Practical Stress Analysis in Engineering Design pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Huston, Ronald/ Josephs, Harold

出品人:

页数:900

译者:

出版时间:

价格:1282.00元

装帧:HRD

isbn号码:9781574447132

丛书系列:

图书标签:

• 应力分析
• 工程设计
• 有限元分析
• 结构力学
• 材料力学
• 机械工程
• 可靠性工程
• 设计优化
• 工程应用
• 故障分析

好的，这是一本关于机械设计、材料科学以及工程力学领域中，聚焦于结构可靠性、疲劳分析与断裂力学理论的专业技术书籍的详细简介： --- 书籍名称：《高级工程结构：从理论基础到前沿应用》 作者： [此处可假设一个资深工程师或学者的名字] 出版社： [此处可假设一个专业技术书籍出版社的名称] ISBN： [此处可假设一个ISBN编号] 导言：工程可靠性的基石 在现代工程设计与制造领域中，结构的安全性和耐久性是衡量设计优劣的核心标准。本书《高级工程结构：从理论基础到前沿应用》旨在为机械、土木、航空航天以及材料工程领域的专业人士、研究生和高级技术人员提供一个全面、深入且高度实用的知识体系。它超越了基础的静力学和材料性能介绍，专注于处理真实世界工程问题中遇到的复杂载荷、非线性材料行为、以及潜在的失效模式。 本书的结构设计充分考虑了工程实践的需求，从经典的弹性力学原理出发，逐步过渡到先进的塑性理论、蠕变分析以及概率性可靠性评估方法。我们深知，工程师在面对高载荷、高温或腐蚀环境下的结构设计时，需要精确的工具来预测结构响应并确保其在预期寿命内的完整性。 第一部分：弹性力学与应力分析的深化 本部分构建了理解复杂结构行为的理论框架。我们将复习并深化对平面应力、平面应变问题的理解，并引入应变能密度理论和变分原理在结构分析中的应用。 第1章：连续介质力学基础回顾与扩展： 详细探讨应力张量和应变张量的完整描述，柯西应力原理在复杂几何体上的应用。重点解析应力奇异性在尖角和载荷集中点的影响，并介绍如何使用边界层理论进行局部评估。 第2章：板与壳的精确分析： 区别于基础的梁理论，本章深入探讨薄板和厚板的挠度和内力分析。引入Kirchhoff-Love理论和Mindlin-Reissner理论，特别关注剪切变形对厚壳结构的影响。针对屈曲问题，详细推导了欧拉公式的局限性，并引入非线性屈曲分析（Bifurcation Analysis），以应对工程中常见的初位误差和后屈曲行为。 第3章：接触应力分析： 在装配、连接件（如轴承、齿轮、紧固件）的设计中，接触分析至关重要。本章详细阐述Hertz接触理论的适用范围，并扩展至非弹性接触和摩擦影响下的应力分布计算。介绍使用有限元软件进行高级接触建模的技巧，如大变形接触和自适应网格细化策略。 第二部分：材料行为的非线性与时变特性 工程结构往往在超出弹性极限的条件下运行，或受到长期环境因素的影响。本部分聚焦于材料的非线性响应，这是实现高精度寿命预测的关键。 第4章：塑性理论与本构关系： 详细介绍屈服准则，包括Von Mises和Tresca准则的适用场景。重点分析流动法则和硬化规律（如随动强化和随动强化），并结合增量塑性理论，阐述如何计算残余应力和塑性变形。 第5章：蠕变、松弛与高温损伤： 针对燃气轮机叶片、核反应堆组件等高温服役部件，蠕变是主要的失效机制。本章引入Norton定律、Bailey-Norton模型，并讨论如何将蠕变损伤与疲劳（Creep-Fatigue Interaction, CFI）耦合分析，为高温结构的设计提供可靠的寿命预测模型。 第6章：粘弹性与阻尼特性： 探讨高分子材料、复合材料以及某些金属在动态载荷下的粘弹性行为。引入松弛模量和储能模量等概念，并利用Maxwell模型和Voigt模型来描述材料的时效性响应，这对于振动控制和冲击防护设计至关重要。 第三部分：结构完整性与失效分析的前沿方法 结构失效是一个多因素耦合的过程。本部分将重点介绍如何从微观和宏观层面系统地评估和预测结构在循环载荷和特定缺陷下的寿命。 第7章：先进疲劳分析技术： 本章超越了传统的S-N曲线（Wöhler曲线）方法。深入讲解应变寿命法（$Deltaepsilon-N$），并详细介绍线性疲劳断裂力学（LFEM），包括应力强度因子（Stress Intensity Factor, SIF）的计算方法，特别是针对复杂裂纹扩展路径的数值处理。 第8章：断裂韧性与弹塑性断裂力学（EPFM）： 专门针对存在初始缺陷的结构评估。系统阐述J积分理论，用于表征裂纹尖端场的能量释放率。重点讨论CTOD（裂纹尖端张开位移）的概念及其在评估延性材料断裂风险中的应用，以及如何确定材料的断裂韧性参数（$K_{Ic}$ 和 $J_{Ic}$）。 第9章：疲劳裂纹扩展的数值模拟： 探讨在有限元框架下模拟裂纹扩展的先进技术，包括XFEM (扩展有限元法)、Cohesive Zone Model (CZM) 在模拟裂纹萌生和扩展中的优势与局限性。本章提供具体算例，展示如何精确预测裂纹的稳定扩展速率和剩余寿命。 第四部分：可靠性评估与先进设计方法 现代工程设计强调“可制造性设计”（DFM）和“基于可靠性的设计”（RBD）。本部分将工具从纯粹的确定性分析拓展到概率性评估。 第10章：随机载荷与随机响应分析： 真实世界的载荷（如风、海洋波浪、交通）本质上是随机过程。本章引入平稳随机过程理论，应用功率谱密度（PSD）来描述载荷特性，并使用均方根（RMS）方法计算结构的随机响应，为基于随机载荷的疲劳设计提供定量依据。 第11章：概率可靠性与寿命预测： 结构失效是概率事件。本章引入一阶可靠性方法（FORM）和二阶可靠性方法（SORM），用于评估结构在设计参数不确定性下的失效概率。讨论不确定性量化（UQ）在优化设计迭代中的集成应用。 第12章：复合材料与多尺度建模前瞻： 探讨纤维增强复合材料（FRP）的宏观力学行为和失效准则（如 Tsai-Wu, Hashin）。介绍平均场均匀化技术（MCM），用于从微观纤维和基体尺度预测材料的有效力学性能，为设计下一代高性能轻质结构提供理论支撑。 总结与展望 《高级工程结构：从理论基础到前沿应用》不是一本简单的公式汇编，而是对结构分析核心挑战的深度剖析。它要求读者具备坚实的力学基础，并致力于将理论知识转化为解决复杂工程难题的实用技能。通过对非线性、时变、概率和多尺度问题的系统探讨，本书旨在培养新一代工程师对结构完整性进行全面、前瞻性评估的能力。 ---

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