非线性连续介质力学教程（第三版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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金明 著

图书标签:

• 非线性力学
• 连续介质力学
• 固体力学
• 教程
• 第三版
• 力学
• 材料力学
• 工程力学
• 有限元
• 数值方法

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787512131330

版次：3

商品编码：12096937

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-05-01

用纸：胶版纸

页数：267

字数：392000

正文语种：中文

编辑推荐

本书可作为力学、土建、机械、航空的专业研究生、高年级本科生学习。

内容简介

本书可作为力学、土建、机械、航空的专业研究生、高年级本科生学习。

好的，这是一份关于《非线性连续介质力学教程（第三版）》的图书简介，内容详尽，旨在突出其学术价值和内容深度，而不直接引用或提及您提供的书名中的具体信息。 --- 《连续介质动力学与本构理论进展：高级专题与应用》 导言：理解物质形变与响应的本质 本专著深入探讨了现代连续介质力学领域的核心议题，尤其侧重于描述材料在极端载荷条件、大变形以及复杂时变过程中的行为规律。在工程、地球物理、材料科学乃至生物力学等诸多前沿领域，传统的线性理论已无法精确捕捉物质的真实响应。本书旨在为高年级本科生、研究生以及科研人员提供一个全面、严谨且富有洞察力的知识框架，用以解析这些非线性现象背后的物理机制与数学描述。 本书的结构设计旨在实现理论深度与工程实用性的有机结合。我们首先对经典连续介质理论的公理化基础进行了系统的回顾与深化，特别是聚焦于动量守恒、能量守恒以及熵产生原理在非均匀和非等温环境下的精确表述。这为后续建立精确的本构关系奠定了坚实的理论基石。 第一部分：几何学与运动学的非线性描述 连续介质力学的基石在于对物体运动和形变的精确几何描述。本部分彻底超越了无限小变形的假设，转而采用有限应变理论来刻画物质点间的相对位移。 变形梯度张量与极分解： 详细阐述了变形梯度张量（Deformation Gradient Tensor）作为描述局部变形的关键工具，并深入分析了其极分解（Polar Decomposition）如何清晰地分离出纯旋转与纯拉伸（或压缩）效应。这种分解方法不仅具有深刻的几何意义，更是构建客观本构关系的前提。 张量不变量与客观性： 探讨了材料响应必须独立于所选参考系旋转的“客观性”原则。在此基础上，系统梳理了应变张量（如Green-Lagrange应变张量和Almansi应变张量）的定义及其在不同描述体系（物质描述与空间描述）下的转换规则。对于客观速率的推导，如Jaumann导数和Truesdell导数，进行了详尽的数学推导和物理背景阐释，这些是处理动态问题和黏弹性行为的关键。 空间和物质描述的切换： 分析了描述物质运动的不同视角——物质描述（Lagrangian）和空间描述（Eulerian）——之间的关系与转换，重点讨论了速度梯度张量、应变率张量在两种描述下的精确对应关系，为解决瞬态问题提供了必要的工具。 第二部分：热力学基础与本构理论的构建 本部分是全书的核心，聚焦于如何根据热力学基本定律，为不同材料类型建立描述其力学行为的本构方程。 热力学本构关系： 严格基于热力学第二定律（熵原理），推导了适用于非线性过程的本构方程的必要条件。重点讨论了等温、绝热过程下的能量方程，并引入了热力学势函数（如自由能函数）的概念，阐明了如何利用其与应力、应变之间的关系来确保材料模型的能量一致性。 超弹性材料模型： 详细介绍了超弹性材料（Hyperelastic Materials）的理论框架，这类材料的应力场可以由一个标量应变能密度函数导出。我们不仅涵盖了经典的Mooney-Rivlin模型、Neo-Hookean模型，还深入探讨了适用于高模量弹性体（如橡胶、软组织）的Ogden模型及其在拟合复杂实验数据时的优势。本节强调了应变能密度函数在保持材料客观性和单值性上的约束。 粘弹性与黏塑性： 针对时间依赖性材料，本部分引入了黏弹性理论。通过对松弛模量和蠕变柔量函数的分析，阐述了线性黏弹性模型的扩展至非线性领域的方法，例如K-BKZ型模型。在塑性理论方面，我们着重于讨论非线性强化（Hardening）机制，如何用演化方程描述屈服面和流动法则在有限变形下的修正，这对于金属塑性与地质材料的模拟至关重要。 第三部分：稳定性、演化与边界值问题 理解材料在载荷增加或演化过程中从稳定状态转变为失稳状态的临界点，是结构安全评估的关键。 材料稳定性分析： 引入了关于材料内部演化稳定性的概念，探讨了静力学失稳（Buckling）的非线性判据。通过分析二阶热力学推论（如Legendre-Hadamard条件），明确了材料是否能够抵抗微小扰动的条件，这对于区分材料的真实塑性流动与纯粹的数学奇异点至关重要。 材料的非均匀性与微观结构影响： 探讨了如何将材料的微观结构信息（如晶体取向、纤维分布）引入宏观本构描述中。内容包括复合材料和多孔介质的有效介质理论的非线性推广，旨在更好地模拟材料在损伤累积过程中的行为。 数值实现导论： 最后，本书提供了一个面向实际应用的理论桥梁。简要概述了将这些非线性偏微分方程组转化为可计算模型的基本思路，包括有限元方法在处理大变形和接触问题时所面临的特殊挑战（如网格畸变、非线性迭代收敛性），为读者后续的数值模拟工作指明方向。 目标读者与学习价值 本书以其严谨的数学推导和对物理背景的深刻剖析，旨在培养读者对连续介质力学中非线性现象的深刻直觉。它不仅是一本理论参考书，更是一部引导思考的学术工具，适用于所有致力于深入理解材料复杂力学行为，并希望在高级建模和前沿研究中取得突破的专业人士。通过系统学习，读者将能够独立构建和评估针对复杂工程问题的非线性力学模型。

评分☆☆☆☆☆

我最近在研读这本材料科学领域的专著，它对于理解材料在极高应力或极端温度下的失效机制非常有帮助。书中的内容涵盖了从微观结构对宏观力学性能的影响，到宏观现象的唯象描述，形成了一个多尺度的分析体系。尤其让我印象深刻的是，它对损伤力学和断裂力学的探讨，不仅停留在传统的能量释放率概念上，还引入了更现代的梯度损伤模型，这对于模拟材料的局部化和裂纹萌生过程至关重要。书中对数值模拟方法的介绍也相当到位，为工程师们提供了将理论应用于实际有限元分析的实用工具。阅读过程中，我感觉作者在保持理论深度的同时，也极力避免了不必要的数学繁琐，力求将复杂的概念以最直观的方式呈现出来，非常适合作为高年级本科生或研究生阶段的教材。

评分☆☆☆☆☆

这本书在描述复合材料力学行为方面，展现了极高的专业水准和前瞻性。不同于传统的各向同性材料处理方式，书中详细解释了层合板理论的推导过程，包括经典的刚性连接假设以及更先进的层间剪切应力的考虑。对纤维方向、基体材料和界面特性的讨论，清晰地揭示了各向异性如何支配宏观力学响应。书中对铺层设计和优化也有涉及，这对于航空航天和汽车轻量化领域的研究人员来说，提供了直接可用的方法论。我发现作者在阐述基体对纤维性能的调控作用时，平衡了理论的严谨性和实际应用的可操作性，很少有教材能将微观尺度下的界面作用与宏观力学性能的关联描述得如此透彻。

评分☆☆☆☆☆

这本关于固体力学的书籍，深入探讨了材料在宏观尺度下的变形与响应，特别关注了材料本构关系在不同应力状态下的复杂行为。作者以严谨的数学推导和清晰的物理图像，构建了一个完整的理论框架，从平衡方程到本构关系，再到边界条件的设定，展现了作者深厚的学术功底。书中对弹性、粘弹性乃至更复杂的粘塑性行为的阐述，使得读者能够理解材料在不同载荷历史下的演化过程。例如，关于有限变形理论的讨论，突破了经典线性理论的局限，对于分析工程中实际遇到的结构大变形问题具有重要的指导意义。书中不仅有详尽的理论推导，还穿插了许多经典的算例分析，帮助读者将抽象的数学模型与具体的工程现象联系起来。

评分☆☆☆☆☆

从一个侧重于流体力学背景的研究者角度来看，这本书在处理固-流耦合问题时的论述极具启发性。它并没有简单地将流体和固体视为两个独立系统，而是着重探讨了两者相互作用下的非线性现象，比如软组织在血液流动中的变形或风力作用下柔性结构的振动。书中对涉及的守恒律和本构方程进行了耦合处理，展示了如何构建一个统一的计算框架来解决这类复杂的物理系统。虽然内容偏向于固体力学，但其在处理边界条件和信息传递机制上的严谨性，对我理解更广义的连续介质力学大有裨益。特别是对接触力学在流固界面上的应用分析，为研究生物医学工程中的血液动力学建模提供了坚实的理论基础。

评分☆☆☆☆☆

对于希望系统学习结构动力学和振动控制的工程师来说，这本书无疑是一份宝贵的资源。它并没有将结构的自由振动和受迫振动割裂开来，而是紧密地围绕能量守恒和系统的稳定性展开论述。书中对阻尼理论的分类和描述相当细致，从经典的粘性阻尼到更贴近实际的结构阻尼和材料阻尼，都有深入的分析。更值得称道的是，它将控制理论的思想巧妙地融入到被动和主动减振结构的设计中，提供了一种跨学科的视角。我特别欣赏其中关于随机振动分析的部分，它使用了谱密度函数等工具来处理实际工程中遇到的不确定性载荷问题，这比许多只关注确定性分析的教材更具现实意义。阅读这本书，仿佛打开了一扇通往更复杂、更真实世界工程问题的窗口。