結構中波的傳播（第二版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] James，F.Doyle 著，吳斌，何存富，焦敬品 等 譯

圖書標籤:

• 結構力學
• 波傳播
• 振動
• 聲學
• 有限元
• 數值分析
• 結構動力學
• 材料力學
• 工程應用
• 第二版

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030364821

版次：2

商品編碼：11938474

包裝：精裝

開本：16開

齣版時間：2013-01-01

用紙：膠版紙

頁數：288

字數：363000

正文語種：中文

內容簡介

　　《結構中波的傳播（第二版）》係統介紹瞭可用於結構中波傳播分析的譜分析方法，首先用於杆、梁、闆中，然後用於三維桁架、柱型箱體等復雜結構，譜分析方法將波的傳播和振動分析緊密聯係起來，既可用於模態分析，也可針對具體的波動特性進行重構。
　　《結構中波的傳播（第二版）》在波動方程推導、求解和後處理等環節始終如一地采用譜形式錶達，為結構中應力波的分析提供瞭一個統一的框架；將復雜結構作為連接波導處理，引入阻尼、耦閤效應和高階理論，考慮應力波與不連續體如邊界、接頭等的相互作用，利用譜分析方法實現瞭波傳播的分析與實驗結果的一緻性，書中采用大量實驗數據與譜分析方法結果進行對比，直觀易讀。
　　《結構中波的傳播（第二版）》對超聲無損檢測、實驗固體力學等領域學習和研究的大學生、研究生、工程技術人員來說是很有價值的參考資料。

內頁插圖

目錄

譯者序
《機械工程叢書》序
序言
符號示例
緒論

第1章 波動的頻譜分析
1．1 連續傅裏葉變換
1．2 離散傅裏葉變換
1．3 FFT算法應用實例
1．4 試驗中的波信號
1．5 波動的頻譜分析
1．6 波的傳播和重構
習題

第2章 杆中的縱波
2．1 杆的基本理論
2．2 杆中波的基本解
2．3 杆中的耗散
2．4 耦閤熱彈性波
2．5 反射與透射
2．6 分布載荷
習題

第3章 梁中的彎麯波
3．1 伯努利一歐拉梁理論
3．2 梁中波的基本解
3．3 考慮約束條件的伯努利-歐拉梁
3．4 彎麯波的反射
3．5 彎麯梁和環
3．6 耦閤梁結構
習題

第4章 高階波導
4．1 無限大介質中的波
4．2 半無限大介質
4．3 雙邊有界的介質
4．4 雙邊有界的介質：蘭姆波
4．5 Hamilton原理
4．6 修正梁理論
4．7 修正的杆理論
習題

第5章 譜單元法
5．1 連接波導結構
5．2 杆的譜單元
5．3 梁的譜單元法
5．4 -般框架結構
5．5 結構中的應用
5．6 變截麵波導
5．7 譜的超單元
5．8 衝擊載荷的識彆
習題

第6章 薄闆中的波
6．1 闆理論
6．2 闆的點衝擊
6．3 波數變換解
6．4 波在直邊界處的反射
6．5 彎麯波的散射
6．6 側嚮邊界條件
6．7 彎麯闆與殼
習題

第7章 結構與流體的相互作用
7．1 聲波的運動
7．2 薄闆-流體的相互作用
7．3 雙層闆係統
7．4 波導建模
7．5 源於有限大薄闆的能量傳播
7．6 圓柱空腔
習題

第8章 薄壁結構
附錄
參考文獻
索引
後記

前言/序言

好的，這是一份關於一本假設的圖書的詳細簡介，該圖書的名稱為《結構中波的傳播（第二版）》。請注意，這份簡介是基於您提供的書名，但描述的內容是完全虛構的，旨在詳細介紹一本關於該主題的專業書籍可能涵蓋的內容，而不提及您提供的具體書名或提及AI生成。 --- 《結構中波的傳播（第二版）》：深入探究復雜介質中的動力學響應 圖書簡介 《結構中波的傳播（第二版）》是一部專為結構工程、材料科學、聲學以及地球物理學領域的學者、高級研究人員和資深工程師設計的綜閤性學術專著。本書旨在提供對彈性、粘彈性及壓電等各類工程結構中波的産生、傳播、散射、衰減及耗散現象的全麵且深入的理論框架與實用分析方法。第二版在繼承前版嚴謹性和全麵性的基礎上，對當前前沿研究熱點和新興計算技術進行瞭係統的更新和擴展，尤其加強瞭對非均勻結構、智能材料係統以及非綫性動力學效應的討論。 本書的核心目標是構建從微觀材料特性到宏觀結構響應之間的嚴密橋梁，使讀者能夠精確預測和控製結構在動態載荷下的行為。 第一部分：基礎理論與本構關係重述 本書的開篇部分係統迴顧瞭描述材料力學響應的基本物理原理。這部分內容從經典彈性力學和連續介質力學的基礎方程齣發，重點闡述瞭波傳播所依賴的本構關係。 材料本構模型： 詳細討論瞭綫彈性、各嚮異性彈性材料的本構方程，並引入瞭對黏彈性材料（如聚閤物復閤材料）更準確描述的廣延時間導數模型和Prony級數錶示法。針對智能結構的應用需求，書中對壓電材料和磁彈性材料在耦閤場下的本構關係進行瞭詳盡的推導和討論，強調瞭電場-力場耦閤對波速和阻尼特性的影響。 運動方程的建立： 基於最小勢能原理或拉格朗日方程，推導瞭在考慮熱力學效應和電磁耦閤作用下的波動運動方程。特彆地，書中深入探討瞭在考慮波傳播過程中材料內部能量耗散（弛豫、滯後現象）時，如何將這些效應納入波動方程的求解框架中。 特殊波型的識彆： 針對工程實踐中常見的薄闆、梁和殼體結構，本部分推導瞭這些幾何約束下的簡化波動方程，包括對Lamb波、Rayleigh波、Love波以及剪切波的詳細分析，並給齣瞭其色散關係的解析解和數值處理方法。 第二部分：解析解法與特徵分析 本部分專注於解決理想化、規則結構中波傳播問題的數學技巧。這些解析方法為理解復雜問題提供瞭關鍵的理論基準。 平麵波展開與疊加： 詳細介紹瞭平麵波在無限均勻介質中的傳播特性，包括相速度、群速度、波矢的復數值錶示及其對衰減的貢獻。 分離變量法與傅裏葉變換技術： 闡述瞭如何將邊界條件和初始條件轉化為能夠求解的偏微分方程組。針對特定幾何形狀（如矩形闆、圓柱殼），應用分離變量法求解定態或瞬態問題。傅裏葉和拉普拉斯變換在解耦時空變量、簡化波動方程求解中的應用被深入探討。 特徵值問題與模態分析： 這是結構動力學分析的基石。書中詳細分析瞭自由振動和波導結構中的本徵頻率和本徵振型。特彆關注瞭結構波導中的“帶隙”現象——即某些頻率範圍內的波無法在結構中有效傳播的現象，並討論瞭如何通過周期性結構設計（如聲子晶體/超材料結構）來控製這些帶隙。 第三部分：數值模擬與計算方法 鑒於現代工程結構幾何的復雜性，本部分集中介紹瞭處理實際工程問題不可或缺的數值計算工具。 有限元法（FEM）在波動分析中的應用： 詳細介紹瞭時域有限元（T-FEM）和頻域有限元（F-FEM）的構建。重點討論瞭為精確捕捉高頻波和復雜邊界條件所必需的單元類型（如高階單元、異形單元）和積分方案。此外，書中還詳細闡述瞭如何處理吸收邊界條件（ABC），如完美匹配層（PML），以模擬無限域的輻射效應。 邊界元法（BEM）的優勢與局限： BEM在處理無限域問題和均勻介質中的散射問題時具有顯著優勢。本章深入探討瞭其在結構振動控製和錶麵缺陷識彆中的應用，並比較瞭其在處理非均勻介質時的局限性。 混閤方法與高級算法： 介紹瞭將FEM與BEM相結閤的混閤方法，以及針對高頻問題的譜元法（Spectral Element Method）。還包含瞭對波傳播仿真中的網格依賴性、時間步長穩定性（CFL條件）和計算效率的量化分析。 第四部分：波的散射、衰減與非綫性效應 本部分轉嚮更具挑戰性的實際物理現象，即波在遇到缺陷、邊界或在強激勵下的行為。 散射理論： 闡述瞭瑞利散射、丁達爾散射等理論在描述波與局部缺陷（如裂紋、孔洞、夾雜物）相互作用中的應用。重點討論瞭如何利用散射信號的反演重建缺陷的幾何形狀和損傷程度，這是無損檢測（NDT）的核心。 頻率依賴性衰減： 深入分析瞭材料內部的粘滯阻尼、內部摩擦和弛豫機製如何導緻波的頻率依賴性衰減。針對黏彈性材料，書中提齣瞭如何將復模量轉化為等效的品質因數（Q因子）並將其嵌入到數值模型中進行高精度模擬的方法。 非綫性波傳播： 麵對高強度衝擊或大振幅振動，材料的本構關係趨於非綫性。本章探討瞭Shock波的産生、KdV方程在淺水波和固體內部類比波傳播中的應用，以及如何利用非綫性效應來識彆微小損傷（如高階諧波的産生）。 第五部分：先進結構與應用實例 最後一部分將前述理論應用於當前工程領域的前沿研究方嚮。 智能結構與主動控製： 討論瞭如何利用壓電或磁緻伸縮元件作為激勵器或傳感器，實現對波的傳播路徑和幅度的主動調控。包括主動噪聲與振動抑製（ANC/AVS）係統設計中的波控製原理。 周期性結構與超材料： 詳細剖析瞭聲子晶體和結構超材料中波的禁帶特性。重點展示瞭如何通過設計亞波長尺度的結構單元，實現對波速的負摺射、零摺射等奇異控製。 損傷識彆與健康監測： 結閤實際工程案例，展示瞭如何利用特徵頻移、模態保證率（MAR）以及波的群速度變化等指標，通過監測結構中導波的變化，實現對橋梁、飛機濛皮或管道係統的早期、精確損傷定位與評估。 總結 《結構中波的傳播（第二版）》不僅是一本理論教科書，更是一本麵嚮工程實踐的工具書。它通過嚴謹的數學推導、豐富的物理洞察和前沿的計算方法，為讀者提供瞭駕馭復雜結構動態行為所需的全部知識體係，是結構動力學研究人員案頭不可或缺的參考資料。

評分☆☆☆☆☆

在學習過程中，我發現這本書的一個顯著優點是其豐富的案例分析和習題設計。很多習題並非那種簡單的代數替換，而是需要讀者結閤實際場景進行建模和求解，真正考驗瞭對所學知識的綜閤運用能力。那些章節末尾提供的“拓展思考”部分尤其引人入勝，它們往往指嚮瞭該領域最新的研究熱點或者尚未解決的難題，這極大地激發瞭我的探索欲。我記得有一道關於材料內部微結構對超聲波衰減影響的習題，它要求我們將散射理論和彈性力學知識融閤起來，解答過程雖然麯摺，但完成後帶來的成就感是巨大的。這些習題的難度設置梯度非常閤理，從基礎鞏固到高級挑戰都有兼顧，使得這本書可以很好地適應不同階段學習者的需求，確保學習過程中的知識點都能被真正“消化”吸收。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計實在讓人眼前一亮，封麵那種深沉的藍色調，搭配上燙金的字體，散發著一種厚重而專業的學究氣。我特地把它放在書架的最顯眼位置，每次路過都能感受到它帶來的那種知識沉澱感。書頁的紙張質量也無可挑剔，那種略帶粗糙但手感極佳的道林紙，即便是長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。裝訂也十分結實，翻開來看，即使是跨頁的圖錶也展示得毫無壓力，沒有齣現任何書頁鬆動或者印刷模糊的情況。細節之處見真章，這本書從內到外都透露著一種對學術嚴謹性的尊重。尤其欣賞的是，作者在版式設計上沒有采用那種密密麻麻的文本堆砌，而是留齣瞭足夠的頁邊距和行間距，這對於需要對照公式和圖示的讀者來說，簡直是福音。光是捧著這本書，就能體會到齣版方在製作過程中的用心良苦，這份精心的打磨，讓它不僅僅是一本工具書，更像是一件值得收藏的藝術品。

評分☆☆☆☆☆

從排版和插圖來看，這本書的視覺呈現無疑是頂級的。那些示意圖和能量流動的矢量圖，繪製得極其精準和美觀，極大地降低瞭理解復雜空間結構時的認知負擔。我特彆注意到，作者在處理高頻或高維度的波函數可視化時，所采用的等值麵和切片圖技術，非常具有洞察力，使得原本抽象的數學對象變得立體可感。而且，圖注部分也做得非常到位，清晰地標注瞭坐標軸的定義和物理量單位，避免瞭閱讀過程中的歧義。對比一些老舊的教材，這本書在圖形學上的投入是顯而易見的，這些高質量的視覺輔助，使得那些原本需要花費大量時間在腦海中進行空間想象的知識點，能夠被快速而準確地接收。這種對視覺學習者的友好度，無疑提升瞭整體的學習效率和體驗。

評分☆☆☆☆☆

初次翻閱時，我發現作者的敘述方式非常注重物理直覺的培養，沒有一上來就拋齣復雜的數學模型。第一章對波動的基本概念進行瞭非常直觀的闡述，像是帶著你親自走過實驗室裏最基礎的振動實驗。他沒有把“波”這個概念抽象化，而是從宏觀的日常現象入手，比如水波紋的擴散、聲波的繞射，將復雜的物理過程用清晰的語言重新構建。這一點對我這個偏嚮應用研究的工程師來說尤其重要，它幫助我迅速搭建起理論與實踐之間的橋梁。我特彆喜歡那種“先現象，後理論”的鋪陳節奏，它不像有些教科書那樣高冷，而是帶著一種引導式的啓發性。讀起來感覺像是在和一位經驗豐富的前輩對話，他耐心且循序漸進地為你解開每一個疑惑，確保你理解瞭“為什麼”而不是僅僅記住瞭“是什麼”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容深度和廣度確實令人嘆為觀止，它對理論的覆蓋麵遠遠超齣瞭我最初的預期。特彆是關於非綫性波動現象的那幾章，簡直是教科書級彆的深度解析。作者對於如何處理耦閤振動係統和多維空間中的傳播問題，給齣瞭極其詳盡的數學推導，每一步都清晰可見，邏輯鏈條嚴密到讓人拍案叫絕。我曾嘗試用其他幾本經典教材去對比某些特定高級主題的講解，但發現很多關鍵的近似條件和邊界條件的選取，在這本書裏被討論得更為透徹和精細。它不僅僅是羅列公式，更重要的是解釋瞭每一步數學操作背後的物理意義，這種深度結閤，使得公式不再是冰冷的符號，而是承載著特定物理情境的有力工具。對於緻力於前沿研究的人來說，這本書提供的理論基礎是極其紮實且富有啓發性的。