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出版者:Springer

作者:Wohua Zhang

出品人:

页数:1000

译者:

出版时间:2011-1-14

价格:USD 339.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9783642047077

丛书系列:

图书标签:

• 计算机科学
• 物理
• 数学
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• Material Modeling
• Finite Element Analysis
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• Engineering Mechanics
• Structural Integrity

好的，以下是一本不涉及“连续损伤力学与数值应用”的图书简介，重点在于其他结构工程、材料科学或应用数学领域，内容详实。 --- 《高级结构动力学：非线性振动、随机分析与主动控制》 图书概述 本书深入探讨了现代工程结构在复杂环境荷载作用下的动力响应与控制策略。面对气候变化、极端事件频发以及结构系统日益复杂的现实，传统的线性动力学分析方法已无法满足高可靠性与安全性的要求。本书聚焦于非线性振动理论、随机振动分析的最新进展，以及主动与半主动控制技术在实际工程中的应用，旨在为结构工程师、研究人员和高年级学生提供一套全面且实用的理论框架与计算工具。 全书结构严谨，内容兼顾理论深度与工程实践，通过大量的案例研究和数值模拟，展示了如何从微观材料行为到宏观系统响应进行耦合分析，最终实现结构性能的优化与风险的量化评估。 第一部分：非线性动力学基础与建模 本部分奠定了非线性结构动力学分析的理论基石。 第一章：非线性系统的自由振动与响应 本章首先回顾了结构动力学的基本原理，随后深入探讨了材料非线性和几何非线性对方程形式的影响。重点解析了结构刚度矩阵的演化，包括几何刚度（二阶P-Delta效应）和材料非线性（如滞后阻尼、塑性铰形成）的数学描述。讨论了系统的周期解、准周期解以及分岔现象，特别是分岔点附近的稳定性分析。 第二章：非线性系统的强迫振动与数值积分 详细介绍了在任意荷载激励下非线性系统的响应计算方法。重点剖析了Newmark-$eta$ 法、中心差分法以及隐式/显式Runge-Kutta 方法在处理非线性方程组时的收敛性、稳定性和计算效率。特别关注了牛顿-拉夫森法（Newton-Raphson）及其修正形式在时间域求解非线性平衡方程时的迭代策略，以及Argyris-Zienkiewicz (AZ) 法等先进的瞬态分析技术。 第三章：振动模式识别与降阶模型构建 在大型复杂结构中，精确识别实际系统的振动特性至关重要。本章阐述了基于实验模态分析（EMA）和环境激励模态分析（EDM）的系统辨识技术。随后，引入模态叠加法在非线性问题中的应用局限性，并详细介绍了模态空间降阶模型（Reduced Order Modeling, ROM）的构建，特别是基于Proper Orthogonal Decomposition (POD)和Krylov子空间的方法，以高效地模拟复杂系统的非线性响应。 第二部分：随机振动分析与不确定性量化 本部分着眼于环境荷载（如风、地震、海洋波浪）的随机特性，系统性地处理结构动力学中的不确定性。 第四章：随机过程理论与功率谱密度 本章回顾了随机过程的基本概念，包括高斯过程、平稳性与遍历性。重点分析了随机荷载的功率谱密度（Power Spectral Density, PSD）的估计与建模，特别是对地震波的时程特性（如Kanai-Tajimi模型）和风荷载的随机场模拟。 第五章：随机振动响应的解析与数值方法 针对线性系统，详细推导了响应的方差和相关函数。对于非线性系统，引入等效线性化技术（Equivalent Linearization Technique, ELT），如Stochastic Central Difference Method (SCDM)，并讨论了其在不同非线性程度下的适用性。同时，系统介绍了蒙特卡罗模拟（Monte Carlo Simulation, MCS）及其加速方法（如Importance Sampling）在量化非线性随机响应中的应用。 第六章：结构可靠性分析与寿命预测 本章将随机动力学分析结果转化为工程可接受的风险指标。详细介绍了First-Order Reliability Method (FORM) 和 Second-Order Reliability Method (SORM) 在失效概率计算中的应用。随后，探讨了基于随机疲劳模型（如Miner法则的随机推广）的结构剩余寿命预测方法，特别是对随机荷载下的裂纹萌生与扩展的概率评估。 第三部分：结构动力控制与性能优化 本部分聚焦于如何主动或被动地干预结构动力响应，以提升其抗灾性能和使用寿命。 第七章：被动控制系统：隔震与消能技术 本章深入研究了基础隔震和粘滞/粘弹性阻尼器的设计与性能评估。对铅芯橡胶隔震支座（LRB）和高阻尼橡胶支座（HDRB）的动力学模型进行了详细的滞回分析，并探讨了如何通过隔震层的非线性特性来优化结构的整体能量耗散性能。 第八章：主动控制系统的设计与实现 本章详细介绍了基于反馈原理的主动质量阻尼器（AMD）和主动支座（ASD）的设计。重点阐述了最优控制理论，特别是LQR (Linear Quadratic Regulator) 控制器的推导与参数整定。讨论了传感器和执行器非线性、时滞对控制系统性能的影响，并提供了基于卡尔曼滤波器的状态观测方法。 第九章：半主动控制与智能材料应用 半主动控制系统被认为是兼顾效率与能耗的最佳方案。本章重点分析了磁流变阻尼器（MR Dampers）和电磁阻尼器的本构模型与实时控制策略，如Skyhook和Instantaneous Optimal Control。此外，本章还探讨了形状记忆合金（SMA）在自适应阻尼和自复位结构中的应用潜力。 附录 附录包含求解非线性动力学问题所需的有限元程序接口与编程指南，以及高级矩阵分析在系统辨识中的应用示例。 --- 目标读者： 土木、机械、航空航天工程领域的研究生、博士生、结构工程顾问、结构动力学研究学者以及从事抗震设计与结构健康监测的工程师。

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这本书的书名，《Continuum Damage Mechanics and Numerical Applications》，像是一把钥匙，为我打开了一个充满挑战和机遇的知识领域。我长久以来对材料在各种复杂载荷作用下，从宏观上看似乎完好无损，但内部却在悄然发生着细微损伤，并最终导致失效的过程深感好奇。传统的力学分析方法在描述这种渐进性损伤累积方面往往显得力不从心。而“Continuum Damage Mechanics”这个术语，则意味着一种能够从宏观连续体角度，系统地描述和量化材料内部损伤演化的理论框架。 尤其让我感到兴奋的是“Numerical Applications”这个副标题。理论的魅力固然深邃，但如何将其转化为可操作的工程工具，并在实际问题中得到应用，才是其价值的真正体现。我迫切希望书中能够提供详实的数值模拟方法论，包括但不限于损伤模型在有限元分析中的具体实现，各种数值积分方案的选择与比较，以及如何处理损伤引起的非线性刚度退化和应力重分布问题。书中是否会给出一些具体的算例，演示如何运用这些数值技术来分析复杂结构在损伤影响下的行为？

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这本书的书名，《Continuum Damage Mechanics and Numerical Applications》，本身就传递出一种深度和实用性。我一直对材料在经历载荷作用后，内部发生不可逆变化的损伤累积过程感到着迷。传统的力学模型在处理这种渐进性的失效行为时，往往存在局限性。而“Continuum Damage Mechanics”则提供了一种从宏观连续体角度来理解和量化损伤的理论框架，这对于建立更精确的材料失效预测模型至关重要。 我对于书中“Numerical Applications”这部分内容尤为关注。理论的落地离不开有效的数值方法。我非常期待书中能够详细介绍如何将损伤力学模型集成到数值模拟中，特别是有限元分析（FEA）。这其中涵盖了许多关键的技术细节，例如损伤变量的演化方程的离散化、如何处理损伤引起的材料刚度退化从而实现非线性求解，以及可能涉及的各种数值积分算法。书中是否会提供关于损伤模型参数辨识的指导，以及如何通过实验数据来校准和验证这些模型？这些实际操作层面的内容，对于工程师而言将具有极高的参考价值。

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这本书的书名《Continuum Damage Mechanics and Numerical Applications》立刻吸引了我，因为它触及了材料科学与力学交叉领域一个极其重要且富有挑战性的方向。在工程实践中，许多结构的失效并非源于简单的屈服或断裂，而是源于材料内部逐渐累积的损伤，如微裂纹、孔洞等。这种损伤的累积过程往往是渐进式的，并对结构的承载能力和寿命产生深远影响。因此，对损伤力学进行深入研究，并将其应用于数值模拟，对于提高结构的可靠性和设计精度至关重要。 我对书中“Continuum Damage Mechanics”部分尤其好奇，它承诺将从一个宏观连续体的角度来描述材料内部损伤的演变。这意味着它会提供一套数学框架，能够以相对简洁的方式捕捉复杂材料行为的本质，而不必纠缠于每个微观失效单元的细节。我希望书中能够详细阐述各种损伤变量的定义、演化方程的建立，以及这些方程如何与宏观本构关系相结合。例如，它是否会涵盖损伤与塑性、蠕变、疲劳等其他力学行为的耦合效应？是否会介绍不同类型的损伤模型，如基于能量耗散的、基于微观裂纹密度演化的，或是基于损伤张量的模型？

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《Continuum Damage Mechanics and Numerical Applications》——这个书名瞬间就抓住我的眼球，它精准地概括了我一直以来关注的核心问题：材料内部的损伤是如何随着时间和载荷的增加而累积，并最终导致结构失效的。传统的力学分析往往侧重于材料的宏观屈服或断裂，而忽略了损伤这一重要的中间过程。这本书的“Continuum Damage Mechanics”部分，则承诺将从一个连续体的角度，提供一个系统的理论框架来描述和量化这种损伤的演化。 我尤其对书中“Numerical Applications”的章节充满期待。理论模型再精妙，如果无法应用于实际工程问题，其价值将大打折扣。我非常希望书中能够深入讲解如何将损伤力学模型集成到现有的数值计算软件中，比如有限元分析（FEA）平台。这其中涉及到许多关键的技术细节，例如损伤演化方程的离散化、非线性方程组的求解算法、以及如何处理损伤引起的材料刚度退化和应力重分布。书中是否会提供不同损伤模型在数值模拟中的优缺点分析，以及在不同工程场景下的适用性建议？

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这本书的书名，《Continuum Damage Mechanics and Numerical Applications》，直接点明了它所涵盖的两个关键领域，对我来说极具吸引力。我一直深信，对材料损伤过程的深入理解，是进行精确结构分析和可靠性评估的基石。而“Continuum Damage Mechanics”恰恰提供了一种宏观的、连续的视角来描述材料内部微观缺陷的累积及其对整体力学行为的影响，这比单纯关注微观机制更具工程实用性。 我对于书中“Numerical Applications”部分的具体内容非常感兴趣。理论模型需要通过数值方法才能在实际工程中得到应用。我希望书中能够详细介绍如何将各种损伤力学模型，例如基于损伤变量的、基于能量耗散的、或者基于微裂纹累积的损伤模型，有效地转化为数值算法。这包括对有限元方法中损伤模型的离散化处理，如数值积分算法的选择与优化，以及如何处理损伤引起的材料刚度退化和非线性求解问题。书中是否会包含关于损伤模型参数辨识以及通过实验数据验证模型的指导？

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这本《Continuum Damage Mechanics and Numerical Applications》的书名本身就勾起了我极大的兴趣。我一直对材料在受力过程中发生的细微变化、裂纹的萌生与扩展机制，以及这些现象如何影响宏观力学性能的复杂问题深感着迷。这本书的标题明确地指向了这一研究领域的核心，特别是“Continuum Damage Mechanics”这个词组，意味着它将从连续介质力学的宏观视角出发，去描述和理解材料内部的损伤过程，而不仅仅是停留在微观的晶格层面。这对于我这种更偏好系统性、整体性理解材料行为的研究者来说，无疑是巨大的吸引力。 我尤其期待书中关于“Numerical Applications”的部分。理论研究固然重要，但如何将这些复杂的损伤模型转化为实际可用的工程工具，却是连接理论与实践的关键。现代工程设计日益依赖于数值模拟，尤其是在复杂载荷、复杂几何形状以及极端工况下。我对书中是否能够提供清晰的数值算法介绍、实例分析，以及如何有效地将损伤力学模型集成到有限元分析（FEA）等通用计算平台中，充满了期待。例如，书中是否会讨论各种损伤演化方程的离散化方法，比如显式或隐式积分算法，以及如何处理损伤引起的刚度退化、应力重分布等非线性问题。

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《Continuum Damage Mechanics and Numerical Applications》这个书名，光是看一眼，就足以让任何对材料失效和结构可靠性感兴趣的工程师或研究人员眼前一亮。它直接点明了两个核心概念：一是“Continuum Damage Mechanics”，这意味着它将深入探讨材料损伤作为一个连续过程的力学理论，从宏观层面理解材料内部微观缺陷的累积如何影响整体性能；二是“Numerical Applications”，这表明本书不仅仅是理论的堆砌，更会聚焦于如何将这些复杂的理论转化为实际可操作的数值模拟方法。 我个人非常关注书中关于如何将损伤模型集成到数值计算框架中的内容。尤其是在处理非线性问题时，损伤模型的引入会使得求解过程变得更加复杂。我期待书中能够对各种数值算法进行详细的介绍，例如有限元方法中损伤模型的实现，如何进行非线性方程组的求解，以及如何处理损伤引起的材料刚度退化和应力重分布。书中是否会提供关于损伤模型参数辨识的指导，以及如何通过实验数据来校准和验证这些模型？这些实际应用的细节，对于工程师在实际工程设计中应用损伤力学将是无比宝贵的。

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《Continuum Damage Mechanics and Numerical Applications》——这个书名立刻吸引了我的目光，因为它触及了材料力学领域一个极其重要且在工程实践中扮演关键角色的方向。传统力学分析往往在材料失效的早期阶段就显得不足，而损伤的累积正是导致许多结构在预设寿命前失效的根本原因。“Continuum Damage Mechanics”这一概念，预示着本书将提供一套宏观的、连续的理论框架来描述材料内部微观损伤的演化。 我尤其对书中“Numerical Applications”的部分充满期待。理论的价值最终体现在实践中，而数值模拟正是连接损伤力学理论与工程应用的桥梁。我希望书中能够深入阐述如何将各种损伤模型，如基于损伤张量的、基于能量耗散原理的、或者基于疲劳损伤累积的损伤模型，有效地转化为可执行的数值算法。这包括对有限元方法中损伤模型的实现技术，例如损伤演化方程的数值求解、材料刚度矩阵的更新、以及非线性方程组的迭代求解策略。书中是否会提供关于损伤模型参数辨识的方法，以及如何通过实验数据来验证和校准这些模型？

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《Continuum Damage Mechanics and Numerical Applications》——这个书名本身就充满了吸引力，因为它直击了材料失效分析的核心领域。对于任何从事结构分析、材料设计以及可靠性工程的研究者和工程师来说，理解材料内部损伤的演化过程，并能够有效地预测其对宏观力学行为的影响，是至关重要的。这本书的书名预示着它将提供一套基于连续介质力学理论的损伤描述方法，并且更重要的是，它将聚焦于如何将这些理论模型转化为实际可用的数值计算工具。 我特别希望书中能够深入探讨各种损伤模型的具体应用。例如，针对不同材料（如金属、复合材料、混凝土）和不同失效机制（如疲劳损伤、蠕变损伤、脆性断裂），书中是否会介绍相应的损伤模型及其数学表述？此外，“Numerical Applications”这一部分让我对书中将如何实现这些模型的数值模拟充满了期待。是否会涉及有限元方法的离散化技术、损伤演化方程的数值积分方法（如欧拉法、龙格-库塔法），以及如何处理损伤引起的材料刚度退化和非线性求解策略？

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这本书的书名， Continuum Damage Mechanics and Numerical Applications，一下子就击中了我的研究兴趣点。我一直对材料在承受外力时，其内部发生的细微而又深刻的变化感到着迷。传统的材料力学往往侧重于线弹性或理想塑性行为，但现实世界中的材料，尤其是在长期服役或承受复杂载荷的情况下，损伤的累积是不可避免的，并且是导致结构失效的关键因素。因此，对连续介质损伤力学的深入理解，对于开发更精确、更可靠的预测模型至关重要。 我特别期待书中关于“Numerical Applications”的部分。理论模型的建立固然重要，但将其转化为可执行的数值计算方法，并应用于实际工程问题，才是将理论价值最大化的关键。我希望书中能够详细阐述如何将各种损伤演化模型，如基于损伤变量的、基于微观裂纹密度的，或者基于能量耗散的损伤模型，有效地融入到数值计算框架中，例如有限元分析（FEA）。书中是否会提供关于离散化技术、数值积分算法、收敛性分析，以及如何处理损伤引起的材料刚度退化的详细讨论？这些都是我在实际数值模拟中经常遇到的挑战。

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