应并表现出超越简单叠加原理的强度提升。冲击动力学是本章的重点。我们研究了材料在极高应变率下的本构关系演化，特别是对动态屈服和应变率敏感性的分析。通过数值模拟（如有限元分析）和高精度实验技术（如光纤光栅传感和高速摄影），本书展示了在瞬间高能量输入下，材料内部缺陷的闭合机制以及纤维桥接效应如何有效地抑制裂纹扩展，从而实现“冲击强度放大”。此外，书中对疲劳累积与再结晶的相互作用进行了详尽的讨论。在某些周期性载荷条件下，材料内部微观结构的重构过程可能反而提高了其抗疲劳极限，这是一种在特定循环载荷历史下观察到的独特“自适应增强”现象。第四部分：极端环境与可靠性评估结构强度放大效应在极端工程环境下（如深海、航空航天和核反应堆）尤为关键。本部分将理论与实际应用紧密结合。我们分析了高温蠕变与低温脆化对强度特性的影响。在高温下，通过引入特定的弥散强化相或利用晶粒尺寸的动态演化，可以有效维持材料的承载能力，甚至在一定温度范围内观察到强度峰值。在低温环境下，则侧重于如何通过晶体塑性模拟来设计具有更优韧性的晶界结构，以避免脆性断裂。最后，本书构建了一套结构强度放大效应的可靠性评估框架。这包括了基于概率极限状态设计（LSD）的改进方法，它考虑了材料参数的尺度效应和环境因素的随机性，确保在实现强度放大设计目标的同时，满足严格的安全裕度要求。总结《结构的强度放大效应》不仅是一本理论教科书，更是一本面向前沿工程实践的指导手册。它为研究人员、结构设计师以及材料科学家提供了一套系统化的工具箱，用以理解、预测并最终实现结构材料在特定条件下的性能突破，推动下一代高承载、高韧性结构的设计与制造。