黏弹性断裂力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:本社

出品人:

页数:340

译者:

出版时间:2006-3

价格:80.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030154187

丛书系列:

图书标签:

• 黏弹性
• 断裂力学
• 材料力学
• 固体力学
• 工程力学
• 力学
• 断裂
• 黏弹性
• 材料科学
• 结构力学

固体力学前沿：材料本构理论与结构响应分析 本书导读： 本书旨在为固体力学、材料科学、土木工程、航空航天工程等领域的专业人士和高年级本科生、研究生提供一部深入而系统的材料本构理论与结构响应分析的权威参考。在现代工程实践中，对复杂材料行为的精确理解和对结构在极端载荷下的可靠性预测是至关重要的。本书侧重于建立在经典连续介质力学基础之上，面向前沿应用所需的本构模型、数值实现方法以及相关的实验验证技术。 第一部分：连续介质力学基础与本构理论的构建 本书的开篇，将严格回顾并深化张量分析、有限应变理论在固体力学中的应用。我们着重探讨了描述宏观物理量场的数学框架，为后续复杂本构模型的建立奠定坚实的理论基础。重点内容包括： 运动学回顾与应力描述： 对欧拉-柯西描述和拉格朗日描述下的变形梯度、格林-拉格朗日应变张量、柯西应力张量及第二类皮奥拉-基尔霍夫应力张量进行了详尽的阐述。特别关注了如何在高应变率和几何非线性问题中准确地定义和计算这些量。 热力学驱动的本构理论： 本部分深入讨论了热力学第二定律在材料行为描述中的核心地位。通过引入亥姆霍兹自由能或耗散势，构建了基于平衡态和非平衡态热力学原理的本构方程。讨论了不可逆过程的耗散机制，这是理解材料塑性、蠕变等现象的关键。 线弹性与广义胡克定律的局限性： 在回顾各向同性及正交异性线弹性模型的基础上，本书详细分析了这些经典模型在预测工程结构在接近屈服极限或高周疲劳载荷下的不足之处。我们引入了能量守恒定律和材料客观性原则来约束模型形式。 第二部分：先进材料本构模型的精细化描述 本部分是本书的核心，聚焦于如何捕捉实际工程材料所表现出的复杂行为，如塑性、粘性、损伤和各向异性。 塑性理论： 塑性模型是描述金属、合金等材料在恒定载荷下永久变形的关键。本书详细探讨了基于屈服准则（如Mises、Tresca准则）的增量塑性理论，特别是流动法则（如关联流动法则、非关联流动法则）的推导与应用。我们引入了强化理论（各向同性强化、随动硬化、复合强化），并详细分析了如何处理大变形下的塑性流动，如将塑性演化嵌入到变形梯度分解框架中。 粘性行为与粘塑性理论： 针对聚合物、地质材料以及高温金属的蠕变和松弛现象，本书阐述了粘塑性模型，如Perzyna模型和时间-温度等效原理（Williams-Landel-Ferry模型）。重点在于如何量化粘滞阻尼效应与材料的弹性响应之间的相互作用。 损伤力学与疲劳演化： 损伤本构是预测材料宏观性能退化的重要工具。本书介绍了基于标量、矢量或张量损伤变量的连续损伤力学（CDM）模型。我们详细分析了如何将损伤变量与材料的有效应力联系起来，以及如何描述损伤的累积、萌生与扩展。在疲劳方面，本书引入了基于应变范围或应力幅值的寿命预测方法，并探讨了疲劳裂纹扩展的能量学判据。 复合材料与微观结构耦合模型： 针对纤维增强复合材料或多孔介质，本书探讨了有效介质理论（如Mori-Tanaka, Self-Consistent Schemes）如何从微观尺度信息（纤维体积分数、基体性能）推导出宏观等效本构参数。 第三部分：数值方法与工程应用 理论本构模型的价值最终体现在其能否被高效、稳定地应用于实际工程问题的求解中。 本构方程的数值积分算法： 复杂非线性本构模型（尤其是涉及滞后和强非线性）的精度和效率高度依赖于时间积分方案。本书系统地介绍了如向后欧拉法、Crank-Nicolson法以及更高阶的Runge-Kutta方法在处理本构方程中的应用。特别关注了如何保证数值解在应力张量上的客观性、正定性以及弹性应变能的守恒性。 有限元方法的非线性求解： 深入探讨了在几何非线性和材料非线性耦合问题中，位移或拉格朗日变量的迭代求解策略。详细分析了牛顿-拉夫逊法（Newton-Raphson）及其修正形式（如Line Search, Arc-Length Method）在收敛性保证上的关键技术。本书提供了构建材料刚度矩阵（一致性切线矩阵）的详细步骤，这是保证有限元分析稳定性的核心。 模型参数辨识与实验验证： 理论模型需要通过可靠的实验数据进行校准和验证。本书讨论了正向和逆向工程方法在材料参数辨识中的应用。涵盖了单轴拉伸、剪切、双轴拉伸以及动态载荷下的实验技术，并强调了如何通过不确定性量化（Uncertainty Quantification, UQ）来评估模型预测的可靠范围。 本书特色与目标读者： 本书强调从基本物理原理出发，推导出具有物理意义的数学模型，而非仅仅停留在现象描述层面。它不仅包含了经典理论的严谨推导，更与现代计算力学的前沿技术紧密结合。 目标读者包括： 从事航空航天结构设计、先进材料研发（如功能梯度材料、智能材料）、土木与岩土工程结构安全评估的工程师；以及正在学习或研究固体力学、计算力学、材料科学的博士生和博士后研究人员。通过本书的学习，读者将能够建立起对复杂材料行为的深刻理解，并掌握将这些理解转化为可靠的数值计算工具的能力。

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这是一本让我对材料世界有了全新认知的《黏弹性断裂力学》。作为一名在材料研发一线工作的工程师，我每天都在与各种材料打交道，但我总觉得自己在理解材料的长期行为和失效机理方面，存在着一些盲点。这本书恰好填补了我的这些空白。作者对于黏弹性本构模型的描述，不仅仅是停留在数学公式层面，他深入分析了这些模型背后的微观机制，例如聚合物链的滑移、分子间的缠结以及玻璃化转变等，这让我对材料的内在结构和力学响应之间的联系有了更深刻的理解。在断裂力学方面，作者对疲劳断裂和断裂韧性的讨论，尤其让我受益匪浅。他详细阐述了裂纹萌生、扩展和最终断裂的全过程，并分析了载荷频率、应力比以及环境因素等对断裂行为的影响。书中关于裂纹尖端应力场和J积分的讲解，虽然涉及一定的数学推导，但作者通过清晰的图示和详实的注解，使得这些复杂概念变得易于理解。最令我印象深刻的是，书中对一系列工业失效案例的深入剖析，比如桥梁结构中的疲劳断裂，飞机部件中的蠕变断裂，这些案例的分析让我能够将书中的理论知识与实际工程问题紧密结合，从而更好地指导我的工作。

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这本《黏弹性断裂力学》真是让我眼前一亮！作为一名对材料力学颇有兴趣的普通读者，我原本以为这本书会充斥着枯燥的数学公式和深奥的理论，但事实却完全不是这样。作者的叙述方式非常生动，他用了很多贴近生活的例子来解释那些抽象的概念。比如，在讲解黏弹性材料的应力松弛现象时，他竟然联想到了我们揉面团的场景，描述了面团在拉伸后会缓慢变形，最终稳定下来的过程，这让我一下子就理解了什么是应力松弛。还有关于蠕变的部分，作者用一张柔软的棉花糖在重力作用下逐渐下陷来类比，形象得让我不禁感叹“原来是这样！”。更让我惊喜的是，书中对断裂力学的引入也并非硬邦邦的理论堆砌，而是通过分析日常生活中一些常见的材料断裂现象，比如塑料尺子掰断时的声音和形变，玻璃杯破碎时的裂纹扩展，来引导读者思考材料内部的应力分布和裂纹萌生条件。读这本书的过程，就像在听一位经验丰富的老师傅讲故事，他将看似复杂的科学道理，用最朴实、最易懂的方式娓娓道来，让我这个非专业人士也能在轻松愉悦的氛围中，逐渐领略到黏弹性断裂力学的魅力，也对材料的力学行为有了全新的认识。

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《黏弹性断裂力学》这本书，用一种令人耳目一新的方式，将复杂而迷人的黏弹性现象和严谨的断裂力学理论巧妙地结合在一起。我是一名对材料科学充满好奇的爱好者，平时喜欢阅读一些科普读物，但这本书的深度和专业性，确实超出了我以往的认知范围。然而，作者的写作风格却异常引人入胜。他以一种非常直观的方式，阐述了黏弹性材料在不同时间尺度下的行为差异，比如像橡胶这样具有明显黏弹性的材料，在瞬间受力时表现出弹性的特性，但经过一段时间后，就会表现出黏性的特点，这就像一个弹簧被拉伸后，仍然会缓慢地变形，最终达到一个新的平衡状态。书中对于断裂力学的引入，也不是冷冰冰的理论介绍，而是通过分析材料在受力过程中，其内部能量是如何转化的，以及裂纹是如何像“雪崩”一样，在一瞬间扩散开来，从而导致材料的突然失效。作者还花了大量的篇幅去讨论如何通过材料设计和结构优化，来提高材料的抗断裂性能，这一点非常有价值。这本书让我看到了材料科学的广阔前景，也让我对日常生活中那些看似普通的材料，有了更加敬畏和好奇的目光。

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这本书《黏弹性断裂力学》给我带来了前所未有的震撼。我是一名正在攻读机械工程专业的学生，平日里接触了不少材料力学的书籍，但真正让我感到醍醐灌顶的，却是这本书。作者在理论的深度和广度上都达到了一个令人惊叹的高度，但更难能可贵的是，他并没有因此而牺牲内容的清晰度。书中对于黏弹性本构模型的推导，例如Kelvin-Voigt模型和Maxwell模型，他不仅给出了严谨的数学推导过程，还在关键步骤处配以详细的解释，并图文并茂地展示了不同模型在描述材料行为上的差异。特别是在断裂力学部分，对于能量释放率和应力强度因子的引入，作者将其与材料的损伤累积和裂纹扩展速率紧密联系起来，使得这些概念不再是孤立的数学符号，而是具有了明确的物理意义。书中对一些复杂案例的分析，例如复合材料的层间断裂和高温下的蠕变断裂，更是让我大开眼界。作者能够将多种力学理论巧妙地融合在一起，构建出能够解释这些复杂现象的分析框架。虽然书中涉及了不少高级概念，但作者的逻辑清晰，层次分明，使得我即使在面对一些稍显晦涩的数学推导时，也能凭借其严谨的论证和深刻的洞察力，逐步理解其内在的逻辑。

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《黏弹性断裂力学》这本书，说实话，一开始我拿到的时候，并没有抱太大的期望。我只是一个对工业设计感兴趣的爱好者，总觉得这种偏向工程学和材料科学的书籍，对于我这种非专业人士来说，要么晦涩难懂，要么过于理论化，与我的实际需求相去甚远。然而，读完之后，我才意识到我的想法有多么片面。这本书的切入点非常巧妙，它并没有一开始就抛出大量的专业术语和公式，而是从“为什么有些材料受力后不会立刻断裂，而是会缓慢变形？”这样直观的问题入手，引导读者去思考黏弹性的概念。作者还花了相当大的篇幅去介绍不同黏弹性材料的微观结构是如何影响宏观力学行为的，这一点对于理解材料的性能至关重要。书中关于断裂韧性和断裂能的概念，作者用了很多类比，比如形容材料抵抗裂纹扩展的能力就像是在“消耗能量”来“愈合”内部的损伤，这让我对这些原本听起来很抽象的术语有了更具体的认知。书的最后一部分，还涉及到了一些实际的应用案例，比如在航空航天和生物医学领域，黏弹性材料是如何被巧妙设计的，以及断裂力学是如何指导工程师们保证产品安全性的。这本书让我深刻体会到，即使是看似简单的材料，其背后也蕴含着如此丰富的科学原理。

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