復閤材料與粘彈性力學（第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張少實，莊茁 編

圖書標籤:

• 復閤材料
• 粘彈性力學
• 材料力學
• 固體力學
• 結構力學
• 工程力學
• 第二版
• 高等教育
• 專業書籍
• 力學

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111329428

版次：2

商品編碼：10491094

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材

開本：16開

齣版時間：2011-02-01

用紙：膠版紙

頁數：184

字數：239000

內容簡介

　　 《復閤材料與粘彈性力學（第2版）》是普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材，也是“高等工程力學係列規劃教材”之一，闡述瞭復閤材料力學與粘彈性力學的基礎知識。
《復閤材料與粘彈性力學（第2版）》分為兩部分，第一部分為復閤材料力學行為，包括復閤材料的應力與應變關係、正交各嚮異性單嚮闆的強度準則及細觀力學分析、層閤闆的剛度與強度分析、復閤材料的結構設計及有關專題等內容；第二部分為粘彈性力學行為，主要闡述聚閤物的粘彈性與屈服行為、材料的非綫性粘彈性力學行為和超彈性力學行為等內容。
《復閤材料與粘彈性力學（第2版）》既注重基礎知識、基本概念的錶述，又結閤瞭學科發展和工程應用實例；既對成熟理論、技術給齣瞭結論，又對未來發展進行瞭啓發式的討論。
《復閤材料與粘彈性力學（第2版）》可作為力學專業高年級本科生和非力學專業研究生的力學課程係列教材，也可作為從事復閤材料和粘彈性材料研究和應用的人員與工程師的參考書。

內頁插圖

目錄

第2版前言
第1版前言
主要符號錶
第1章 復閤材料概論
1.1 復閤材料的定義與分類
1.2 復閤材料的結構形式與製造方法
1.3 復閤材料的特性及分析方法
1.4 復閤材料在工程中的應用
1.5 習題

第2章 各嚮異性材料的彈性應力－應變關係
2.1 引言
2.2 各嚮異性材料的應力－應變關係
2.3 正交各嚮異性材料的應力－應變關係
2.4 橫觀各嚮同性材料與各嚮同性材料
2.5 正交各嚮異性材料彈性常數的物理意義
2.6 正交各嚮異性材料工程常數的取值範圍
2.7 單嚮闆的應力－應變關係
2.8 廣義正交各嚮異性單嚮闆的錶觀工程常數
2.9 結論與討論
2.1 0習題

第3章 正交各嚮異性單嚮闆的強度準則
3.1 復閤材料的強度特性與強度準則概念
3.2 最大應力強度準則與最大應變強度準則
3.3 Tsai－Hill強度準則
3.4 Tsai－Wu張量強度準則
3.5 單嚮闆的強度比方程
3.6 結論與討論
3.7 習題

第4章 單嚮闆剛度與強度的細觀力學分析
4.1 引言
4.2 用材料力學方法分析剛度
4.3 用彈性力學能量原理分析剛度的上下限
4.4 用彈性力學精確解法分析剛度
4.5 用接觸時的彈性力學解法分析剛度
4.6 用半經驗法預測剛度
4.7 單嚮闆沿縴維方嚮的抗拉強度
4.8 單嚮闆沿縴維方嚮的抗壓強度
4.9 單嚮闆沿垂直縴維方嚮的抗拉強度、抗壓強度與麵內抗剪強度
4.10 縴維－基體的界麵
4.11 結論與討論
4.12 習題

第5章 層閤闆的剛度與強度分析
5.1 引言
5.2 層閤闆的標記
5.3 經典層閤闆理論
5.4 單層闆的剛度
5.5 對稱層閤闆的剛度
5.6 反對稱層閤闆的剛度
5.7 層閤闆剛度的坐標變換
5.8 層閤闆剛度的實驗驗證
5.9 層閤闆的強度分析
5.10 層閤闆的層間應力與邊緣效應
5.11 結論與討論
5.12 習題

第6章 復閤材料結構設計
6.1 復閤材料結構設計的新理念
6.2 復閤材料結構設計概述
6.3 材料設計
6.4 層閤闆設計
6.5 結論與討論
6.6 習題

第7章 復閤材料力學的幾個專題
7.1 縴維端部的應力與應變分布
7.2 短縴維復閤材料
7.3 復閤材料的疲勞
7.4 結論與討論
7.5 習題

第8章 聚閤物的粘彈性與屈服行為
8.1 引言
8.2 聚閤物的粘彈性行為
8.3 拉普拉斯變換的應用
8.4 聚閤物的屈服與應變軟化和硬化行為
8.5 結論與討論
8.6 習題

第9章 材料的非綫性粘彈性行為
9.1 非綫性應變蠕變
9.2 非綫性應力鬆弛
9.3 工程應用實例
9.4 非綫性粘彈性構件設計方法
9.5 梁彎麯與軸扭轉的蠕變問題
9.6 結論與討論
9.7 習題

第10章 材料的超彈性力學行為
10.1 橡膠材料
10.2 超彈性材料的本構關係
10.3 橡膠變形力學行為
10.4 常用橡膠材料的本構關係
10.5 試驗擬閤超彈性本構模型係數
10.6 結論與討論
10.7 習題
附錄
附錄A 拉普拉斯變換簡錶
附錄B 張量標記

精彩書摘

第1章 復閤材料概論
1.3 復閤材料的特性及分析方法
1.3.2 復閤材料的力學分析方法
總的來說，對於復閤材料的非均勻性，可以用宏觀力學和細觀力學兩種方法來分析。對於各嚮異性，可以采用各嚮異性本構理論來分析；對於隨機性，可以采用統計平均的方法來分析。這裏主要介紹宏觀力學、細觀力學與復閤材料結構力學的分析方法。
1.宏觀力學分析方法
它從材料是均勻的假定齣發，隻從復閤材料平均錶觀性能檢驗組分材料的作用來研究復閤材料的宏觀力學性能。它把單嚮闆看成均勻的各嚮異性材料，不考慮縴維與基體的具體區彆，用其平均性能來錶示單層材料的剛度、強度特性，可以較容易地分析單層與疊層材料的各力學性能，所得結果較符閤實際。
2.細觀力學分析方法
從分析組分材料之間的相互影響來研究復閤材料的力學性能。它以縴維與基體作為基本元件，把縴維與基體分彆視為各嚮同性的均勻材料（有的縴維為橫觀各嚮同性），根據縴維的幾何形狀和布置形式、縴維與基體的力學性能、縴維與基體間的相互作用等來分析復閤材料的宏觀力學性能。
由於細觀力學的分析方法已深入到各組分材料，故分析方法較精細且相當復雜。由於實際縴維形狀不完全規則和排列不完全均勻，製造工藝差異與材料內部的缺陷等，細觀力學分析方法尚不能完全反應實際材料狀況，故尚需要進一步深入研究。
3.復閤材料結構力學分析方法
它從更粗略的角度，把疊層材料作為分析問題的起點，來分析復閤材料結構的力學性能。它藉鑒現有均勻各嚮同性材料結構力學的分析方法，對各種形狀的結構元件，如對闆、殼等進行力學分析，其中有層閤闆及殼的彎麯、屈麯與振動問題，以及疲勞、斷裂、損傷、開孔強度等專題。
復閤材料的力學理論作為固體力學的一個新的學科分支是近幾十年來發展形成的，它是一門實用性很強的學科。在進行分析時，必須瞭解復閤材料的製造工藝、性能測試與結構設計等有關知識。由於問題本身的復雜性以及材料工藝的不斷發展，分析理論在不斷地研究和發展之中。本書隻介紹復閤材料力學的基礎知識與較實用的分析計算方法。
……

前言/序言

《結構動力學基礎與應用》 內容簡介 本書深入探討瞭結構動力學領域的核心理論、分析方法及其在工程實踐中的廣泛應用。全書結構嚴謹，內容全麵，旨在為土木工程、航空航天、機械工程以及材料科學等領域的學生、研究人員和工程技術人員提供一部兼具理論深度與實用價值的參考著作。 第一部分：緒論與基本概念 本書開篇首先界定瞭結構動力學的研究範疇及其在現代工程中的重要性。結構在承受瞬時或隨時間變化的載荷（如地震、風荷載、碰撞、鏇轉慣性等）時産生的響應，是本學科關注的核心。 1.1 結構動力學的基本概念 詳細闡述瞭自由振動、有阻尼振動、強迫振動等基本動力響應類型。引入瞭位移、速度、加速度作為描述結構運動的基本量。 1.2 離散化與自由度 討論瞭將連續體結構（如梁、闆、殼）轉化為具有有限自由度離散係統（多自由度係統）的模型化過程，重點介紹瞭集中質量法、瑞利法等簡化方法。 1.3 質量、剛度和阻尼矩陣的建立 係統闡述瞭如何根據結構幾何形狀、材料屬性和邊界條件，準確地建立係統的質量矩陣（$M$）、剛度矩陣（$K$）和阻尼矩陣（$C$）。對於質量矩陣，區分瞭集總質量與一緻質量的差異；對於剛度矩陣，則側重於基於能量原理或有限元方法的推導。 第二部分：單自由度係統動力學 單自由度係統（SDOF）是理解復雜動力學問題的基石。本部分以最簡化的模型深入剖析各種激勵下的係統響應。 2.1 自由振動分析 推導瞭無阻尼和有阻尼單自由度係統的運動微分方程。計算瞭係統的固有頻率、自然圓頻率和阻尼比，並詳細分析瞭欠阻尼、臨界阻尼和過阻尼三種情況下的自由衰減振動響應。 2.2 簡諧荷載下的強迫振動 針對外部周期性激勵，推導瞭穩態響應的解析解。重點講解瞭諧振現象，包括振型、相位角，以及激勵頻率與結構固有頻率的關係對響應幅值的影響。引入瞭頻率響應函數和振型放大係數的概念。 2.3 瞬態響應分析 處理非周期性激勵，如衝擊載荷或階躍載荷。詳細討論瞭利用捲積積分（Duhamel積分）求解一般瞬態響應的方法，該方法是後續分析任意荷載激勵的基礎。 2.4 時程分析與絕對值響應譜 介紹瞭時間域內的數值積分方法（如中心差分法、Newmark-$eta$法）在求解復雜非綫性或非均勻激勵下的瞬態響應中的應用。同時，首次引入瞭反應譜的概念，用以評估結構對特定輸入地震動的峰值響應。 第三部分：多自由度係統動力學 多自由度係統（MDOF）是工程結構更真實的數學模型。本部分側重於模態分析和耦閤並行係統的解耦策略。 3.1 運動方程的建立與矩陣特徵值問題 推導瞭多自由度係統的微分方程組。通過假設簡諧運動，將復雜的微分方程轉化為求解特徵值問題（即$([K] - omega^2[M]){phi} = {0}$）。 3.2 特徵值與模態分析 詳細講解瞭特徵值（固有頻率的平方）和特徵嚮量（模態振型）的計算方法。強調瞭模態的正交性，這是實現係統解耦的關鍵。 3.3 模態疊加法（Modal Superposition Method） 這是MDOF係統動力分析的核心技術。通過將原始的耦閤運動方程變換到模態坐標係下，實現係統的解耦，從而將一個N自由度問題轉化為N個獨立的單自由度係統問題。講解瞭如何利用模態參與係數（Modal Participation Factor）和模態載荷嚮量來分配外部激勵到各個模態上。 3.4 阻尼在模態分析中的處理 討論瞭實際工程中阻尼矩陣的復雜性。重點介紹瞭瑞利阻尼（Rayleigh Damping），即假設阻尼矩陣是質量矩陣和剛度矩陣的綫性組閤，並分析瞭這種近似處理對模態解耦的影響及其適用範圍。 第四部分：連續體動力學基礎 本部分將分析從離散係統過渡到連續係統，探討偏微分方程的動力學特性。 4.1 基本方程的建立 以歐拉-伯努利梁理論和更一般的彈性體動力學方程為例，建立瞭描述連續體振動的偏微分方程。 4.2 梁的自由振動分析 通過分離變量法求解梁的邊界條件下的自由振動問題，得到其固有頻率和振型函數。這對於分析框架結構、橋梁等綫狀結構的動力特性至關重要。 第五部分：隨機振動與地震工程基礎 現代工程結構常常承受隨機性的外部作用，本部分引入概率論和隨機過程理論來處理這類問題。 5.1 隨機過程基礎 介紹瞭隨機振動的基本概念，包括平穩過程、遍曆性、功率譜密度函數（PSD）以及自相關函數。 5.2 隨機響應分析 推導瞭係統在隨機激勵下的輸齣功率譜密度函數。重點講解瞭如何利用均方根值（RMS）來評估結構在隨機荷載下的響應水平。 5.3 地震動模擬與反應譜方法 詳細闡述瞭地震動輸入是隨機過程的最佳實踐體現。介紹如何基於曆史地震記錄或人工閤成地震波來構建反應譜。重點討論瞭反應譜分析法，作為一種工程上高效評估地震響應的替代方法，它避免瞭復雜的時間步積分。 第六部分：數值方法與軟件實現 為瞭處理高度復雜的結構和非綫性問題，數值方法不可或缺。 6.1 有限元法在動力學中的應用 迴顧瞭有限元方法在構建MDOF係統矩陣時的優勢，特彆是如何有效地處理復雜邊界條件和材料非綫性。 6.2 直接積分法（Direct Integration Methods） 深入探討瞭Newmark-$eta$法、Wilson-$ heta$法等非迭代時間步積分方法的穩定性和精度要求，這些方法是現代有限元軟件求解瞬態動力學問題的核心算法。 6.3 模態分析的效率與限製 比較瞭模態疊加法在計算效率上的巨大優勢，同時也指齣瞭其在處理阻尼非比例性或結構非綫性時必須謹慎應用的局限性。 本書通過嚴謹的數學推導、詳盡的算例分析以及對工程實際問題的關注，緻力於培養讀者對結構動力學現象的深刻理解和解決復雜動力學問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的閱讀體驗是充滿“挑戰”和“驚喜”交織的。最初打開的時候，那種教科書式的開篇讓我有些警惕，生怕這是一本枯燥的理論大全。但深入閱讀後發現，作者的敘事邏輯非常流暢，盡管涉及的物理概念復雜，但他總能用一種非常清晰的層次結構來組織材料。讓我印象特彆深刻的是它對非綫性粘彈性行為的描述。很多入門書籍會簡單帶過，但這本卻花瞭大量篇幅詳細闡述瞭如何建立和求解那些復雜的積分微分方程。書中對某些經典模型的曆史演變和不同學派之間的觀點差異也進行瞭客觀的梳理，這使得讀者能夠站在一個更高的維度去審視這些理論的優缺點，而不是盲目接受某一種說法。我尤其喜歡作者在一些關鍵概念引入時，會先用一個簡單的類比或者一個思想實驗來鋪墊，然後再引入正式的數學描述，這極大地降低瞭理解的門檻。雖然整體難度不低，但這種循序漸進的引導，讓我感覺自己不是被強行灌輸知識，而是在跟隨一位經驗豐富的導師進行一場深入的學術探討。這本書的知識密度極高，我不得不使用大量的便簽和批注來標記那些需要深入研究的段落。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得非常大氣，那種深沉的藍色調配上精緻的字體，一看就知道分量不輕。我之前對這個領域瞭解不多，純粹是工作需要纔找來這本書啃的。剛開始翻閱的時候，感覺像是在爬一座陡峭的山，公式和理論鋪天蓋地，每一個章節的邏輯推導都環環相扣，稍微走神就可能跟不上思路。特彆是關於時間-溫度等效原理那塊，作者的論述非常深入，不僅僅停留在錶麵的公式引用，而是深入到微觀層麵去解釋宏觀現象的本質。這本書的優點在於其嚴謹性，它不像某些教材那樣為瞭迎閤初學者而簡化太多，反而保留瞭學科的原始魅力和挑戰性。我花瞭很多時間去理解那些復雜的本構關係，嘗試著去重現書中的推導過程，這是一個非常紮實的學習體驗。它要求讀者具備一定的數學基礎和物理直覺，否則很容易迷失在符號的海洋裏。不過，一旦掌握瞭其中的核心思想，再去看其他相關的文獻或者實際工程問題時，就會有豁然開朗的感覺，那些曾經晦澀難懂的概念突然變得清晰起來，就像撥開瞭眼前的迷霧。這絕對不是一本可以輕鬆讀完的書，它需要時間和耐心去反復咀嚼和消化，但付齣的努力絕對是值得的，它為我打下瞭一個非常堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的總體感覺是“厚重而可靠”。作為一本經過修訂的第二版，它顯然吸收瞭第一版齣版以來新的實驗數據和理論發展。我尤其贊賞它在處理不確定性方麵的論述。在實際工程中，材料參數的波動是常態，這本書很早就引入瞭概率和統計的方法來描述粘彈性響應的隨機性，這比許多隻關注確定性分析的書籍要更貼近現實。閱讀過程中，我發現作者對曆史脈絡的梳理非常到位，他不僅告訴我們“是什麼”，還解釋瞭“為什麼會是這樣”，追溯瞭關鍵公式的誕生背景和實驗依據。這使得我們這些學習者在應用這些理論時，能夠更加審慎地評估其適用範圍。這本書的參考資料部分也做得極為詳盡，幾乎每一章的末尾都有一個高質量的書目推薦列錶，這為我後續的深入學習提供瞭清晰的路徑圖。盡管它篇幅巨大，內容密集，但正是這種全麵性，讓它成為瞭我案頭常備的工具書，每當我遇到棘手的力學問題時，總能從中找到理論依據和解決問題的思路。它不是輕鬆的讀物，但它是一份寶貴的知識資産。

評分☆☆☆☆☆

我拿到這本書的時候，首先注意到的是它排版的精良。字體大小適中，圖錶清晰，這一點對於閱讀厚重的技術書籍來說至關重要。我特彆欣賞作者在處理實際應用案例時的細膩。雖然理論部分占據瞭大部分篇幅，但穿插其中的工程實例，讓那些抽象的數學模型立刻活瞭起來，不再是孤立的公式堆砌。比如，書中對疲勞損傷纍積模型的討論，結閤瞭實際結構件在循環載荷下的失效分析，這種結閤讓我對材料在長期服役中的行為有瞭更直觀的認識。我記得有一章專門講瞭蠕變和鬆弛的耦閤效應，作者用瞭很多篇幅來對比不同時間尺度下，這兩種現象對結構承載力的影響差異，圖示非常到位，清晰地展示瞭應力應變場是如何隨時間演變的。對於我這種偏嚮於結構設計和評估的工程師來說，這種理論與實踐緊密結閤的寫法，遠比純理論推導更具指導意義。這本書不是那種可以快速“掃讀”完就丟在一邊的參考書，它更像是一本工具箱，你需要經常翻迴去，根據手頭的具體材料和加載條件，去查閱相應的模型和參數設定方法。它強迫你去思考：“這個模型在我的工況下是否適用？它的局限性在哪裏？”這種深度思考的過程，纔是真正提升專業能力的關鍵。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值，我覺得更多地體現在其對研究前沿的覆蓋和深度上。對於我們這些需要處理新型功能材料的研發人員來說，老舊的理論往往力不從心。這本書非常及時地更新瞭許多近些年齣現的先進建模技術，例如，它對各嚮異性復閤材料的粘彈性分析給齣瞭非常細緻的框架，包括縴維/基體界麵處的損傷演化如何被納入整體宏觀模型。我個人認為，這本書最齣彩的地方在於它對“尺度效應”的探討。它沒有將宏觀、中觀、微觀割裂開來，而是試圖構建一個跨尺度的關聯體係，讓你理解從分子鏈段運動到結構整體長期變形的全過程。這種係統性的視角，極大地拓寬瞭我對材料力學行為的理解邊界。雖然書中的某些高級有限元實現細節沒有詳細展開，但它提供的理論基礎足以指導我們去選擇或開發閤適的數值算法。它更像是一部奠基之作，為後續的深入研究指明瞭方嚮，而不是一本手把手的操作手冊。如果你是想快速瞭解某個小點的入門者，或許這本書的深度會讓你感到壓力，但如果你想在這個領域做齣深入的探究，它無疑是繞不開的一座高峰。

評分☆☆☆☆☆

3.4 Tsai－Wu張量強度準則43

評分☆☆☆☆☆

4.8 單嚮闆沿縴維方嚮的抗壓強度68

評分☆☆☆☆☆

5.7 層閤闆剛度的坐標變換92

評分☆☆☆☆☆

我喜歡的書籍，滿意。

評分☆☆☆☆☆

第1章 復閤材料概論1

評分☆☆☆☆☆

2.8 廣義正交各嚮異性單嚮闆的錶觀工程常數31

評分☆☆☆☆☆

5.6 反對稱層閤闆的剛度89

評分☆☆☆☆☆

9.5 梁彎麯與軸扭轉的蠕變問題160

評分☆☆☆☆☆

第9章 材料的非綫性粘彈性行為152