具体描述
本习题集是与东南大学出版社出版的《画法几何及土木工程制图》教材配套使用的,内容包括画法几何,投影制图和专业制图三部分，本次修订又增加了计算机绘图。其中，专业制图有：房屋建筑施工图、建筑结构放了工图、给排水施工图、暖通空调施工图、建筑民气施工图、道路及桥涵工程图。本习题集共列有23类习题，65页练习及19张正式图作业，可根据不同专业和学时进行选用。 本习题集适用于高等院校土木工程类各专业,包括房屋建筑,建筑结构,暖通空气,道路桥涵等本科生教学,也可用作高等专科学校教学及自学考试辅导用书。
好的，这是一份符合您要求的图书简介，旨在介绍一本不包含《画法几何及土木工程制图习题集》内容的图书。 《现代工程材料与结构优化设计》 导言：面向未来的材料科学与结构工程前沿探索 在当代工程领域，材料的创新与结构的优化已成为推动技术进步和产业升级的核心驱动力。《现代工程材料与结构优化设计》并非一本关于基础几何制图的习题汇编，而是一部深入探讨前沿材料特性、先进结构设计理论及其在复杂工程应用中实现效率最大化的专业著作。本书立足于材料科学、固体力学以及计算方法的前沿交叉领域，旨在为高级工程技术人员、研究人员及研究生提供一套系统、深入的理论框架和实践指导。 全书共分六大部分，结构严谨，逻辑清晰，力求在理论深度与工程实用性之间找到最佳平衡点。 --- 第一部分：先进工程材料的微观结构与宏观性能（约300字） 本部分聚焦于超越传统材料范畴的新型工程材料。内容首先回顾了经典金属、陶瓷和高分子材料的晶体结构、缺陷理论及其力学响应机制。随后，笔锋转向当前研究热点，如智能材料（形状记忆合金、压电陶瓷）、复合材料（碳纤维增强复合材料CFRP、纳米增强材料）以及先进功能材料（如自修复材料、热电材料）。 详细阐述了制备工艺（如增材制造/3D打印技术）如何直接影响材料的微观组织和最终的宏观力学性能，特别是蠕变、疲劳和断裂韧性方面的特性。本部分强调了材料基因工程的理念，即通过对材料成分和结构的精确控制，实现性能的定制化设计，而非仅仅依赖经验试错。读者将深入了解如何利用先进的表征技术（如SEM, TEM, XRD）来解析材料行为的内在机理。 --- 第二部分：结构稳定性与非线性分析（约350字） 本部分是连接材料性能与结构安全性的关键桥梁。它摒弃了传统线性弹性分析的局限性，专注于工程结构在极端载荷或复杂环境下的非线性行为。 核心内容包括： 1. 几何非线性：探讨大变形、屈曲（如欧拉屈曲的更高阶效应）的精确分析方法，包括后屈曲分析和奇异点问题处理。 2. 材料非线性：深入研究塑性铰的形成、损伤累积模型（如内聚力模型CDM）以及粘弹性材料的时间依赖性响应。 3. 接触与摩擦：详细介绍了多体接触问题的数值求解策略，如惩罚法、增广拉格朗日法，这在模具设计和机械装配模拟中至关重要。 本书提供了大量基于有限元方法（FEM）的建模技巧，特别强调了网格划分的敏感性分析、边界条件的选择以及接触算法的收敛性控制。对于疲劳寿命的预测，本章也引入了基于能量和应力张量的先进损伤判据。 --- 第三部分：拓扑优化与形态生成设计（约300字） 结构优化不再是简单的尺寸调整，而是形态本身的再创造。《现代工程材料与结构优化设计》的这部分内容是全书的亮点之一，它系统介绍了拓扑优化的数学原理和工程应用。 我们从变分法和对偶理论出发，推导出经典的密度法（SIMP, BESO等）的控制方程。重点讲解了应力约束下的最小化问题、频率响应优化以及热/流固耦合优化。本章内容完全侧重于如何利用计算工具（如基于商业软件的接口脚本）来生成具有仿生特性或自然界形态的轻量化、高刚度结构。读者将学习如何克服拓扑优化中常见的悬浮单元、网格依赖性及多尺度设计等实际挑战。 --- 第四部分：增材制造（AM）的结构设计准则（约250字） 增材制造（Additive Manufacturing, AM）彻底改变了零件的制造哲学。本部分的核心在于，如何设计出“可制造”且“性能最优”的零件，而非简单地将CAD模型直接输出。 内容覆盖了选区激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等主流工艺的残余应力分布规律，以及由此导致的微裂纹和各向异性问题。重点介绍方向敏感设计，即如何通过控制零件的打印方向来优化其在特定载荷路径下的强度。此外，还探讨了如何利用AM的复杂几何能力，在单个零件内部集成冷却通道或功能梯度材料（FGMs）的策略。 --- 第五部分：工程结构可靠性与不确定性量化（UQ）（约200字） 在实际工程中，材料参数、载荷模型以及制造误差都带有不确定性。本章将读者从确定性分析提升到概率分析层面。 内容涵盖了随机过程理论在载荷建模中的应用、可靠性指标（如HASO）的计算，以及一阶和二阶矩方法（FORM/SORM）。对于复杂的工程系统，本书也介绍了蒙特卡洛模拟（MCS）及其高效的代理模型（Surrogate Modeling，如Kriging模型）加速方法，用以评估系统故障概率，确保结构设计的鲁棒性和经济性。 --- 第六部分：先进结构动力学与主动控制（约150字） 最后一部分探讨了高速运动、冲击和振动控制问题。重点研究模态分析的精确分离技术、瞬态冲击响应的数值积分，以及基于状态反馈的主动减振系统（如磁流变阻尼器应用）的设计原理。 总结 《现代工程材料与结构优化设计》是一本面向高阶工程师的专业参考书，它以材料的微观机制为基础，以先进的计算方法为工具，全面覆盖了从材料选择到结构形态生成、再到可靠性评估的全过程。本书内容不涉及任何基础的二维或三维几何投影、视图绘制或工程制图规范的习题训练，而是专注于解决当代工程中最具挑战性的性能优化和创新设计问题。
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