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☆☆☆☆☆

宋卫东 著

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• 塑性力学
• 材料力学
• 固体力学
• 金属塑性
• 结构力学
• 力学
• 工程力学
• 有限元
• 数值计算
• 材料科学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030523372

版次：31

商品编码：12079423

包装：平装

开本：32开

出版时间：2017-05-01

页数：248

正文语种：中文

内容简介

本书共八章，内容涵盖了塑性力学的基本假设、相关物理概念和基础理论，以及利用这些理论对工程实践中典型问题的解答方法。每章之后有必要的附录与合适的习题，以方便读者掌握相关的知识背景，加深对内容的理解，训练解决实际问题的能力。本书由浅入深，难度梯度适中，理论结合实际，旨在使读者在循序渐进的阅读过程中建立起塑性力学的基本知识架构，能够解决一些实际工程问题，并拥有继续深入研究塑性力学问题的能力。

目录

第1章 绪论
1.1 塑性力学的任务
1.2 塑性力学对工程实践的意义
1.3 塑性力学的发展简史
1.4 基本假设
1.5 常用的基本模型及应用
习题

第2章 应力和应变分析
2.1 应力张量及其不变量
2.2 偏应力张量及其不变量
2.3 应力空间、兀平面和Lode参数
2.4 应变偏量和等效应变
2.5 应变率及应变增量
附录2.1 爱因斯坦求和约定
习题

第3章 屈服条件卸载准则
3.1 简单拉伸屈服基本概念
3.2 复杂应力状态下的屈服条件屈服面
3.3 常用的屈服条件
3.3.1 Tresca条件
3.3.2 Mises条件
3.3.3 两种屈服条件的比较
3.3.4 双剪力屈服条件（最大偏应力屈服条件）
3.4 后继屈服面后继屈服条件
3.5 加载方式加、卸载准则
3.5.1 加载方式
3.5.2 加、卸载准则
3.6 几种简化硬化模型
3.6.1 单一曲线假设
3.6.2 等向硬化模型
3.6.3 随动硬化模型
3.6.4 组合硬化模型
3.7 Drucker公设和Il'yushin公设
3.7.1 稳定材料和不稳定材料
3.7.2 Drucker公设
3.7.3 屈服面的外凸性
3.7.4 Il'yushin公设
附录3.1 材料力学中的四种强度准则
附录3.2 等相硬化函数的实验确定方法
附录3.3 薄壁物体受内压和扭转的材料力学结果
习题

第4章 塑性本构关系
4.1 广义Hooke定律
4.2 增量理论
4.2.1 两种流动法则
4.2.2 理想刚塑性材料的增量型本构方程
4.2.3 理想弹塑性材料的增量型本构方程
4.2.4 弹塑性硬化材料的增量型本构方程
4.2.5 增量型本构方程的矩阵形式
4.3 增量理论基本方程
4.4 全量理论
4.4.1 Il'yushin全量理论
4.4.2 全量型本构方程的矩阵形式
4.5 全量理论的基本方程
4.6 全量理论和增量理论的比较
4.7 卸载定律
4.8 塑性势理论
4.8.1 与Mises条件相关联的流动法则
4.8.2 与Tresca条件相关联的流动法则
附录4.1 强塑性本构张量形式
附录4.2 强性体的形变势能
习题

第5章 弹塑性弯曲和扭转问题
5.1 梁的弯曲问题
5.1.1 梁的纯弯曲
5.1.2 梁的横向弯曲
5.1.3 梁的弹塑性挠度
5.2 压杆的塑性失稳
5.3 杆的扭转问题
5.3.1 圆杆的弹塑性扭转
5.3.2 非圆截面杆的塑性极限扭矩
附录5.1 应变协调方程
附录5.2 圆柱体的扭转
习题

第6章 球对称和轴对称的弹塑性问题
6.1 理想弹塑性材料的厚壁球壳
6.2 棒材的拉拔加工
6.3 受到内压的厚壁圆筒
6.3.1 理想弹塑性材料的厚壁圆筒
6.3.2 硬化材料的厚壁圆筒
6.4 旋转圆盘
6.5 圆板的轴对称弯曲
附录6.1 对称问题的弹性力学解答
习题

第7章 理想刚塑性体的平面应变问题
7.1 塑性平面应变问题的基本方程
7.2 滑移线及其性质
7.3 简单的滑移线场
7.4 边界条件与速度场
7.4.1 边界条件
7.4.2 速度场
7.5 应力和速度的间断面
7.6 关于解的性质的讨论
7.7 应用滑移线场求解极限载荷
7.7.1 顶部削平的楔形体
7.7.2 单边受压力的楔形体
7.7.3 两侧带切口的板条的拉伸
7.8 板条的拉制
7.9 滑移线场的数值解法
习题

第8章 极限分析
8.1 极限状态与极限分析
8.2 虚功率原理静力场和机动场
8.3 极限载荷的上下限定理
8.3.1 静力许可载荷因子和动力许可载荷因子
8.3.2 极限分析定理（界限定理）
8.4 梁和刚架的极限分析
8.5 静力法和机动法
习题
参考文献

好的，这是一份关于一本名为《结构动力学导论》的图书的详细简介，其内容与《塑性力学》无关。 --- 《结构动力学导论》 书籍简介 一、 概述与定位 《结构动力学导论》旨在为土木工程、机械工程、航空航天工程及相关学科的研究生和高年级本科生提供一个全面而深入的结构动力学基础理论框架。本书不仅涵盖了经典动力学理论的核心概念，更注重将这些理论应用于分析和预测实际工程结构在动态载荷作用下的响应。本书强调从物理直觉到数学模型的严谨过渡，力求使读者能够熟练掌握传统分析方法的同时，理解现代计算方法背后的基本原理。 本书的独特性在于其平衡了理论的深度与工程应用的广度。内容组织上，我们首先建立基本的振动理论，随后逐步引入多自由度系统、连续体动力学，并最终拓展到非线性、随机振动等前沿领域。本书的重点在于培养读者建立精确的动力学模型能力，并评估地震、风荷载、碰撞等实际动载荷对结构安全性的影响。 二、 核心章节与内容详解 本书共分为十章，结构清晰，循序渐进： 第一章：基础概念与单自由度系统（SDOF） 本章是全书的基石。我们首先定义了动力学（Dynamics）与静力学（Statics）的本质区别，引入了自由度、质量、刚度、阻尼等核心物理参数。重点讲解了单自由度系统的运动方程，通过推导牛顿第二定律在弹性基础上的应用，推导出经典的二阶常微分方程。 自由振动分析： 详细讨论了无阻尼和有阻尼系统的自由振动特性，包括固有频率、阻尼比的概念及其对系统响应的影响。引入了对数衰减率的计算方法。 受迫振动与稳态响应： 深入分析简谐激励下的系统响应，重点讲解了频率响应函数（Frequency Response Function, FRF）、放大因子和相位角。通过对共振现象的深入剖析，阐明了避免结构失稳的关键设计原则。 第二章：激励与响应：瞬态分析 本章专注于分析瞬态载荷，如冲击载荷和脉冲载荷对系统的影响。 积分法： 详细介绍了求解瞬态响应的数学技巧，包括利用拉普拉斯变换法和步长积分法（如中心差分法、Newmark-$eta$法）来求解非解析形式的运动方程。 冲激响应与卷积积分： 阐明了系统的冲激响应函数（Impulse Response Function, IRF）作为系统记忆的载体，并推导了Duhamel积分（卷积积分）在任意形式激励下系统响应计算中的应用。 第三章：多自由度系统（MDOF）基础 本章将分析的复杂性提升至更贴近实际的水平，处理具有多个相互耦合的质量点的系统。 系统建模： 阐述了如何使用牛顿法或虚功原理（拉格朗日方程）建立多自由度系统的运动方程，并引入了质量矩阵 $[M]$、刚度矩阵 $[K]$ 和阻尼矩阵 $[C]$。 自由振动分析与模态分析： 重点讨论如何通过特征值问题（即 $det([K] - omega^2[M]) = 0$）求解系统的固有频率（特征值）和振型（特征向量）。详细解释了模态解耦的概念及其在简化分析中的重要性。 第四章：模态叠加法与响应分析 模态叠加法是求解大型线性结构动力学问题的核心工具。本章将围绕此展开。 模态坐标变换： 展示如何将原始的耦合运动方程通过模态坐标变换转化为一组不耦合的单自由度系统方程。 模态响应分析： 讲解如何计算每个模态的响应，并将它们进行叠加（通常是模态响应的能量叠加或绝对值叠加）来获得总响应。本章将通过详细算例说明模态参与系数的作用。 第五章：结构阻尼的建模与影响 阻尼是动力学分析中最具挑战性的部分。本章将结构阻尼分类，并重点讨论工程中最常用的模型。 粘性阻尼的局限性： 讨论粘性阻尼在描述材料阻尼和结构内部摩擦时的不足。 瑞利阻尼（Rayleigh Damping）： 详细介绍瑞利阻尼的构造方式，以及它在模态分析中的应用和潜在的局限性（例如，它可能与真实物理阻尼不符）。 结构阻尼（Strain Energy Damping）： 引入结构阻尼因子 $xi_i$ 的概念，并讨论其与材料特性（如内摩擦角）的关联。 第六章：连续体动力学与场量分析 本章将分析从离散系统向连续系统（如梁、板、壳）的过渡。 一维体动力学： 以经典的欧拉-伯努利梁为例，推导其运动方程，并求解其固有频率和振型。 有限元基础： 简要介绍如何将连续体离散化为有限元模型，并解释在动力学分析中如何形成全局质量矩阵和刚度矩阵（常刚度、一致刚度、集中质量模型）。 第七章：激励响应进阶：地震工程导论 本章将动力学理论直接应用于土木工程中最关键的动载荷——地震。 地震动描述： 介绍地震波的时程记录、反应谱的概念（绝对加速度反应谱、相对速度反应谱）。 基线输入与响应谱分析： 详细讲解如何使用反应谱来评估结构在特定地震动下的最大响应，并讨论模态响应谱法（SRSS, CQC等组合规则）。 第八章：几何非线性与二次非线性系统 在结构振幅较大或构件屈曲时，必须考虑几何非线性。 刚度几何化： 介绍P-Delta效应（二次非线性）如何影响结构的有效刚度，并将其纳入运动方程。 参数激励与稳定性： 简要介绍在周期性参数变化下的系统响应，并引入马蒂厄方程（Mathieu Equation）在稳定性分析中的应用。 第九章：随机振动理论基础 本章处理载荷特性不确定或随机变化的结构系统，如风载荷或海洋环境载荷。 随机过程理论： 介绍平稳随机过程、均值、方差、自相关函数和功率谱密度（Power Spectral Density, PSD）的概念。 随机响应分析： 解释如何利用PSD输入来计算系统的输出PSD，特别是如何计算结构的均方根响应。 第十章：数值方法与现代计算工具 本章侧重于实际工程问题求解中使用的数值技术。 时间积分算法： 深入对比显示积分法（如中心差分法）和隐式积分法（如Wilson-$ heta$法、Newmark-$eta$法）的稳定性和精度。 模态分析的计算： 讨论如何使用子空间迭代法或Lanczos迭代法高效地提取大型稀疏矩阵系统的低阶模态。 软件应用： 结合商业有限元软件（如ANSYS/ABAQUS）的工作流程，指导读者如何正确设置动力学分析的边界条件、加载历史和输出请求。 三、 读者对象与学习目标 本书面向结构工程、机械工程领域的研究生、博士生以及从事结构抗震设计、结构健康监测（SHM）的工程师。学完本书后，读者将能够： 1. 熟练建立线性与非线性结构的动力学模型。 2. 精确计算结构在各种动载荷下的瞬态和稳态响应。 3. 理解和应用模态分析的概念来简化和优化结构设计。 4. 掌握反应谱法等抗震设计基本工具的理论基础。 四、 教学特色 丰富的工程案例： 每个章节都配有贴近实际工程问题的案例分析，例如高层建筑的抗风设计、桥梁的车辆-结构耦合振动等。 数学严谨性： 推导过程详尽，确保读者理解每个方程背后的物理意义。 注重软件衔接： 理论讲解完成后，会指明这些理论在数值模拟中的实现方式，实现理论与实践的有效结合。 ---

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，我立刻感受到了那种扑面而来的学术气息，它似乎是为那些已经对基础力学有扎实掌握的进阶学习者量身定制的。作者的叙事风格非常独特，他倾向于用一种近乎哲学思辨的方式来探讨材料的“记忆”与“遗忘”——即材料如何在外力作用下永久改变其形态和内在结构。书中对增量理论和通量势的推导过程详略得当，尽管数学推导部分篇幅不小，但每一步的物理意义都解释得相当到位，这避免了陷入纯粹的数学游戏。我注意到，作者在讨论屈服准则的选取时，对各种经典准则的优缺点进行了深入的批判性评估，而非简单罗列，这一点非常高明，体现了作者的独立思考和批判精神。对于从事有限元分析的朋友来说，书中关于数值实现方法的讨论，如隐式积分方案的稳定性分析，提供了宝贵的实战经验。读完后，我感觉自己对“什么是真正的塑性”有了更深层次的理解，不再满足于表面的应力应变曲线，而是深入到了物理本质的层面。

评分☆☆☆☆☆

这本关于材料非线性行为的著作，无疑为工程领域的研究者和实践者提供了一份宝贵的参考。作者在阐述塑性变形机理时，展现了深厚的理论功底，从微观尺度的位错运动到宏观层面的本构关系建立，逻辑链条清晰且严密。尤其令人印象深刻的是，书中对于不同材料体系（如金属、岩土、高分子）在复杂应力状态下的塑性响应的对比分析，极大地拓宽了读者的视野。它不仅仅停留在理论公式的堆砌，更注重将数学模型与实际工程问题紧密结合，例如在压力容器设计和结构失效分析中的应用案例，这些细节的打磨使得原本抽象的理论变得触手可及。我特别欣赏作者在处理本构模型的演化和损伤累积方面的深入探讨，这对于评估长期服役结构的安全裕度至关重要。书中引用的实验数据翔实可靠，图表制作精良，辅助理解那些微妙的物理过程。总而言之，这是一部结构完整、内容深入、对专业人士极具参考价值的深度专业书籍，它的价值在于提供了一套系统而全面的分析工具箱。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排着实体现了作者高超的组织能力。它并没有采取单一的、线性的叙述方式，而是巧妙地将基础理论、高级模型和实际应用案例穿插融合。例如，在前几章建立起粘塑性理论的框架后，作者紧接着就引入了蠕变和松弛现象在高温工程中的实例，这种“理论—实践”的交替推进模式，极大地提升了学习的代入感和兴趣。我发现书中对于本构模型参数的辨识方法描述得尤为清晰，给出了多种回归分析和最小二乘法的应用指导，这对于实验力学工作者是极其实用的操作指南。此外，书中对动态塑性行为的探讨，特别是在冲击载荷下的材料响应，展示了其研究的广度。整体来看，这本书的视角非常宏大，它不仅关注材料本身的属性，更关注材料在复杂环境（如温度、载荷历史）下的系统行为，是一部具有高度综合性的参考力作。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，这本书的阅读体验是充满挑战的，它绝非一本可以轻松翻阅的科普读物，更像是一部需要反复研读的工具手册。书中的排版和插图风格偏向于传统的学术专著，信息密度极高，许多关键概念需要结合上下文反复咀嚼。我尤其喜欢其中关于应变梯度理论的部分，作者巧妙地引入了尺寸效应的概念，将传统的均匀介质假设进行了有效拓展，这对于微纳尺度结构的力学分析具有里程碑式的意义。书中对各种复杂加载路径——如单调拉伸、循环加载、以及应变路径突变——下材料响应的描述细致入微，几乎涵盖了所有实验室可能遇到的典型工况。唯一的不足或许是，对于初学者而言，缺乏足够的引导性示例，许多关键公式的引入显得有些突然，需要读者具备较强的背景知识作为支撑。但对于资深工程师来说，这本书无疑是一本能够随时翻阅、查阅和验证自己设计思路的“案头宝典”。

评分☆☆☆☆☆

这是一部充满“重量感”的著作，阅读它需要投入大量的时间和精力，但所获得的回报是巨大的。作者在处理材料各向异性塑性问题时，引入了先进的张量分析工具，使得对晶体塑性、纤维增强复合材料等复杂介质的描述达到了新的高度。我注意到，书中对某些长期存在的争议性问题，例如关于塑性铰形成条件的探讨，也给出了自己独到的见解和支持的论据，这使得全书的学术前沿性非常突出。对于那些希望从事前沿研究，并试图突破现有工程极限的研发人员而言，这本书提供的思想深度是无与伦比的。它的语言凝练，用词精准，每一个术语的提出都伴随着严格的定义和限定条件。我强烈推荐给那些已经掌握了经典塑性理论，渴望向更精细化、更复杂的材料本构模型领域迈进的专业人士。阅读过程仿佛与一位深谙此道的导师进行了一次长时间、高强度的智力对话。