中外物理學精品書係：結構力學中的定性理論 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王大鈞，王其申，何北昌 著

圖書標籤:

• 結構力學
• 定性理論
• 物理學
• 工程力學
• 高等教育
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• 中外精品
• 力學分析
• 結構分析

齣版社： 北京大學齣版社

ISBN：9787301251379

版次：1

商品編碼：11631722

包裝：平裝

叢書名： 中外物理學精品書係

開本：16開

齣版時間：2015-01-01

用紙：膠版紙

頁數：448

內容簡介

　　《中外物理學精品書係：結構力學中的定性理論》論述彈性結構的固有頻率和模態的定性性質。內容包含：（1）典型結構杆、梁、膜、闆的離散和連續係統的固有頻率和模態的定性性質；（2）重復性結構的離散和連續係統的固有頻率和模態的定性性質；（3）彈性結構振動的普遍性質：固有頻率和模態的存在性，模態展開法的收斂性，Ritz法應用的閤理性，結構中集中參數的閤理性等。

作者簡介

　　王大鈞，北京大學工學院力學與空天技術係教授，曾翻譯《振動中的反問題》。

目錄

第一章 結構力學中的定性理論概論
第二章至第六章 弦、杆、梁和膜振動的定性性質
第七章 重復性結構的連續係統和離散係統振動的定性性質
第八章 一般結構的模態的三項定性性質
第九章 彈性力學和結構理論解的存在性
附錄 振蕩矩陣和振蕩核理論的簡述

前言/序言

中外經典力學名著導讀係列：經典理論的再發現與現代應用 圖書簡介 本捲《中外經典力學名著導讀係列》專注於係統梳理和深入剖析二十世紀以來，特彆是在材料力學、結構穩定性理論以及非綫性分析領域取得突破性進展的幾部裏程碑式的經典著作。本導讀並非對單一教材的復述，而是旨在構建一個宏觀的知識圖譜，引導讀者理解這些奠基性成果是如何從傳統綫性理論中蛻變而齣，並如何為現代工程實踐提供瞭堅實的理論支撐。 本書的視角聚焦於結構在極端荷載、復雜幾何條件下的響應規律，探討的重點在於那些超越瞭傳統彈性力學框架的、具有深刻物理洞察力的理論模型。 第一部分：從 Hooke 到塑性極限——材料本構模型的演進與挑戰 本部分將帶領讀者重溫塑性理論的早期發展。我們將詳細考察 20 世紀中葉，如 L. V. Drucker、W. T. Prager 等學者在完美塑性與粘塑性領域所做的開創性工作。重點剖析瞭屈服準則（如 Von Mises、Tresca 準則）在復雜應力狀態下的適用性邊界，以及流動法則（如增量理論與客觀性問題）的引入如何修正瞭早期基於能量耗散的簡化模型。 特彆地，我們將深入探討應變梯度理論的萌芽。早期的經典塑性理論在處理材料局部化現象，例如材料內部裂紋尖端應力集中或微觀結構影響時，會遭遇奇異性問題。本導讀將梳理如何通過引入應變梯度項來平滑這些奇異性，從而更好地描述材料在小尺度效應下的非局部響應。這部分內容將輔以對奧地利學派（如 H. K. Hencky 的剛塑性概念）思想的追溯，理解其對後續數值方法選擇的深遠影響。 第二部分：穩定性理論的飛躍——超越歐拉臨界荷載的邊界 結構穩定性理論是理解承載結構失效模式的關鍵。本導讀的第二部分將核心關注非綫性幾何學在屈麯分析中的必要性。我們不再滿足於歐拉公式所描述的綫彈性屈麯，而是轉嚮對大變形後屈麯行為的分析。 重點探討瞭初始幾何缺陷對結構穩定性的敏感性問題。通過分析 Koiter 的後屈麯理論的數學結構，讀者將理解如何從平衡路徑的二次變分（如切綫剛度矩陣的計算）推導齣穩定性的判據，以及如何利用奇異點理論（如 L. S. S. Pontryagin 的極大值原理在穩定性問題中的早期應用）來預測結構的“眼形”失穩點。 此外，本部分還將係統介紹非保守係統（如隨動載荷）的穩定性分析。這涉及到對能量泛函的推廣，以及如何運用 Liapunov 穩定性理論來判斷係統在時間域上的長期行為。對薄壁構件（如殼體）屈麯的非綫性描述，特彆是對二次非綫性項的引入在麯率變化中的物理意義，將進行細緻的解讀。 第三部分：損傷、斷裂與漸進失效——從連續介質到損傷力學的橋梁 現代結構設計越來越強調承載結構的壽命預測和剩餘壽命評估。本部分將迴顧經典斷裂力學嚮更宏觀的損傷力學過渡的曆程。 我們將詳細剖析連續介質損傷力學 (CDM) 的基本假設，特彆是其對材料內部微觀損傷（如微裂紋的萌生、匯集與演化）的有效介質描述。重點分析瞭 Mazars 標量損傷模型及 Kachanov 的應力等效原則在各嚮異性材料中的推廣。讀者將學習如何通過損傷變量 $D$ 來修正本構關係（如 $mathbf{sigma} = (1-D) mathbf{E}_0 : mathbf{epsilon}$），並理解損傷演化律的選擇如何直接決定瞭結構的漸進失效路徑。 在斷裂方麵，本書將迴顧 Griffith 能量準則的局限性，並介紹 J 積分理論 在處理彈塑性材料中裂紋尖端場（Singular Field）時的強大威力。我們將探討 Rice 對 J 積分在塑性材料中作為斷裂參數的嚴格證明，以及其在評估材料抗彎斷裂韌性時的工程應用。這部分內容旨在展示如何利用能量平衡的概念，將宏觀破壞行為與微觀材料特性聯係起來。 第四部分：計算力學中的理論基石——有限元方法的收斂性與誤差分析 本導讀係列的收官部分，將聚焦於支撐上述所有理論進行數值模擬的有限元方法 (FEM) 的理論基礎。我們不會停留在簡單的單元選擇上，而是深入探討離散化誤差的本質。 核心內容包括對一緻性 (Consistency)、穩定性 (Stability) 和收斂性 (Convergence) 三大判據的嚴格論證。我們將分析 Hellinger-Reissner 混閤泛函在捕獲應力場不連續性方麵的優勢，以及如何在結構力學問題中避免沙漏模式 (Hourglassing) 等零能模態的齣現。 最後，本書將介紹 應力奇異點 (Stress Singularities) 的識彆及其對 FEM 結果的影響。理解在角點、裂紋尖端等位置應力梯度趨於無窮的物理事實，對於正確設置邊界條件和選擇網格策略至關重要。我們將探討使用奇次形函數或擴展有限元方法 (XFEM) 來處理這些復雜場的必要性，從而實現對結構失效前沿的精確預測。 本書特色與價值 本書的價值在於其跨越學科邊界的整閤性。它不是一本關於“如何計算”的工具書，而是一部關於“為何如此”的理論溯源之作。通過對這些經典理論的係統梳理，讀者將能夠超越具體的公式推導，建立起對復雜結構力學問題的深刻直覺，為未來的理論創新和工程難題的解決奠定堅實的知識基座。本書適閤高年級本科生、研究生以及從事結構工程、材料科學和計算力學領域研究與開發的專業人員參閱。

評分☆☆☆☆☆

最近在準備一項重要的技術評審，涉及到一個復雜結構的穩定性分析。雖然我們有一套成熟的數值模擬工具，但在和資深工程師討論時，他們常常會提到一些“直覺判斷”和“經驗法則”，這些東西雖然無法直接量化，卻往往能一針見血地指齣問題的關鍵。我一直想找一本能夠係統性地介紹這些“定性”分析方法的書，而這本書的書名《結構力學中的定性理論》恰好引起瞭我的注意。我理解的“定性理論”大概是一種側重於揭示事物內在規律和發展趨勢的分析方法，它可能不直接給齣精確的數值解，但能幫助我們建立起對問題的整體認知，並從中找齣最值得關注的方麵。我期待這本書能夠提供一些清晰的框架和分析工具，讓我在進行結構設計和評審時，能夠更有依據地進行定性分析，從而提升工作的效率和質量。

評分☆☆☆☆☆

最近在研究某個復雜的機械結構，總感覺現有的設計方案在受力分析上似乎遺漏瞭什麼關鍵的環節，一種不踏實的感覺揮之不去。我不是理論物理的科班齣身，但工程師的直覺告訴我，有時候那些繁復的公式背後，隱藏著更深刻的、更本質的物理規律。我之所以對這本書感到好奇，是因為它提及瞭“結構力學中的定性理論”。我理解的“定性”更多是一種基於經驗和直覺的判斷，但這本書似乎將其提升到瞭理論的高度。我猜想，書中可能會介紹一些方法，能夠幫助我們用更宏觀、更概括的視角去審視結構的受力行為，找到那些隱藏在細節中的薄弱環節，或者發現設計中的優化潛力。這對我而言，不僅僅是學習知識，更像是一種思維方式的啓迪。我希望這本書能教會我如何“看見”力的流動，如何理解材料在不同載荷下的“變形語言”。如果能從中獲得一些觸類旁通的感悟，讓我在麵對實際工程問題時，多一份“胸有成竹”的把握，那將是莫大的收獲。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀我非常喜歡，書脊的燙金字體和封麵的設計都透著一股嚴謹又不失典雅的氣息。拿到手裏沉甸甸的，感覺像是抱著一部珍貴的古籍。我是一名應用力學專業的學生，雖然平日裏接觸的更多是數值模擬和實驗測量，但心中一直對力學理論的精妙之處充滿好奇。這本書的“精品書係”名頭確實不虛，它擺明瞭要深入挖掘力學背後的數學思想和哲學內涵。讀這本書，我感覺自己像是穿越迴瞭那個純粹的理論探索年代，那些偉大的先驅者是如何憑藉對物理世界的深刻洞察，一步步構建起龐大的理論體係的。我特彆期待書中關於“定性理論”的闡述，這似乎是一種更為直觀、更具物理洞察力的分析方法，與我日常接觸的量化分析有所不同。我想象中的“定性理論”大概是那種一看圖就能體會到結構的受力狀態，無需復雜的計算就能判斷其穩定性的能力。這本書，我覺得會讓我對結構力學的理解上升到一個全新的維度，不僅僅是“知道怎麼算”，更是“明白為什麼這麼算”，甚至“能直觀地感受到”。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，物理學最迷人的地方在於它能夠用簡潔優雅的數學語言描述復雜的世界。這本書的副標題“結構力學中的定性理論”引起瞭我的極大興趣，因為我一直在思考，除瞭冰冷的數值計算，我們是否還能用更直觀、更具物理洞察力的方式來理解結構力學？我希望這本書能夠提供一些方法，讓我們能夠通過對力的方嚮、分布以及材料性質的理解，來“看穿”結構的受力狀態，而無需沉溺於復雜的方程求解。我設想書中可能會介紹一些經典的案例，通過這些案例來展示定性分析的威力，比如如何判斷一個橋梁的受力關鍵點，或者如何設計一個更具穩定性的懸臂梁。這本書對我而言，不僅僅是學習一門學科，更像是一次智力上的探險，去發掘那些隱藏在結構力學錶象之下的深刻原理。

評分☆☆☆☆☆

我對物理學的興趣，很大程度上源於小時候對萬物運行原理的好奇，以及對那些能夠解釋宇宙奧秘的理論的深深著迷。這本書的書名，尤其是“精品書係：結構力學中的定性理論”，立刻抓住瞭我的眼球。我的本職工作與工程設計並非直接相關，但我一直對那些支撐起宏偉建築、精密器械的底層科學原理抱有極大的熱情。我對“定性理論”的理解，是它可能代錶著一種不拘泥於具體數值，而是側重於揭示事物本質、發展趨勢和內在聯係的分析方法。我設想書中會闡述一些基本原理，這些原理能夠幫助我們不必進行繁瑣的計算，就能初步判斷一個結構在受力情況下的錶現。比如，什麼樣的形狀更容易承受壓力，什麼樣的連接方式會産生應力集中等等。我希望這本書能夠給我帶來一種全新的視角，讓我從更抽象、更本質的層麵去理解力學，去欣賞那些偉大的物理學傢們是如何通過洞察和推理，建立起一套又一套精妙的理論體係的。