智能结构力学

智能结构力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:科学出版社
作者:秦荣
出品人:
页数:281
译者:
出版时间:2005-1
价格:40.00元
装帧:精裝本
isbn号码:9787030147035
丛书系列:
图书标签:
  • 结构力学
  • 智能结构
  • 有限元
  • 模态分析
  • 振动控制
  • 损伤识别
  • 传感器
  • 材料力学
  • 计算力学
  • 结构健康监测
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具体描述

《智能结构力学》在科研的基础上阐述了智能结构分析的新理论、新方法。全书共16章,内容包括;智能结构的本构关系、变分原理及广义分原理、智能结构的静力分析、动力分析、非线性分析及稳定性分析的新理论、新方法;智能结构振动主动控制分析的新算法及其应用。《智能结构力学》内容新颖,富有创造性,不仅有理论价值,而且有广泛的应用前景。《智能结构力学》可供航空航天、土木工程、水利工程、防灾减灾工程、国防工程及工程力学等专业的科技人员、高校师生、研究生参考。

《力学之道:从经典到前沿的探索》 内容简介: 《力学之道:从经典到前沿的探索》是一部深入浅出的力学科普读物,旨在为广大读者,无论其背景如何,搭建一座通往博大精深的力学世界的桥梁。本书并非枯燥的理论堆砌,而是以引人入胜的叙事方式,勾勒出力学学科的发展脉络,揭示其在理解我们所处世界中的核心作用,并展望其在塑造未来科技与社会中的无限可能。 第一章:力学的基石——经典力学的遗产 本章将带领读者重温力学发展的辉煌历程。从古希腊哲学家对运动的初步思考,到牛顿运动定律的横空出世,我们系统性地梳理了经典力学的核心概念:力和运动、惯性、加速度、作用力与反作用力。通过生动的图示和易于理解的语言,读者将领略到如何运用这些基本原理来解释日常生活中观察到的各种现象,例如物体为何下落,行星为何围绕太阳运转,以及简单的机械如何放大我们的力量。本书将着重阐释牛顿万有引力定律的革命性意义,以及它如何统一了天体运动和地面物体的运动规律,为人类认识宇宙奠定了坚实的基础。同时,本章也会触及惯性参考系、能量、功、功率等经典力学的关键概念,帮助读者建立起对物体运动和相互作用的直观理解。 第二章:流动的世界——流体力学的奥秘 当我们走出固体力学的范畴,进入流体——液体和气体的世界时,我们又将面临一套全新的力学规律。《流动的世界》将带您走进流体力学的奇妙领域。我们将从流体的基本属性,如密度、粘度、压力开始,逐步深入到流体的宏观运动描述。伯努利方程、连续性方程等流体力学的基本方程将以其优雅的数学形式,揭示流体运动中的能量守恒和质量守恒原理。本书将探讨流体在管道中的流动、翼型产生的升力、船舶的阻力以及风力涡轮机的设计原理。此外,我们还将介绍流体力学在天气预报、空气动力学、水利工程以及生物医学等领域的广泛应用,让读者感受到流体力学无处不在的魅力。 第三章:振动的和谐——弹性力学与振动学 许多事物都包含着振动,从音乐的声波到桥梁在风中的摇摆,再到微观粒子的高频振动。《振动的和谐》将聚焦于弹性力学和振动学。本章将介绍材料的弹性变形,即外力去除后物体能够恢复原状的性质。我们将深入探讨应力与应变的关系,并通过胡克定律等基本原理,解释材料的刚度和韧性。随后,本书将引导读者理解简谐运动的概念,这是描述振动最基本的形式。我们将分析单摆、弹簧振子等典型振动系统的运动特性,并介绍振动系统如何通过共振放大能量。此外,本章还将探讨阻尼振动和受迫振动,以及它们在工程设计中的重要性,例如如何避免机械结构的共振破坏,如何设计高效的隔振系统。 第四章:物质的变形——塑性力学与断裂力学 并非所有的变形都是可逆的。当外力超过材料的弹性极限时,材料会发生永久性的塑性变形,甚至断裂。《物质的变形》将揭示塑性力学与断裂力学的复杂世界。本章将介绍材料的屈服准则和流动法则,解释金属材料在加工过程中发生的塑性流动,以及我们如何利用这些特性来制造各种金属制品。我们将探讨应力集中现象,以及它如何成为材料断裂的潜在诱因。断裂力学则会关注材料在裂纹存在时如何失效,介绍断裂韧度等关键参数,以及如何评估和预测结构的可靠性。本书还将触及疲劳损伤,即材料在循环载荷作用下逐渐失效的现象,并介绍相关的预防和检测手段。 第五章:世界的脉搏——现代力学前沿展望 随着科学技术的飞速发展,力学这门古老而又充满活力的学科也在不断拓展其边界。《世界的脉搏》将带您领略现代力学的前沿领域及其对未来的深刻影响。我们将介绍计算力学中的数值方法,如有限元分析(FEA),它如何通过计算机模拟来解决复杂的力学问题,为工程设计提供了强大的工具。本章还将探讨微纳尺度力学,研究微小结构和材料的力学行为,这对于纳米技术、生物工程和微机电系统(MEMS)的发展至关重要。此外,我们还会展望非线性力学、材料力学、生物力学以及人工智能在力学领域的应用,例如如何利用机器学习来预测材料性能和优化结构设计。本书将强调力学与其他学科的交叉融合,以及它在解决人类面临的重大挑战,如可持续能源、环境保护和医疗健康中的关键作用。 《力学之道:从经典到前沿的探索》旨在激发读者对力学的兴趣,培养其科学思维和解决问题的能力。它不仅是一本知识的载体,更是一次思维的启迪,一次对我们赖以生存的物质世界运作规律的深度探寻。通过本书,您将更加深刻地理解“力”是如何塑造万物,以及人类如何运用“力学”的智慧来改造世界。

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读后感

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用户评价

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这本书的语言风格既严谨又不失可读性,我最近在深入理解“多物理场耦合”的概念。作者并没有将结构力学孤立看待,而是强调了其与其他物理场(如电、磁、热、流体)之间的相互影响和耦合作用。我被书中关于如何分析电磁激励对压电结构产生的力学响应,或者如何考虑温度变化对材料性能以及结构整体应力状态的影响的案例所吸引。作者通过详细的数学模型和数值模拟方法,阐述了这些多物理场耦合现象的复杂性,以及如何准确地预测和控制这些耦合效应。这让我意识到,在设计真正的“智能结构”时,不能仅仅关注单一的力学性能,而是需要将各种物理场的相互作用纳入考量,以实现更全面、更精密的控制和优化。书中对这些复杂耦合问题的深入探讨,结合了丰富的理论推导和仿真结果,让我对结构力学的研究深度和广度有了全新的认识,也为我未来在跨学科研究方面提供了重要的启示。

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随着我对《智能结构力学》阅读的深入,我越来越意识到“适应性”在现代结构设计中的重要性。我目前正在研读关于“自适应结构”的章节,它为我打开了一个全新的思维模式。书中并没有将结构视为静态不变的实体,而是将其看作一个能够根据外界环境变化而主动调整自身性能的动态系统。作者详细介绍了各种实现自适应功能的机制,例如利用智能材料(如形状记忆合金、电活性聚合物)的变形能力,或者通过内部的驱动装置来改变结构的刚度、阻尼或形态。我被书中关于如何设计一种能够根据风力大小自动调整翼型的风力发电机叶片,或者如何构建一种能够应对不同地震烈度自动改变阻尼比的桥梁结构的案例所吸引。这让我深刻体会到,未来的结构设计不再仅仅追求最优化的性能,而是更加注重结构的鲁棒性、灵活性以及与环境的和谐共处。书中对这些自适应结构的设计理念、控制策略和性能评估的详细论述,让我对未来建筑、交通、航空航天等领域的发展方向有了更深刻的理解。

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读《智能结构力学》的过程,对我而言更像是一场智识上的探险,每翻过一页,都仿佛在开拓新的疆域。我目前正沉浸在关于“结构健康监测(SHM)”的章节中。这本书没有简单地罗列各种监测技术,而是深入剖析了SHM系统的设计理念、数据采集、信号处理以及故障诊断的整个流程。作者以一种抽丝剥茧的方式,从最基础的传感器原理讲起,到如何将这些传感器巧妙地集成到结构中,再到如何从海量的数据中提取有用的信息,每一步都循序渐进,逻辑严谨。我特别欣赏书中对不同类型传感器(如光纤光栅传感器、应变片、加速度计等)的优缺点、适用范围的详细对比分析,这对于我理解如何在实际工程中选择最合适的监测手段至关重要。此外,书中还探讨了基于模型和基于数据驱动的SHM方法,并对它们的适用场景进行了区分,这让我意识到,智能结构力学并非单一的技术堆砌,而是多学科交叉融合的产物。我还在努力理解书中关于“故障诊断与损伤定位”的部分,作者似乎引入了机器学习和人工智能的技术,这让我对未来结构监测的智能化和自动化程度充满了期待,也对这本书所能带给我的理论深度和实践指导价值有了更高的评估。

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我刚读完《智能结构力学》中关于“传感器网络与数据融合”的章节,感觉收获颇丰。这本书并没有将传感器技术视为孤立的单元,而是将其置于整个智能结构系统的大框架下进行探讨。作者详细阐述了如何构建高效、可靠的传感器网络,包括传感器的布局优化、通信协议的选择、以及如何克服环境干扰等实际问题。我尤其欣赏书中关于“数据融合”的讲解,它强调了将来自不同传感器、不同类型的数据进行整合,以获得更全面、更准确的结构状态信息。书中列举了多种数据融合技术,例如卡尔曼滤波、贝叶斯推断等,并结合具体的工程案例,说明了如何利用这些技术来提升结构健康监测的精度和鲁棒性。这让我意识到,智能结构的“智能”不仅仅在于其感知能力,更在于其分析和决策能力。书中对这些复杂算法的介绍,虽然我还需要进一步深入学习,但其清晰的逻辑和实例分析,已经让我对其基本原理和应用价值有了初步的认识,也让我对未来结构监测的智能化程度有了更深的期待。

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这本书的结构安排非常有条理,我最近在学习关于“故障诊断与预测性维护”的部分。作者并没有停留在对结构进行简单的实时监测,而是进一步探讨了如何利用监测数据来预测结构的未来状态,并提前进行维护。书中详细介绍了各种故障诊断的算法,包括基于信号处理的方法、基于模型的方法以及近年来兴起的人工智能和机器学习方法。我尤其被书中关于如何利用历史监测数据来训练模型,从而预测结构寿命、评估剩余寿命,并提前预警潜在故障的案例所吸引。这让我联想到,未来的基础设施,如桥梁、管道、飞机等,都可能具备“自我诊断”和“自我预警”的能力,从而大大降低维护成本,提升运行的安全性。书中对这些预测性维护策略的详细介绍,结合了大量的仿真数据和实际工程案例,让我对这一前沿领域的应用前景有了更直观的认识,也为我未来在结构可靠性研究方向的深入探索提供了重要的参考。

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我最近被《智能结构力学》中关于“人机交互与结构反馈”的部分深深吸引。这本书不仅仅关注结构本身的“智能”,更将人类的感受和需求融入到结构的设计和运行中。作者探讨了如何通过传感器网络实时监测结构内部的振动、变形等信息,并将其转化为直观的反馈信号,以提升用户的感知体验。例如,我被书中关于如何设计一种能够根据行人的步态来调整地面反馈力度的智能人行道,或者如何构建一种能够根据使用者情绪和活动强度来调整室内光照和温度的智能建筑的设想所吸引。这让我看到了“智能结构”在改善生活品质、提升空间舒适度方面的巨大潜力。书中对人机交互界面的设计原则、信息反馈的有效性以及如何平衡结构性能与用户体验的探讨,让我对未来建筑、交通工具乃至城市空间的发展方向有了更深刻的思考,也让我意识到,真正的“智能”不仅仅是技术上的先进,更是能够与人类和谐共生,并为人类服务。

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这本书的装帧设计本身就颇为考究,封面采用了素雅的色调,搭配上抽象的几何图形,给人一种既严谨又不失现代感的美学体验。当我开始阅读其中的第一部分,关于“智能材料在结构中的应用”时,我被书中对各种新型智能材料的介绍深深吸引。比如,书中详细介绍了几种压电材料,它们能够感知应力变化并产生电信号,反之亦然。我脑海中立刻浮现出各种应用场景:在桥梁上安装压电传感器,实时监测交通载荷对桥梁结构的影响,并能预警潜在的危险;或者在建筑物外墙使用这种材料,将风力或雨滴的冲击转化为电能,实现绿色能源的自给自足。书中对于这些材料的宏观力学行为和微观结构特性的描述,虽然我还需要结合一些基础的材料力学知识来理解,但作者的讲解条理清晰,并通过大量的示意图和表格,将复杂的数据和概念具象化,使得即使是初学者也能对其基本原理有一个初步的认识。我尤其对书中提到的一种形状记忆合金,它能够在外力作用下变形,但在一定温度下又能恢复原状,这种“记忆”能力在结构抗震设计、甚至可展开结构的设计上,具有无限的想象空间,让我对未来结构设计的灵活性和适应性有了更深的理解。

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我在阅读《智能结构力学》的过程中,对书中关于“仿生学与结构设计”的章节留下了深刻的印象。它打破了我过去对结构力学仅仅是遵循物理定律进行计算的刻板印象,引入了从自然界汲取灵感的全新视角。作者用生动的笔触描述了自然界中各种生物体在进化过程中所形成的巧妙结构,以及它们如何高效地应对环境挑战。例如,书中提到了鸟类的骨骼结构如何轻巧而坚固,植物的叶脉如何形成有效的输送和支撑网络,以及贝壳如何凭借其层状结构实现优异的力学性能。作者将这些生物学原理巧妙地与现代结构力学和材料科学相结合,提出了一些极具前瞻性的设计理念。我被书中关于如何模拟蜘蛛网的力学特性来设计轻质高强的索网结构,或者如何借鉴蜂窝结构的单元设计来提升材料的整体性能的案例所吸引。这让我意识到,未来结构的优化设计,可以不再仅仅依赖于传统的数值模拟和经验公式,而是可以从大自然无穷无尽的智慧宝库中获取灵感,从而创造出更加高效、环保、甚至具有生命力的结构。

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这本书对我最大的启发在于,它不仅仅是在讲述“力学”,更是在探讨“如何让力学变得更聪明”。我目前对书中关于“主动控制”的章节产生了浓厚的兴趣。书中并没有停留在被动抵抗外部荷载的传统力学思维,而是提出了主动干预、优化结构响应的全新思路。作者详细介绍了各种主动控制策略,比如利用执行器(如电机、液压缸)实时调整结构刚度或阻尼,以抵消地震、风等动态载荷的影响。我被书中对不同控制算法(如PID控制、模型预测控制)在结构振动控制中的应用案例所吸引,作者通过仿真结果和实验数据,直观地展示了主动控制系统在降低结构响应、提升舒适性和安全性方面的显著效果。这让我联想到,未来的摩天大楼可能不再是冰冷的钢筋水泥,而是能够根据天气变化、地震预警,甚至人们的活动情况,自动调整自身形态和性能的“生命体”。书中对这些控制系统的建模、仿真和实验验证的详细介绍,虽然我还需要进一步消化,但其展现出的前瞻性和系统性,让我对“智能结构”这一概念有了更深层次的认识,也为我思考未来工程设计提供了全新的视角。

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我最近入手了一本《智能结构力学》,拿到手的时候,光是厚度和那沉甸甸的分量就让我心生敬意。我本以为这会是一本晦涩难懂、充斥着大量专业术语的冷冰冰的学术著作,但当我翻开它,并对它其中的某些章节进行初步的研读时,我发现我的预设完全被颠覆了。虽然我尚未深入到它核心的理论推导,但仅从它在引言部分对“智能结构”概念的阐述,以及对这一领域发展历程的回顾,我就感受到了作者深厚的学术功底和对研究对象的深刻洞察。例如,书中对于“智能”在结构力学中的体现,从简单的传感、监测,到复杂的自适应、自修复,进行了非常详尽的梳理,并且结合了大量的历史案例和前沿研究方向,给我打开了一扇全新的视野。我尤其被其中关于如何将仿生学原理引入结构设计的部分所吸引,作者用生动的语言描述了自然界中生物体如何应对外部环境的挑战,并提出了一些极具启发性的设想,让人不禁联想到未来建筑、桥梁甚至航天器将具备怎样的“生命力”。我目前还在试图理解书中关于“多尺度耦合”的概念,这似乎是智能结构在实际应用中面临的关键挑战之一,作者用了不少篇幅来解释这一复杂问题的不同层面的含义,并列举了多个跨学科合作的潜在解决方案,虽然我还没完全消化,但这无疑是我未来继续深读的动力。

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