中外物理学精品书系：结构力学中的定性理论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王大钧，王其申，何北昌 著

图书标签:

• 结构力学
• 定性理论
• 物理学
• 工程力学
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• 中外精品
• 力学分析
• 结构分析

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301251379

版次：1

商品编码：11631722

包装：平装

丛书名： 中外物理学精品书系

开本：16开

出版时间：2015-01-01

用纸：胶版纸

页数：448

内容简介

　　《中外物理学精品书系：结构力学中的定性理论》论述弹性结构的固有频率和模态的定性性质。内容包含：（1）典型结构杆、梁、膜、板的离散和连续系统的固有频率和模态的定性性质；（2）重复性结构的离散和连续系统的固有频率和模态的定性性质；（3）弹性结构振动的普遍性质：固有频率和模态的存在性，模态展开法的收敛性，Ritz法应用的合理性，结构中集中参数的合理性等。

作者简介

　　王大钧，北京大学工学院力学与空天技术系教授，曾翻译《振动中的反问题》。

目录

第一章 结构力学中的定性理论概论
第二章至第六章 弦、杆、梁和膜振动的定性性质
第七章 重复性结构的连续系统和离散系统振动的定性性质
第八章 一般结构的模态的三项定性性质
第九章 弹性力学和结构理论解的存在性
附录 振荡矩阵和振荡核理论的简述

前言/序言

中外经典力学名著导读系列：经典理论的再发现与现代应用 图书简介 本卷《中外经典力学名著导读系列》专注于系统梳理和深入剖析二十世纪以来，特别是在材料力学、结构稳定性理论以及非线性分析领域取得突破性进展的几部里程碑式的经典著作。本导读并非对单一教材的复述，而是旨在构建一个宏观的知识图谱，引导读者理解这些奠基性成果是如何从传统线性理论中蜕变而出，并如何为现代工程实践提供了坚实的理论支撑。 本书的视角聚焦于结构在极端荷载、复杂几何条件下的响应规律，探讨的重点在于那些超越了传统弹性力学框架的、具有深刻物理洞察力的理论模型。 第一部分：从 Hooke 到塑性极限——材料本构模型的演进与挑战 本部分将带领读者重温塑性理论的早期发展。我们将详细考察 20 世纪中叶，如 L. V. Drucker、W. T. Prager 等学者在完美塑性与粘塑性领域所做的开创性工作。重点剖析了屈服准则（如 Von Mises、Tresca 准则）在复杂应力状态下的适用性边界，以及流动法则（如增量理论与客观性问题）的引入如何修正了早期基于能量耗散的简化模型。 特别地，我们将深入探讨应变梯度理论的萌芽。早期的经典塑性理论在处理材料局部化现象，例如材料内部裂纹尖端应力集中或微观结构影响时，会遭遇奇异性问题。本导读将梳理如何通过引入应变梯度项来平滑这些奇异性，从而更好地描述材料在小尺度效应下的非局部响应。这部分内容将辅以对奥地利学派（如 H. K. Hencky 的刚塑性概念）思想的追溯，理解其对后续数值方法选择的深远影响。 第二部分：稳定性理论的飞跃——超越欧拉临界荷载的边界 结构稳定性理论是理解承载结构失效模式的关键。本导读的第二部分将核心关注非线性几何学在屈曲分析中的必要性。我们不再满足于欧拉公式所描述的线弹性屈曲，而是转向对大变形后屈曲行为的分析。 重点探讨了初始几何缺陷对结构稳定性的敏感性问题。通过分析 Koiter 的后屈曲理论的数学结构，读者将理解如何从平衡路径的二次变分（如切线刚度矩阵的计算）推导出稳定性的判据，以及如何利用奇异点理论（如 L. S. S. Pontryagin 的极大值原理在稳定性问题中的早期应用）来预测结构的“眼形”失稳点。 此外，本部分还将系统介绍非保守系统（如随动载荷）的稳定性分析。这涉及到对能量泛函的推广，以及如何运用 Liapunov 稳定性理论来判断系统在时间域上的长期行为。对薄壁构件（如壳体）屈曲的非线性描述，特别是对二次非线性项的引入在曲率变化中的物理意义，将进行细致的解读。 第三部分：损伤、断裂与渐进失效——从连续介质到损伤力学的桥梁 现代结构设计越来越强调承载结构的寿命预测和剩余寿命评估。本部分将回顾经典断裂力学向更宏观的损伤力学过渡的历程。 我们将详细剖析连续介质损伤力学 (CDM) 的基本假设，特别是其对材料内部微观损伤（如微裂纹的萌生、汇集与演化）的有效介质描述。重点分析了 Mazars 标量损伤模型及 Kachanov 的应力等效原则在各向异性材料中的推广。读者将学习如何通过损伤变量 $D$ 来修正本构关系（如 $mathbf{sigma} = (1-D) mathbf{E}_0 : mathbf{epsilon}$），并理解损伤演化律的选择如何直接决定了结构的渐进失效路径。 在断裂方面，本书将回顾 Griffith 能量准则的局限性，并介绍 J 积分理论 在处理弹塑性材料中裂纹尖端场（Singular Field）时的强大威力。我们将探讨 Rice 对 J 积分在塑性材料中作为断裂参数的严格证明，以及其在评估材料抗弯断裂韧性时的工程应用。这部分内容旨在展示如何利用能量平衡的概念，将宏观破坏行为与微观材料特性联系起来。 第四部分：计算力学中的理论基石——有限元方法的收敛性与误差分析 本导读系列的收官部分，将聚焦于支撑上述所有理论进行数值模拟的有限元方法 (FEM) 的理论基础。我们不会停留在简单的单元选择上，而是深入探讨离散化误差的本质。 核心内容包括对一致性 (Consistency)、稳定性 (Stability) 和收敛性 (Convergence) 三大判据的严格论证。我们将分析 Hellinger-Reissner 混合泛函在捕获应力场不连续性方面的优势，以及如何在结构力学问题中避免沙漏模式 (Hourglassing) 等零能模态的出现。 最后，本书将介绍 应力奇异点 (Stress Singularities) 的识别及其对 FEM 结果的影响。理解在角点、裂纹尖端等位置应力梯度趋于无穷的物理事实，对于正确设置边界条件和选择网格策略至关重要。我们将探讨使用奇次形函数或扩展有限元方法 (XFEM) 来处理这些复杂场的必要性，从而实现对结构失效前沿的精确预测。 本书特色与价值 本书的价值在于其跨越学科边界的整合性。它不是一本关于“如何计算”的工具书，而是一部关于“为何如此”的理论溯源之作。通过对这些经典理论的系统梳理，读者将能够超越具体的公式推导，建立起对复杂结构力学问题的深刻直觉，为未来的理论创新和工程难题的解决奠定坚实的知识基座。本书适合高年级本科生、研究生以及从事结构工程、材料科学和计算力学领域研究与开发的专业人员参阅。

评分☆☆☆☆☆

最近在研究某个复杂的机械结构，总感觉现有的设计方案在受力分析上似乎遗漏了什么关键的环节，一种不踏实的感觉挥之不去。我不是理论物理的科班出身，但工程师的直觉告诉我，有时候那些繁复的公式背后，隐藏着更深刻的、更本质的物理规律。我之所以对这本书感到好奇，是因为它提及了“结构力学中的定性理论”。我理解的“定性”更多是一种基于经验和直觉的判断，但这本书似乎将其提升到了理论的高度。我猜想，书中可能会介绍一些方法，能够帮助我们用更宏观、更概括的视角去审视结构的受力行为，找到那些隐藏在细节中的薄弱环节，或者发现设计中的优化潜力。这对我而言，不仅仅是学习知识，更像是一种思维方式的启迪。我希望这本书能教会我如何“看见”力的流动，如何理解材料在不同载荷下的“变形语言”。如果能从中获得一些触类旁通的感悟，让我在面对实际工程问题时，多一份“胸有成竹”的把握，那将是莫大的收获。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧我非常喜欢，书脊的烫金字体和封面的设计都透着一股严谨又不失典雅的气息。拿到手里沉甸甸的，感觉像是抱着一部珍贵的古籍。我是一名应用力学专业的学生，虽然平日里接触的更多是数值模拟和实验测量，但心中一直对力学理论的精妙之处充满好奇。这本书的“精品书系”名头确实不虚，它摆明了要深入挖掘力学背后的数学思想和哲学内涵。读这本书，我感觉自己像是穿越回了那个纯粹的理论探索年代，那些伟大的先驱者是如何凭借对物理世界的深刻洞察，一步步构建起庞大的理论体系的。我特别期待书中关于“定性理论”的阐述，这似乎是一种更为直观、更具物理洞察力的分析方法，与我日常接触的量化分析有所不同。我想象中的“定性理论”大概是那种一看图就能体会到结构的受力状态，无需复杂的计算就能判断其稳定性的能力。这本书，我觉得会让我对结构力学的理解上升到一个全新的维度，不仅仅是“知道怎么算”，更是“明白为什么这么算”，甚至“能直观地感受到”。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，物理学最迷人的地方在于它能够用简洁优雅的数学语言描述复杂的世界。这本书的副标题“结构力学中的定性理论”引起了我的极大兴趣，因为我一直在思考，除了冰冷的数值计算，我们是否还能用更直观、更具物理洞察力的方式来理解结构力学？我希望这本书能够提供一些方法，让我们能够通过对力的方向、分布以及材料性质的理解，来“看穿”结构的受力状态，而无需沉溺于复杂的方程求解。我设想书中可能会介绍一些经典的案例，通过这些案例来展示定性分析的威力，比如如何判断一个桥梁的受力关键点，或者如何设计一个更具稳定性的悬臂梁。这本书对我而言，不仅仅是学习一门学科，更像是一次智力上的探险，去发掘那些隐藏在结构力学表象之下的深刻原理。

评分☆☆☆☆☆

最近在准备一项重要的技术评审，涉及到一个复杂结构的稳定性分析。虽然我们有一套成熟的数值模拟工具，但在和资深工程师讨论时，他们常常会提到一些“直觉判断”和“经验法则”，这些东西虽然无法直接量化，却往往能一针见血地指出问题的关键。我一直想找一本能够系统性地介绍这些“定性”分析方法的书，而这本书的书名《结构力学中的定性理论》恰好引起了我的注意。我理解的“定性理论”大概是一种侧重于揭示事物内在规律和发展趋势的分析方法，它可能不直接给出精确的数值解，但能帮助我们建立起对问题的整体认知，并从中找出最值得关注的方面。我期待这本书能够提供一些清晰的框架和分析工具，让我在进行结构设计和评审时，能够更有依据地进行定性分析，从而提升工作的效率和质量。

评分☆☆☆☆☆

我对物理学的兴趣，很大程度上源于小时候对万物运行原理的好奇，以及对那些能够解释宇宙奥秘的理论的深深着迷。这本书的书名，尤其是“精品书系：结构力学中的定性理论”，立刻抓住了我的眼球。我的本职工作与工程设计并非直接相关，但我一直对那些支撑起宏伟建筑、精密器械的底层科学原理抱有极大的热情。我对“定性理论”的理解，是它可能代表着一种不拘泥于具体数值，而是侧重于揭示事物本质、发展趋势和内在联系的分析方法。我设想书中会阐述一些基本原理，这些原理能够帮助我们不必进行繁琐的计算，就能初步判断一个结构在受力情况下的表现。比如，什么样的形状更容易承受压力，什么样的连接方式会产生应力集中等等。我希望这本书能够给我带来一种全新的视角，让我从更抽象、更本质的层面去理解力学，去欣赏那些伟大的物理学家们是如何通过洞察和推理，建立起一套又一套精妙的理论体系的。