塑性非綫性分析原理 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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曾攀 著

圖書標籤:

• 塑性力學
• 非綫性有限元
• 結構分析
• 材料力學
• 數值方法
• 工程力學
• 計算力學
• 塑性變形
• 有限元分析
• 結構工程

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111503774

版次：1

商品編碼：11777120

品牌：機工齣版

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-09-01

用紙：膠版紙

字數：339000

編輯推薦

適讀人群 ：本書可供機械、力學、材料、冶金、航空航天等專業的高年級本科生、研究生、工程技術人員、科研工作者參考使用。
　　《塑性非綫性分析原理》一書為長江學者曾攀教授匯集多年塑性問題研究成果。塑性問題及工程中最復雜的三大非綫性問題：材料非綫性、幾何非綫性(大變形)以及接觸非綫性，這給塑性問題的準確、高效分析帶來很大的挑戰。本書全麵論述材料塑性的非綫性分析原理，強調塑性非綫性分析的工程概念、力學基礎以及分析原理。全書共有7章，內容包括：固體力學問題的基本描述方法，為綫彈性問題的描述，材料非綫性：塑性行為及描述，幾何非綫性：有限變形下的應變及應力描述，材料塑性行為的數值分析原理，接觸問題非綫性及其數值分析原理，第7章為金屬塑性變形研究的前沿領域。全書涉及：塑性中的三大非綫性問題、求解塑性問題的各種數值分析原理、塑性加工中的成形與改性、變形/溫度/組織三場耦閤、超塑性、形狀記憶閤金、晶體塑性等論題，強調塑性問題的工程背景、力學本質以及數學邏輯，力求概念闡述清晰、重點內容突齣、實例討論深入等特點，便於讀者研習。本書可供機械、力學、材料、冶金、航空航天等專業的高年級本科生、研究生、工程技術人員、科研工作者參考使用。

內容簡介

　　《塑性非綫性分析原理》一書共分7章，相關的內容如下。
　　第1章為固體力學問題的基本描述方法，以非常明瞭的方式介紹基本力學變量、指標記法、物理量的坐標變換及張量、張量的不變量原理。
　　第2章為綫彈性問題的描述，引入應力張量、應變張量、三大類方程及兩類邊界條件，並以指標變換的方式係統討論正交各嚮異性以及各嚮同性材料的本構方程的錶達方式，給齣應力張量、應變張量的重要性質及特徵列錶。
　　第3章為材料非綫性：塑性行為及描述，介紹材料塑性行為的試驗，包括塑性流動應力的試驗方法、體積不變性及靜水壓力影響的試驗、應力狀態對材料塑性的影響、材料性能隨溫度的變化規律、幾種典型的單嚮應力-應變麯綫模型，係統描述瞭屈服條件、塑性強化準則、塑性應變流動法則、彈塑性本構方程的完整錶達方式。
　　第4章為幾何非綫性：有限變形下的應變及應力描述，從1D情形下的真應力與真應變入手，給齣構形、變形梯度、極分解、速度梯度及大變形下應變的錶示，討論瞭Green應變、小變形應變、單嚮拉伸情形的構形及變形、小角度的剛體轉動等問題。進行三種平麵變形情況下的分析，比較瞭工程應變、Green應變、Almansi應變之間的關係。介紹瞭大變形下的應力錶達、應變及應力的物質導數、大變形情況下的本構方程，係統給齣瞭大變形情形下的所有應變及應力錶達式匯總。
　　第5章為材料塑性行為的數值分析原理，為本書的重點。內容包括：通過一個簡單結構求解的時間離散過程入手，係統論述關於時間過程的隱式方法與顯式方法、塑性非綫性數值分析的分類、一般彈性問題的變分原理、彈塑性問題分析的虛功原理、剛塑性有限元分析原理以及大變形問題的虛功原理及有限元列式。特彆給齣瞭處理體積不可壓縮性的拉格朗日乘子法、不可壓縮性的罰函數法以及采用體積近可壓縮性的剛塑性問題變分原理。在有限元列式上，給齣基於當前構形的虛功原理、基於初始構形的虛功原理、大變形增量求解的TL方法、UL方法、Euler方法。還就數值分析中因積分引起的剪切自鎖、沙漏等現象的本質原因進行剖析。
　　第6章為接觸問題非綫性及其數值分析原理，內容包括：塑性成形中的摩擦及特點、描述摩擦行為的模型、數值分析中接觸摩擦模型的處理以及塑性成形中摩擦行為的試驗測試方法，在處理接觸非綫性問題的數值分析原理方麵，給齣相應的虛功原理、拉格朗日乘子法、罰函數法、接觸問題分析中的單元形式與接觸搜尋。
　　第7章為金屬塑性變形研究的前沿領域，內容包括：塑性變形的金屬力學基礎、超塑性變形、NiTi形狀記憶閤金的耦閤行為研究、晶體塑性及數值模擬。論述瞭金屬塑性變形的晶體結構、成形與改性、變形/溫度/組織的三場耦閤原理。討論瞭超塑性變形現象、超塑性的力學特性、超塑性變形機理及影響因素。就NiTi形狀記憶閤金的研究現狀、熱力耦閤行為、本構關係、原位多場測量進行瞭係統的介紹。對晶體塑性研究領域中的數值分析原理及基於晶粒的有限元建模進行瞭論述。

作者簡介

　　曾攀，男，1963年生，海南省海口市人。1982年於西北工業大學獲得學士學位，1985年於北京航空航天大學獲得碩士學位，1988年於清華大學獲得工學博士學位，1988年至1992年在大連理工大學及西南交通大學從事兩站博士後研究，為德國“洪堡”學者(1994—1995)、國傢傑齣青年科學基金獲得者(1998)、長江學者(2000)、“新世紀百韆萬人纔工程”國傢級人選，現為清華大學機械工程係教授、博導、先進成形製造教育部重點實驗室學術委員會副主任、全國塑性工程學會副理事長，擔任《機械工程學報》《工程力學》《塑性工程學報》、《鍛壓技術》等6個學術期刊的編委，為ICTP、NUMIFORM、ICFDM等國際會議學術委員會委員。先後主持國傢自然科學基金重點項目、傑齣青年基金、霍英東基金項目、大型橫嚮閤作項目等科研項目40多個，發錶論文120多篇，已獲得發明專利8項。齣版及翻譯學術著作6本，獲得國傢級、北京市教學成果奬3項，省部級一等、二等科技奬3項；長期從事有限元方法及數值模擬方麵的教學工作，編寫的教材入選教育部“研究生教學用書”、北京市高等教育精品教材、國傢“十二五”規劃教材。目前主要從事塑性非綫性行為、材料成形數值模擬以及復雜裝備的結構設計等領域的研究。

目錄

前言
第1章固體力學問題的基本描述方法1
1.1基本力學變量1
1.2指標記法3
1.3物理量的坐標變換及張量錶示8
1.4張量的不變量13
第2章綫彈性問題的描述17
2.1應力張量17
2.1.1應力的定義17
2.1.2應力的坐標變換19
2.1.3應力張量的不變量21
2.1.4靜水壓力、球應力張量、偏應力張量、八麵體應力22
2.2應變張量、球應變張量、偏應變張量、體積應變、應變率25
2.3三大方程之一：力的平衡方程27
2.3.12D情形下的平衡方程27
2.3.23D情形下的平衡方程30
2.4三大方程之二：變形的幾何方程30
2.4.12D情形下的變形幾何方程30
2.4.23D情形下的變形幾何方程32
2.5三大方程之三：材料的本構方程32
2.5.1基於單嚮拉伸試驗建立材料的本構方程32
2.5.2基於張量錶達的材料本構方程35
2.6邊界條件47
2.7綫彈性問題的變量及方程匯總48
2.8應力張量、應變張量的重要性質及特徵列錶50
第3章材料非綫性：塑性行為及描述53
3.1材料非綫性塑性行為的試驗53
塑性非綫性分析原理目錄3.1.1塑性流動應力的試驗方法55
3.1.2溫度、變形程度、變形速率對流動（屈服）應力的影響58
3.1.3塑性成形體積不變性及靜水壓力影響的試驗63
3.1.4應力狀態對材料塑性的影響64
3.1.5材料的物理量隨溫度的變化規律66
3.1.6幾種典型的單嚮應力-應變麯綫模型70
3.2復雜應力狀態下的一般性屈服條件71
3.2.1直接試驗方法71
3.2.2金屬材料常用的屈服準則73
3.3各種情形的屈服麵79
3.3.1等嚮強化屈服麵80
3.3.2隨動強化屈服麵81
3.3.3混閤強化屈服麵81
3.3.4考慮靜水壓力的屈服準則81
3.3.5考慮體積近不可壓縮性的屈服條件82
3.4塑性應變流動法則83
3.4.1穩定性的概念83
3.4.2材料行為的穩定性84
3.4.3加-卸載準則與流動法則86
3.5彈塑性本構方程的完整描述89
3.5.1等效應力與等效應變89
3.5.2彈塑性本構方程的一般錶達式93
3.5.3比例加載情形下的彈塑性本構方程95
3.5.4各嚮異性情形下的彈塑性本構方程99
3.5.5其他屈服函數104
第4章幾何非綫性：有限變形下的應變及應力描述106
4.11D情形下的真應力與真應變106
4.2構形、變形梯度、極分解、速度梯度109
4.3有限變形下的應變錶示111
4.4關於應變的討論113
4.4.1Green應變的物理含義113
4.4.2小變形下的應變錶示117
4.4.3單嚮拉伸情形的構形及變形分析118
4.4.4形變張量E或C的主方嚮特徵120
4.4.5三種平麵變形情況下的分析及比較121
4.4.6小角度的剛體轉動123
4.4.7實例討論：工程應變、Green應變、Almansi應變的比較124
4.5有限變形下的應力錶達126
4.5.1有限變形狀態下的體積及麵元變化127
4.5.2當前構形中的Cauchy應力129
4.5.3初始構形中的第一類Piola-Kirchhoff應力(非對稱張量)129
4.5.4初始構形中的第二類Piola-Kirchhoff應力(對稱張量)130
4.5.5第二類Piola-Kirchhoff應力張量的剛體轉動性質131
4.6應變及應力的物質導數131
4.6.1物質導數131
4.6.2速度梯度與變形率132
4.6.3與剛體運動無關的Almansi本構應變速率134
4.6.4與剛體運動無關的Jaumann應力率135
4.7有限變形情況下的本構方程136
4.7.1Kirchhoff材料136
4.7.2超彈性材料137
4.7.3次彈性材料138
4.7.4彈塑性材料138
4.7.5黏性材料138
4.8有限變形的應變及應力錶達式匯總139
第5章材料塑性行為的數值分析原理142
5.1綫彈性問題求解的隱式算法與顯式算法143
5.2關於時間過程的隱式算法與顯式算法148
5.2.1時間離散過程的顯式算法格式148
5.2.2時間離散過程的隱式算法格式149
5.2.3關於時間離散格式的穩定性152
5.2.4顯式算法與隱式算法的應用範圍156
5.3塑性問題的非綫性數值分析分類157
5.4一般彈性問題的變分原理157
5.4.1變分原理157
5.4.2虛功原理159
5.5彈塑性問題分析的虛功原理160
5.5.1塑性問題的增量方程160
5.5.2增量形式的虛功原理及有限元列式161
5.6剛塑性有限元分析原理162
5.6.1剛（黏）塑性問題的基本方程163
5.6.2求解剛塑性問題的一般變分原理164
5.6.3處理體積不可壓縮性的拉格朗日乘子法165
5.6.4處理體積不可壓縮性的罰函數法166
5.6.5考慮體積近可壓縮性的剛塑性問題變分原理167
5.6.6求解剛塑性問題的幾種方法比較168
5.6.7剛（黏）塑性問題的變分原理169
5.6.8剛塑性問題的有限元分析列式171
5.6.9剛性區的處理及初始速度場的確定175
5.7有限變形問題的虛功原理及有限元列式179
5.7.1基於當前構形的平衡關係及虛功原理179
5.7.2基於初始構形的當前平衡關係及虛功原理180
5.7.3有限變形分析的有限元列式183
5.7.4有限變形增量求解的TL方法188
5.7.5有限變形增量求解的UL方法192
5.7.6有限變形問題求解的Euler方法196
5.8數值積分中所齣現問題的討論(剪切自鎖，沙漏)200
第6章接觸問題非綫性及其數值分析原理205
6.1接觸摩擦非綫性：塑性成形中的摩擦行為205
6.1.1塑性成形中的摩擦及特點205
6.1.2經典摩擦定律206
6.1.3塑性成形中的摩擦模型207
6.1.4接觸與摩擦的三個條件及錶達式208
6.1.5非綫性摩擦條件的光滑化處理210
6.1.6塑性成形中摩擦行為的試驗測試211
6.2接觸問題分析的虛功原理214
6.3接觸問題分析的拉格朗日乘子法215
6.4接觸問題分析的罰函數法217
6.5接觸問題分析的有限元列式218
6.6接觸問題有限元方程的求解方法223
6.6.1顯式算法223
6.6.2隱式算法225
6.7接觸問題分析中的單元形式與接觸的搜尋225
第7章金屬塑性變形研究的前沿領域228
7.1塑性變形的金屬力學基礎228
7.1.1金屬材料的結構層次228
7.1.2金屬的晶體滑移係與Schmid因子228
7.1.3塑性加工過程中變形、溫度與組織的三場耦閤231
7.2超塑性變形237
7.2.1超塑性變形現象237
7.2.2超塑性的力學特性238
7.2.3超塑性變形機理及影響因素239
7.3NiTi形狀記憶閤金中的局部化變形與相變塑性行為研究240
7.3.1NiTi形狀記憶閤金的研究現狀240
7.3.2NiTi形狀記憶閤金的熱-力耦閤行為242
7.3.3形狀記憶閤金耦閤行為的原位多場測量方法244
7.3.4形狀記憶閤金耦閤行為的試驗結果248
7.3.5NiTi形狀記憶閤金的本構關係255
7.4晶體塑性及分析原理259
7.4.1晶體塑性的描述259
7.4.2晶體塑性的數值分析原理268
7.4.3單晶體塑性變形的數值模擬271
7.4.4多晶體塑性變形的試驗與數值模擬274
參考文獻282
索引288

前言/序言

　　材料的塑性行為對於實際構件在兩個方麵有極為重要的影響，其一是在構件的成形製造方麵，即將材料通過塑性成形的製造方式使其成為可以使用的零部件，這時的塑性非綫性稱為材料加工塑性非綫性行為；其二是零部件在使用過程中的安全評價，即構件在承受大載荷時所錶現齣的塑性非綫性行為，涉及材料的失效與安全。
　　在塑性成形方麵，全世界的鋼材約有75%需要通過塑性成形的方式進行加工。塑性成形不但能夠製造齣滿足機器裝備零部件要求的外形，還能夠獲得具有優異力學性能的材料組織結構，是重大機器裝備關鍵零部件的首選成形製造手段之一，在核電裝備、航空航天、汽車製造等行業中發揮著不可替代的作用。同時，塑性成形也是節約材料資源、降低製造成本的重要環節[1][2]。例如，我國1100MW核電發電機的半速轉子直徑為2050mm，長度為16400mm，毛坯質量310t，就是采用560t鋼錠在1.6萬t液壓機上鍛壓成形的；美國C-5A飛機起落架外筒的尺寸為2500×1100×450（mm），模鍛件質量1540kg，就是采用超高強度閤金鋼進行模鍛一次性成形的；美國F22飛機機身隔框的尺寸為4078×1680×178（mm），模鍛件的質量為1588kg，模鍛件投影麵積達到5.53m2，也是采用鈦閤金進行模鍛一次性成形的；美國卡麥隆（Cameron）公司采用3萬t多嚮模鍛液壓機可以擠壓齣大口徑多通道零件，其産品一直壟斷國際高端市場；中國北方重工集團和清華大學閤作，於2009年建成3.6萬t大口徑鋼管垂直擠壓成套裝備，可以實現大口徑鋼管的擠壓成形；西安航空高技術航空産業基地和清華大學閤作，於2012年建造瞭4萬t航空模鍛液壓機，為國際上最大的單缸模鍛液壓機，可以直接模鍛齣新一代飛機的高性能關鍵零部件；第二重型機器廠研製的世界上最大的8萬t梁柱組閤式液壓機，將帶動大件或特大件的整體成形的相關研究。
　　國傢自然科學基金委在機械工程學科發展戰略報告(2011—2020)中給齣瞭高性能精確成形領域研究發展路綫圖(見圖1)[1]，就材料成形製造方麵提齣的重大科學問題之一就是“高性能精確成形製造過程的多場多尺度全過程建模仿真與優化”，具體錶現在以下幾個方麵：
　　�r大型復雜高性能構件成形全過程多場耦閤多尺度建模與模擬仿真方法，介觀尺度下微成形過程建模仿真方法。
　　塑性非綫性分析原理前言圖1高性能精確成形領域研究發展路綫圖�r多場下大型復雜高性能金屬零部件凝固與塑性成形成性規律、超常條件下焊接與高效焊接行為的多尺度全過程模擬仿真與分析。
　　�r基於多場多尺度全過程模擬仿真的大型復雜高性能構件成形成性過程的多參量、多目標、多約束優化設計、穩健控製與數字化精確成形。
　　�r零件性能與材料製備成形工藝的一體化設計、數字化與智能化，包括材料設計、製備、成形與熱處理全過程組織、形狀、尺寸和質量的精確控製方法。
　　上述各個方麵無一例外地都涉及材料塑性問題的研究。
　　在重大裝備的服役過程中所涉及的另一個領域為零件與結構的失效與安全服役(見圖2)[1]；同樣，材料的塑性行為也是一個重要的基礎，如對於一些特彆重要的零部件，都要求材料有足夠的塑性變形能力，纔可以使得材料在失效前有足夠的吸收破壞能量的能力，所用裝備纔有安全保障。
　　圖2失效評價與壽命預測領域發展路綫圖可以看齣，材料的塑性非綫性行為將是高性能精確成形領域以及結構安全性評價的重要基礎。本書將從塑性非綫性行為相關的變量描述、試驗方法、基本方程、材料非綫性、幾何大變形非綫性、接觸非綫性、塑性非綫性分析的經典原理與現代數值分析原理等幾個方麵來係統描述該問題，力求做到工程背景明確、數學錶達簡明、力學概念深刻，使讀者對塑性非綫性問題有深刻的理解。全書共分7章，相關的內容如下。
　　第1章為固體力學問題的基本描述方法，以非常明瞭的方式介紹基本力學變量、指標記法、物理量的坐標變換及張量、張量的不變量原理。
　　第2章為綫彈性問題的描述，引入應力張量、應變張量、三大類方程及兩類邊界條件，並以指標變換的方式係統討論正交各嚮異性以及各嚮同性材料的本構方程的錶達方式，給齣應力張量、應變張量的重要性質及特徵列錶。
　　第3章為材料非綫性：塑性行為及描述，介紹材料塑性行為的試驗，包括塑性流動應力的試驗方法、體積不變性及靜水壓力影響的試驗、應力狀態對材料塑性的影響、材料性能隨溫度的變化規律、幾種典型的單嚮應力-應變麯綫模型，係統描述瞭屈服條件、塑性強化準則、塑性應變流動法則、彈塑性本構方程的完整錶達方式。
　　第4章為幾何非綫性：有限變形下的應變及應力描述，從1D情形下的真應力與真應變入手，給齣構形、變形梯度、極分解、速度梯度及大變形下應變的錶示，討論瞭Green應變、小變形應變、單嚮拉伸情形的構形及變形、小角度的剛體轉動等問題。進行三種平麵變形情況下的分析，比較瞭工程應變、Green應變、Almansi應變之間的關係。介紹瞭大變形下的應力錶達、應變及應力的物質導數、大變形情況下的本構方程，係統給齣瞭大變形情形下的所有應變及應力錶達式匯總。
　　第5章為材料塑性行為的數值分析原理，為本書的重點。內容包括：通過一個簡單結構求解的時間離散過程入手，係統論述關於時間過程的隱式方法與顯式方法、塑性非綫性數值分析的分類、一般彈性問題的變分原理、彈塑性問題分析的虛功原理、剛塑性有限元分析原理以及大變形問題的虛功原理及有限元列式。特彆給齣瞭處理體積不可壓縮性的拉格朗日乘子法、不可壓縮性的罰函數法以及采用體積近可壓縮性的剛塑性問題變分原理。在有限元列式上，給齣基於當前構形的虛功原理、基於初始構形的虛功原理、大變形增量求解的TL方法、UL方法、Euler方法。還就數值分析中因積分引起的剪切自鎖、沙漏等現象的本質原因進行剖析。
　　第6章為接觸問題非綫性及其數值分析原理，內容包括：塑性成形中的摩擦及特點、描述摩擦行為的模型、數值分析中接觸摩擦模型的處理以及塑性成形中摩擦行為的試驗測試方法，在處理接觸非綫性問題的數值分析原理方麵，給齣相應的虛功原理、拉格朗日乘子法、罰函數法、接觸問題分析中的單元形式與接觸搜尋。
　　第7章為金屬塑性變形研究的前沿領域，內容包括：塑性變形的金屬力學基礎、超塑性變形、NiTi形狀記憶閤金的耦閤行為研究、晶體塑性及數值模擬。論述瞭金屬塑性變形的晶體結構、成形與改性、變形/溫度/組織的三場耦閤原理。討論瞭超塑性變形現象、超塑性的力學特性、超塑性變形機理及影響因素。就NiTi形狀記憶閤金的研究現狀、熱力耦閤行為、本構關係、原位多場測量進行瞭係統的介紹。對晶體塑性研究領域中的數值分析原理及基於晶粒的有限元建模進行瞭論述。
　　本書的特點是強調對塑性問題的本質理解與分析原理的準確錶達，力求做到概念清晰、深入淺齣，注重邏輯性及可讀性的統一，為緻力於塑性問題研究的科技工作者及研究生提供重要的素材。
　　本書的一些工作，特彆是第7章的研究，得到國傢自然科學基金項目（No：51275270）的資助，在此錶示感謝。
　　清華大學機械工程係的方剛副教授、雷麗萍副教授對本書進行瞭認真的審讀，提齣瞭許多建設性的修改意見。作者所指導的博士生杜泓飛完成瞭本書7.3節的撰寫，同時7.4節選用瞭作者所指導碩士生劉海軍、曹鵬的學位論文的部分內容。在本書的撰寫過程中，清華大學機械工程係的博士生楊沾沛，碩士生黑夢、莫戈、陳曦等參與瞭本書文稿的準備工作，博士生汪力驍、謝煒、奚柏立、蕭遙、馬哲，碩士生陳子硯、王倩、莫戈、賀哲龍、孫宇申、曹嵐、吳瑛參與瞭本書的校核工作，張惠玲女士對本書的文字編輯也做齣瞭重要貢獻。在此，作者對上述各位人士錶示衷心的感謝。
　　由於作者水平有限，書中難免存在不足，敬請讀者提齣批評。
　　作者於清華園目錄

《工程結構塑性力學導論》 內容梗概： 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的工程結構塑性力學基礎，側重於理解材料在超過屈服極限後的變形行為及其對結構整體響應的影響。本書涵蓋瞭從基本的材料本構關係到復雜的塑性分析方法，以及在工程實踐中的應用。全書體係嚴謹，邏輯清晰，理論與算例相結閤，旨在培養讀者獨立分析和解決工程塑性問題的能力。 第一章 塑性變形基礎 本章將從微觀和宏觀層麵介紹材料的塑性變形機理。首先，我們會探討金屬材料的晶體結構及其對塑性變形的影響，包括位錯的産生、運動和相互作用。接著，我們將引入屈服的概念，區分彈性變形和塑性變形的本質差異。讀者將瞭解應力-應變關係在塑性區間的非綫性特徵，以及屈服準則（如Von Mises準則、Tresca準則）的物理意義和數學錶達式，並介紹它們的適用範圍。此外，本章還會討論應變硬化現象，解釋材料在塑性變形過程中屈服強度的提高，並介紹常用的硬化模型，如隨動強化和等嚮強化。最後，將介紹塑性變形的基本定理，如最大塑性功原理和塑性勢流原理，為後續章節的深入分析奠定理論基礎。 第二章 材料本構模型 本章將詳細介紹用於描述材料塑性行為的本構模型。我們將首先迴顧綫彈性本構關係，並在此基礎上引入塑性本構關係。重點介紹以增量型塑性理論為基礎的本構模型，包括增量彈性模量、塑性應變增量張量的計算方法。讀者將深入理解屈服麵、塑性流動規則和強化規則是如何共同定義一個完整的塑性本構模型。我們將詳細闡述多種常用的塑性本構模型，如： J2塑性模型（Von Mises塑性）： 重點講解其屈服準則、流動法則和強化法則，及其在軸對稱、平麵應變和三維問題中的應用。 Tresca塑性模型： 介紹其屈服準則的幾何形狀，並與J2模型進行對比分析。 臨塑性模型： 討論無強化或隨動強化的簡單塑性模型，以及其在特定工程問題中的局限性。 更復雜的本構模型： 簡要介紹考慮應力三軸度效應、各嚮異性塑性以及損傷力學耦閤的本構模型，以展示塑性理論發展的方嚮。 本章還將討論材料參數的確定方法，包括實驗測試（如單軸拉伸試驗、剪切試驗）和參數反演技術。 第三章 塑性變形的數值分析方法 本章將聚焦於利用數值方法求解涉及材料塑性的工程問題。我們將重點介紹有限元方法在塑性分析中的應用。內容將包括： 增量法的原理： 解釋如何將一個完整的非綫性分析過程分解為一係列小的增量步，並在每個增量步內進行綫性化求解。 應力更新算法： 介紹在每個增量步結束時，如何根據增量應變和材料的塑性本構模型，準確更新應力狀態，使其滿足屈服條件和流動規則。常見的應力更新算法，如“拉直法”（Return Mapping）將被詳細講解。 荷載-位移方程的建立： 詳細推導考慮材料非綫性的增量形式的剛度矩陣和內力嚮量，以及如何處理材料剛度的變化。 迭代求解策略： 介紹Newton-Raphson法及其變種在求解非綫性方程組中的應用，以及收斂性判斷準則。 邊界條件的處理： 討論如何在增量分析中施加力和位移邊界條件。 特殊問題的處理： 討論接觸問題、大變形問題在塑性分析中的特殊處理方法。 本章將通過算例展示如何使用通用有限元軟件進行塑性分析，並強調分析結果的解釋和驗證。 第四章 塑性分析在工程中的應用 本章將展示塑性力學分析在解決實際工程問題中的重要作用。我們將涵蓋以下關鍵應用領域： 結構承載能力的評估： 討論如何利用塑性理論評估結構在超屈服載荷下的極限承載能力，特彆是對於薄殼結構、闆結構以及框架結構。 失效分析： 介紹塑性分析如何用於預測結構在過載情況下的失效模式，如屈麯、斷裂等。 殘餘應力分析： 解釋焊接、鍛造、熱處理等工藝過程中産生的殘餘應力的形成機製，以及如何利用塑性分析進行殘餘應力的預測和控製。 彈塑性接觸分析： 討論在滾動接觸、衝擊接觸等場景下，材料的塑性行為對接觸應力、壽命的影響。 土體塑性分析： 介紹塑性理論在岩土工程中的應用，如邊坡穩定分析、地基承載力計算、隧道掘進過程的模擬等。 衝擊和動力學塑性分析： 簡要介紹在高速衝擊、爆炸載荷等動態問題中，材料的動塑性行為以及相應的數值方法。 通過這些應用案例，讀者將深刻理解塑性力學理論的實用價值，並能夠將其應用於實際的工程設計和分析工作中。 第五章 結構構件的塑性分析 本章將深入探討幾種典型工程結構構件的塑性行為。我們將從理論和數值兩方麵對其進行分析： 梁和框架的塑性鉸分析： 介紹塑性鉸的概念，討論梁和框架在達到極限載荷時，塑性鉸的形成和演變過程。介紹塑性分析在預測框架結構極限承載力中的應用，並討論塑性變形的纍積效應。 闆和殼體的塑性分析： 探討闆和殼體在承受過載荷後的非綫性變形和屈服行為。介紹塑性闆殼理論的基本原理，以及如何利用數值方法進行分析。 承壓構件的塑性屈麯： 討論承壓構件在達到屈服極限後發生的屈麯現象，介紹彈塑性屈麯理論，並分析其與純彈性屈麯的區彆。 疲勞和斷裂中的塑性效應： 探討在疲勞裂紋擴展和斷裂過程中，塑性區對裂紋尖端應力場和裂紋擴展速率的影響。 本章將結閤具體構件的實例，加深讀者對塑性變形在工程結構中實際錶現的理解。 第六章 塑性分析的注意事項與挑戰 本章將對塑性分析的實際應用進行總結和梳理，並討論在工程實踐中可能遇到的挑戰以及應對策略： 模型選擇的閤理性： 討論如何根據工程問題的特點和精度要求，選擇閤適的材料本構模型。 數值方法的局限性： 強調數值計算可能存在的誤差，以及如何通過網格細化、步長控製等方法來提高計算精度。 結果的解釋與驗證： 強調對數值分析結果進行物理解釋的重要性，以及如何通過實驗數據、工程經驗等對分析結果進行驗證。 材料參數的不確定性： 討論材料參數的離散性以及如何處理參數不確定性對分析結果的影響。 計算資源的考量： 討論復雜塑性分析可能需要大量的計算資源，以及如何進行效率優化。 未來發展方嚮： 展望塑性力學領域的前沿研究方嚮，如多尺度塑性分析、機器學習在塑性建模中的應用等。 通過本章，讀者將對塑性分析的實施過程有一個更全麵、更實用的認識，並為應對實際工程挑戰做好準備。 學習目標： 掌握材料塑性變形的基本原理和力學模型。 理解並應用各種常用的塑性本構模型。 熟練掌握基於增量法的數值分析技術。 能夠運用塑性力學理論解決實際工程問題。 認識塑性分析在結構設計、失效分析和性能評估中的重要性。 目標讀者： 本書適閤土木工程、機械工程、航空航天工程、材料科學與工程等專業的本科生、研究生以及從事工程設計、分析和研究的工程師。具備一定的材料力學和有限元分析基礎的讀者將更容易理解本書內容。

評分☆☆☆☆☆

我對《塑性非綫性分析原理》這本書的期待，源於我在工程實踐中遇到的挑戰。作為一名結構工程師，我深知在許多關鍵的設計環節，尤其是在承受衝擊載荷、爆炸荷載或地震等極端事件時，結構材料的響應早已超越瞭單純的彈性範疇，進入瞭塑性變形階段，並且這種變形的演化過程錶現齣顯著的非綫性特徵。傳統的綫性分析方法在這種情況下顯得力不從心，無法提供準確的預測和可靠的安全評估。因此，我非常渴望通過這本書，能夠係統地掌握塑性非綫性分析的原理和方法，從而提升我的專業能力。我希望書中能夠詳細講解各種塑性本構模型，例如Von Mises、Mohr-Coulomb等，並闡述它們在不同材料（如金屬、岩土、混凝土）中的適用性和局限性。同時，我也十分關注非綫性有限元分析的數值算法，尤其是如何有效地處理材料非綫性、大變形幾何非綫性以及接觸非綫性等耦閤效應。如果書中能夠提供一些實際工程案例的詳細解析，例如鋼結構的屈麯與塑性分析，或者土木工程中岩土體在塑性狀態下的力學行為模擬，那將極大地提升該書的實踐指導意義。我希望通過閱讀這本書，能夠更深入地理解結構的極限承載能力和失效機製，從而為工程設計提供更科學、更可靠的依據，確保工程的安全性和經濟性。這本書對我來說，是一本能夠幫助我解決實際工程難題、提升專業技能的寶貴工具。

評分☆☆☆☆☆

《塑性非綫性分析原理》這個書名，讓我眼前一亮。在我的職業生涯中，經常會遇到需要精確預測材料在超齣彈性範圍後的行為的工程問題，尤其是在進行某些高強度、高應力載荷下的結構設計時。例如，在航空航天領域，飛行器的結構在承受巨大的氣動載荷、起降衝擊，甚至在極端天氣條件下，材料的響應遠非簡單的綫性彈性可描述。我非常期待這本書能夠提供一套完整而深入的理論體係，來解釋和指導塑性非綫性分析。我希望書中能夠詳細闡述各種塑性本構模型，從經典的Von Mises模型到更復雜的塑性損傷模型，並解釋它們各自的數學基礎和適用範圍。同時，我希望書中能對有限元方法在處理這類非綫性問題中的具體技術細節進行深入的講解，例如，如何選擇閤適的單元類型，如何構建和更新剛度矩陣，以及如何處理迭代求解過程中的收斂性問題。如果書中能夠包含一些具有代錶性的工程案例，例如復雜金屬構件在塑性變形下的應力分布和失效預測，或者某種新型復閤材料在塑性區的行為分析，那將極大地增強本書的實踐價值。我期望通過學習這本書，能夠更好地理解材料的復雜行為，從而設計齣更安全、更可靠、性能更優越的工程産品，為科技進步貢獻力量。這本書對我來說，是一次知識上的深耕，也是一次能力上的飛躍。

評分☆☆☆☆☆

《塑性非綫性分析原理》這個書名，讓我立刻聯想到我日常工作中經常遇到的那些“硬骨頭”問題。我們經常需要設計一些能夠在極端載荷下保持一定性能的結構，比如橋梁在超載運輸時，或者某些關鍵設備在遭受意外衝擊時。在這種情況下，材料早已不是簡單的彈性變形，而是進入瞭塑性階段，並且變形還會隨著載荷的增加而持續發展，這種非綫性行為是綫性分析根本無法捕捉到的。我渴望從這本書中獲得的是一套係統性的理論框架，能夠解釋材料為何會發生塑性變形，以及這種變形是如何受到應力、應變、溫度等因素影響的。我特彆關注的是，書中是否能夠詳細講解不同塑性本構模型（如理想塑性、隨動強化、隨動軟化模型）的數學描述，以及如何根據具體的材料特性和工程需求來選擇閤適的模型。在數值分析方麵，我期待它能深入闡述求解非綫性方程組的迭代方法，例如牛頓-拉夫遜法及其改進算法，以及如何有效地處理大變形引起的幾何非綫性。如果書中能提供一些實際工程案例的詳細分析過程，例如某個受壓構件的屈麯與塑性耦閤分析，或者某個焊接結構的塑性變形模擬，我會覺得這本書的價值被極大地提升瞭。我希望通過閱讀這本書，能夠更深入地理解結構的真實受力行為，從而為設計提供更可靠的依據，避免潛在的安全隱患。這本書對我來說，是通往更深層次結構力學理解的一扇窗戶，我希望能藉此機會，將理論知識與實際工程緊密結閤起來，做齣更齣色的工作。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對材料力學有著濃厚興趣的研究生，平日裏接觸到各種各樣的文獻和書籍，《塑性非綫性分析原理》這個書名立刻引起瞭我的注意。在我看來，材料的塑性行為是其力學性能中最為復雜和迷人的部分之一。當應力超過材料的屈服極限後，材料會發生不可恢復的永久變形，而這種變形過程的演化往往是非綫性的，並且與多種因素交織在一起。我希望這本書能夠在我深入探索這一領域時，提供堅實的理論基礎和清晰的分析方法。我特彆期待書中能夠詳細介紹塑性力學的基本公理和定理，例如最大能量屈服準則、應變率效應以及各嚮異性塑性等概念。同時，在數值模擬方麵，我期望這本書能夠係統地闡述有限元方法在塑性非綫性分析中的具體實現，包括單元選擇、網格劃分、荷載施加以及邊界條件設定等關鍵環節。更令我期待的是，如果書中能夠涉及一些前沿的研究方嚮，例如塑性損傷力學、彈塑性斷裂力學，或者新型材料（如形狀記憶閤金、智能材料）的塑性行為分析，那將極大地拓寬我的研究視野。我希望通過學習這本書，能夠掌握獨立進行復雜工程結構塑性非綫性分析的能力，並能夠理解和評估不同分析方法和模型的優劣。這本書對我而言，是一次係統性地梳理和提升我在塑性力學領域知識體係的絕佳機會，我希望能從中汲取養分，為未來的研究和學術探索打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

當我看到《塑性非綫性分析原理》這個書名時，我立刻想到的是那些在極端環境下工作的結構，它們早已不是簡單的彈性變形。在我的工作領域，我們經常需要評估在地震、爆炸或者高速碰撞等情況下，結構的安全裕度。這些場景下的結構響應，其核心就是塑性變形和非綫性行為。因此，我非常迫切地希望這本書能夠深入淺齣地講解塑性力學的基本理論，包括應力、應變、屈服麵、流動法則等概念，並詳細介紹如何將這些理論應用於工程實踐。我尤其關注的是，這本書是否能夠清晰地闡述非綫性有限元分析的流程和關鍵技術。例如，如何進行非綫性方程組的迭代求解，如何處理材料非綫性（如塑性強化/軟化），幾何非綫性（大變形），以及接觸非綫性等復雜耦閤效應。如果書中能夠提供一些來自實際工程的案例分析，比如在地震作用下橋梁墩柱的塑性變形模擬，或者在爆炸載荷下某個防護結構的失效模式預測，那將對我的工作有極大的幫助。我希望通過學習這本書，能夠建立起一套紮實的塑性非綫性分析知識體係，並能夠熟練運用相關的數值工具，為我的工程設計提供更可靠、更安全的保障。這本書對我而言，是提升我解決復雜工程問題能力的關鍵一步。

評分☆☆☆☆☆

《塑性非綫性分析原理》這個書名，讓我聯想到我在設計中經常需要麵對的復雜工況。我們都知道，很多材料在超過一定的應力閾值後，會發生永久性的塑性變形，並且這種變形過程本身就不是簡單的綫性關係。尤其是在一些承受高應力、大變形或者衝擊載荷的工程結構中，如果僅僅依賴於綫性分析，可能會嚴重低估結構的實際變形和潛在的失效風險。因此，我非常期待這本書能夠為我提供一套係統且深入的塑性非綫性分析方法論。我希望能詳細瞭解各種塑性準則的推導和應用，比如如何選擇閤適的屈服函數和流動法則來描述不同材料在塑性狀態下的行為。同時，我對於數值計算方麵的內容也充滿興趣，特彆是有限元方法在處理這類非綫性問題時的具體實現。例如，如何有效地處理材料非綫性帶來的迭代求解問題，如何考慮幾何非綫性（大變形）對分析結果的影響，以及在涉及接觸的復雜模型中如何進行塑性分析。如果書中能包含一些經典算例的詳細解算過程，如金屬闆的衝壓成形，或者某個關鍵部件在衝擊載荷下的塑性響應模擬，那將非常有助於我理解和掌握這些理論知識，並將之應用於實際工作中。這本書對我來說，就像是一本“武功秘籍”，能夠幫助我掌握更高級彆的結構分析技巧，從而在工程設計中應對更嚴峻的挑戰。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名《塑性非綫性分析原理》一眼就吸引瞭我，因為我一直對材料在受力後如何發生永久變形，以及這種變形過程的復雜性充滿好奇。我從事結構工程領域多年，深知在許多實際工程應用中，尤其是在地震、爆炸等極端載荷作用下，結構的響應早已超齣瞭簡單的彈性範圍。傳統的綫性分析方法在這種情況下顯得力不從心，無法準確預測結構的承載能力和破壞模式。因此，我迫切需要一本能夠深入講解塑性非綫性分析原理的權威著作，來提升我的專業知識和工程實踐能力。我希望這本書能夠係統地闡述塑性力學相關的基本概念，例如屈服準則、流動法則、強化模型等等，並詳細介紹如何將這些理論應用於復雜的工程結構中。我尤其關心如何在數值計算層麵實現這些非綫性分析，比如有限元方法的應用，如何處理大變形、材料塑性以及接觸等復雜問題。如果這本書能提供豐富的實例分析，例如橋梁、高層建築、甚至是航空航天結構在塑性狀態下的響應模擬，那將是極大的幫助。我相信，掌握瞭這些原理，我將能更精準地設計和評估結構的安全性能，從而為社會貢獻更可靠的工程解決方案。這本書對我而言，不僅僅是一本技術書籍，更是一把能夠開啓理解復雜工程行為之門的鑰匙，我非常期待能夠通過它來深化我的認知，並在實際工作中取得更大的突破。我希望這本書能夠深入淺齣，既有嚴謹的理論推導，又不乏直觀的解釋和清晰的圖示，讓我在學習過程中能夠事半功倍，真正理解塑性非綫性分析的精髓所在。

評分☆☆☆☆☆

當我翻開《塑性非綫性分析原理》這本書時，我的腦海中立刻浮現齣瞭大學時期學習材料力學時的情景，那時對於材料屈服後的行為總是帶著一絲神秘感和敬畏。畢業工作後，我深刻體會到，那些在關鍵時刻支撐起宏偉建築、保障飛行器安全的背後，必然蘊含著遠超綫性範疇的復雜力學行為。這本書的書名本身就仿佛一道指引，指嚮瞭我一直想要探尋的領域。我關注的是，這本書是否能夠清晰地勾勒齣塑性變形的微觀機製，並將其上升到宏觀的工程應用層麵。我期望它能詳細解讀各種塑性本構模型，比如Von Mises、Tresca等，並探討它們各自的適用範圍和優缺點。更重要的是，我希望它能係統地介紹非綫性分析的數值算法，尤其是如何高效且準確地求解非綫性方程組，以及在迭代過程中如何處理收斂性問題。對於工程師來說，能夠準確模擬結構的極限承載能力和失效模式至關重要，而這恰恰是塑性非綫性分析的核心價值所在。我非常期待書中能夠包含不同類型結構（如鋼結構、混凝土結構）在塑性狀態下的典型分析案例，並展示如何通過數值模擬來預測其行為，例如梁的彎麯屈服、闆的失穩以及整體結構的破壞過程。如果書中還能對常用的商業有限元軟件在塑性分析中的應用進行指導，那將是錦上添花，極大地提升其在工程實踐中的指導意義。我希望這本書能夠成為我解決實際工程難題的有力武器，讓我能夠更加自信地麵對那些挑戰性的設計任務。

評分☆☆☆☆☆

當我看到《塑性非綫性分析原理》這個書名時，我立即聯想到的是那些在嚴苛條件下工作的機械部件，它們承受的載荷常常導緻材料發生永久性的變形。作為一名機械工程師，我深知僅僅依靠傳統的綫性力學分析，是遠遠不夠的。尤其是在設計一些關鍵受力部件，如齒輪、軸承，或者在進行衝擊、疲勞分析時，材料的塑性行為至關重要。我非常希望這本書能夠為我提供一個清晰的理論框架，來理解和應用塑性非綫性分析。我期待書中能夠詳細講解塑性力學的基本概念，例如屈服準則、流動法則、強化模型，以及它們如何影響材料的整體行為。在數值分析方麵，我希望這本書能夠深入闡述有限元方法在求解這類非綫性問題時的具體實現，包括如何進行非綫性方程的迭代求解，如何處理材料的本構關係以及幾何變形的影響。如果書中能夠包含一些機械工程領域的典型案例，例如，某個麯軸在循環載荷下的塑性變形分析，或者某個衝壓件在成形過程中的力學行為模擬，那將極大地提升該書在我工作中的應用價值。我希望通過閱讀這本書，能夠更精確地預測和評估機械部件在服役過程中的可靠性，從而設計齣更耐用、更安全的産品。這本書對我而言，是提升我解決復雜力學問題能力的關鍵工具。

評分☆☆☆☆☆

《塑性非綫性分析原理》這個書名，對於我這個長期在混凝土結構領域工作的工程師來說，無疑是一聲召喚。在進行大型、復雜混凝土結構的設計和分析時，尤其是在麵對地震、爆炸等極端載荷時，我們必須考慮混凝土材料的非綫性行為，包括其在拉伸和壓縮中的屈服、開裂以及壓碎等一係列復雜過程。我非常渴望通過這本書，能夠係統地學習塑性非綫性分析的原理和方法，以提升我的專業能力。我希望書中能夠詳細介紹描述混凝土材料塑性行為的本構模型，例如，如何模擬混凝土在受壓時的屈服和軟化，以及在受拉時的開裂和強度退化。同時，我也十分關注書中關於數值計算方法的講解，特彆是如何將這些復雜的材料模型有效地應用於有限元分析中，如何處理方程組的非綫性求解，以及如何進行大變形和接觸分析。如果書中能夠包含一些具體的工程案例，例如，一座高層建築在地震作用下的塑性變形分析，或者某個地下結構的彈塑性分析，並展示如何通過這些分析來評估結構的承載能力和損傷程度，那將對我具有極大的指導意義。我希望通過學習這本書，能夠更準確地預測混凝土結構在極端荷載下的響應，從而設計齣更安全、更經濟的工程方案。這本書對我來說，是填補我理論知識空白，提升工程實踐能力的重要橋梁。

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