Three dimensional static and dynamic analysis of structures pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Computers and Structures

作者:Edward L Wilson

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1999

价格:0

装帧:Unknown Binding

isbn号码:9780923907006

丛书系列:

图书标签:

• 结构分析
• 三维结构
• 静态分析
• 动态分析
• 力学
• 结构工程
• 有限元
• 数值方法
• 结构力学
• 工程结构

《结构静动态分析：理论与实践》 本书深入探讨了现代结构工程领域中至关重要的两个方面：结构在静态载荷下的行为以及在动态载荷作用下的响应。本书旨在为土木工程、机械工程、航空航天工程以及其他相关工程领域的学生、研究人员和工程师提供一套全面而深入的知识体系。 第一部分：结构静力分析 本部分首先从结构力学的基本原理出发，详细阐述了杆件、梁、桁架、框架以及连续梁等典型结构在承受静载荷时的受力特性和变形规律。我们将深入研究应力、应变、弹性模量、泊松比等基本概念，并重点介绍位移法、荷载法等经典的结构分析方法。 材料力学基础： 详细回顾了材料在拉伸、压缩、剪切和弯曲作用下的应力-应变关系，引入了屈服强度、抗拉强度、弹性模量等关键材料性能指标。我们将探讨线弹性、弹塑性行为，并介绍疲劳和断裂力学的基本概念。 结构的变形与刚度： 深入分析了结构构件的弯曲、剪切和扭转变形，并阐述了刚度在结构整体响应中的重要作用。我们将学习如何计算梁和框架的挠度，以及如何应用梁的挠曲线方程进行精确的位移预测。 静力平衡方程与约束： 强调了静力平衡方程在确定结构内力（轴力、剪力、弯矩、剪应力、剪切应力）中的核心地位。同时，本书也将详细讲解不同类型的结构约束（如固定端、铰接端、滚动支座）如何影响结构的自由度和力传递路径。 经典结构分析方法： 位移法（刚度法）： 详细介绍了如何将结构离散化为节点和杆件，建立结构的整体刚度矩阵，并求解节点位移。我们将深入讲解单元刚度矩阵的推导，自由度划分，以及如何通过加载向量和边界条件求解结构响应。 荷载法（柔度法）： 阐述了荷载法通过求解超静定结构中的多余力来获得结构的内力和位移。我们将学习如何选取基本体系，建立柔度矩阵，并求解超静定结构。 其他分析方法： 简要介绍力矩分配法、虚功原理、卡氏定理等经典方法，并阐述其在特定问题中的应用。 有限元方法（FEM）在静力分析中的应用： 本书将重点介绍有限元方法作为一种强大的数值分析工具。我们将详细讲解如何对复杂结构进行网格划分，建立单元方程，组装整体方程，并运用数值求解器获得高精度的结构响应，包括应力、应变和位移。还将探讨不同单元类型（如梁单元、平面应力单元、实体单元）的选择及其适用性。 荷载效应与组合： 详细分析了各种常见的静载荷类型，如恒载、活载、风载、雪载等，并介绍如何根据设计规范进行荷载组合，以评估结构在最不利工况下的安全性。 第二部分：结构动力分析 本部分将重点关注结构在动态载荷（如地震、风振、冲击、机械振动）作用下的响应。我们将引入振动力学的基本概念，并重点介绍如何进行结构的动力特性分析以及动力响应计算。 振动力学基础： 单自由度系统（SDOF）： 从最简单的单自由度系统入手，详细阐述了质量、刚度和阻尼的概念，并推导了自由振动方程和强迫振动方程。我们将深入研究固有频率、阻尼比、振幅、相角等关键参数，并讲解共振现象及其危害。 多自由度系统（MDOF）： 将单自由度系统的概念推广到多自由度系统，介绍质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵的概念。我们将学习如何通过特征值问题计算结构的固有频率和振型，这是进行动力分析的基础。 阻尼模型： 详细介绍瑞利阻尼、库仑阻尼等常见的阻尼模型，以及它们在动力分析中的应用。 动力分析方法： 直接积分法： 详细介绍Newmark-β方法、Wilson-θ方法等直接积分方法，这些方法可以直接求解时域内的动力响应，适用于非线性动力分析。我们将详细讲解算法的步骤、稳定性和精度。 模态分析法： 阐述如何利用结构的固有频率和振型进行动力响应分析。我们将重点介绍模态叠加法，即通过将复杂动力响应分解为各个模态的响应之和来简化计算。 响应谱分析： 介绍基于地震响应谱或风致振动响应谱进行结构的动力分析方法，这是一种常用的工程简化方法，尤其适用于地震工程。 时程分析法： 阐述如何直接输入实测或模拟的动力荷载时程，计算结构在这些荷载作用下的动力响应。我们将讨论时间步长选择、截断误差以及结果的解释。 非线性动力分析： 讨论当结构响应超出弹性范围或材料特性发生变化时，需要采用非线性动力分析方法。我们将介绍几何非线性和材料非线性对结构动力响应的影响，以及相应的分析技术。 随机振动分析： 介绍在动力荷载具有随机性的情况下，如何进行随机振动分析，例如通过功率谱密度函数来描述荷载的特性，并计算结构的均方根响应。 动力放大效应与隔震减震技术： 讨论在动力作用下，结构响应可能出现的放大效应，并介绍隔震（如橡胶支座、摩擦摆支座）和减震（如阻尼器、质量调谐减震器）等先进技术在提升结构抗震性能和减小振动响应方面的应用。 计算机软件的应用： 强调在现代工程实践中，有限元分析软件（如ANSYS, ABAQUS, SAP2000等）在结构静动态分析中的核心作用。本书将提供关于如何使用这些软件进行模型建立、载荷施加、分析设置和结果后处理的指导。 本书通过结合扎实的理论基础、详实的工程实例和对先进计算工具的介绍，旨在帮助读者掌握结构静动态分析的核心技术，培养解决复杂工程问题的能力，从而为设计安全、经济、高效的工程结构奠定坚实的基础。

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