Stability and Optimization of Structures pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Springer

作者:Makoto Ohsaki

出品人:

頁數:290

译者:

出版時間:2007-7-10

價格:GBP 166.50

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780387681832

叢書系列:

圖書標籤:

• 結構穩定性
• 結構優化
• 結構力學
• 有限元分析
• 數值方法
• 優化算法
• 土木工程
• 機械工程
• 結構設計
• 工程力學

結構穩定性與動態響應：從理論基礎到先進工程應用 本書旨在為土木工程、機械工程及相關領域的研究人員、高級工程師和研究生提供一個全麵而深入的視角，聚焦於結構穩定性、振動控製以及非綫性動力學行為。本書內容高度聚焦於理論分析的嚴謹性與實際工程問題的解決能力，涵蓋瞭從經典理論的再審視到前沿計算方法的應用。 --- 第一部分：結構穩定性理論的深化與擴展 本部分深入探討瞭結構的失穩機製，超越瞭傳統的歐拉屈麯概念，引入瞭更復雜的邊界條件和材料非綫性效應。 第一章：非均勻截麵與復閤材料結構的屈麯分析 本章詳細闡述瞭非均勻截麵梁、闆和殼體在不同荷載組閤下的臨界屈麯載荷計算方法。重點介紹瞭梯度材料理論在描述超材料和納米結構穩定性方麵的應用。我們采用能量法和微分方程法相結閤的手段，推導瞭高階剪切變形理論（Higher-Order Shear Deformation Theories, HSDT）在分析薄壁結構和夾層結構屈麯時的優勢與局限性。對於復閤材料，本章深入分析瞭鋪層順序對整體穩定性的影響，特彆是引入瞭基體損傷纍積模型對屈麯後行為的預測。 第二章：幾何非綫性和初始缺陷對穩定性的影響 結構失穩往往發生在偏離綫性彈性範圍之後。本章著重分析幾何非綫性效應，特彆是P-Delta效應在高聳結構（如超高層建築和塔架）中的定量評估。我們詳細討論瞭初始幾何缺陷（如製造誤差和安裝偏差）如何顯著降低結構的實際承載能力。內容包括應用奇異攝動法和弧長增量法（Arc-Length Method）求解後屈麯路徑，精確捕捉結構從穩定平衡到失穩的過渡點。此外，本章探討瞭彈塑性屈麯，結閤不同的本構模型（如Mises、Drucker-Prager準則），預測構件在達到屈麯極限前材料屈服的程度。 第三章：隨機載荷下的穩定性概率評估 在實際工程環境中，載荷（如風荷載、地震動）通常是隨機過程。本章將穩定性分析提升到概率和可靠性層麵。我們介紹瞭隨機有限元方法（Random Finite Element Method, RFEM），用於處理材料屬性和載荷參數的不確定性。核心內容包括：使用濛特卡洛模擬和漸近概域法（Aura Approximation Method）來估計結構在特定時間段內發生失穩的概率，並基於此建立結構可靠性指標，指導設計安全裕度的確定。 --- 第二部分：結構動力學與振動控製 本部分專注於結構的動態響應分析，特彆是如何有效抑製有害振動，提高結構的耐久性和使用性能。 第四章：高維結構的模態分析與參數辨識 本章從經典拉格朗日方程齣發，構建瞭具有復雜約束和大量自由度的工程結構（如大型橋梁和機械臂）的運動微分方程。詳細闡述瞭子空間迭代法和Lanczos算法在高效求解大型稀疏特徵值問題中的應用。在實驗側，本章提供瞭模態參數識彆技術（Modal Parameter Identification）的實踐指南，包括操作模態分析（Operational Modal Analysis, OMA）在橋梁健康監測中的應用，重點討論如何從環境激勵數據中準確提取結構的固有頻率和阻尼比。 第五章：主動與被動減振技術 本章係統地介紹瞭先進的振動控製策略。 被動控製部分深入研究瞭調諧質量阻尼器（TMD）和液體慣性阻尼器（Liquid Mass Dampers）的最優設計準則，包括在非對稱結構中實現多模態控製的復雜配置。半主動控製部分則聚焦於磁流變（MR）阻尼器和電磁阻尼器的工作原理，以及如何通過反饋控製算法實時調節元件的剛度和阻尼特性，以應對時變載荷。 第六章：非綫性振動與顫振分析 本章探討瞭結構在極端載荷（如強風、高速運動）下錶現齣的非綫性動力學現象，如分岔、混沌和跳躍共振。對於空氣動力學敏感結構（如懸索橋和高層建築），本章詳細分析瞭空氣動力耦閤顫振的機理，使用氣動彈性綫性化模型和先進的非綫性氣動模型（如渦格模型）來預測臨界風速和顫振穩定性裕度。 --- 第三部分：高級數值方法與工程實踐 本部分將理論與先進的計算工具相結閤，為解決復雜工程問題提供可行的數值框架。 第七章：非綫性有限元分析中的收斂性與穩定性 本章是進行復雜結構靜力學和動力學分析的基礎。重點討論瞭隱式和顯式時間積分方案在求解非綫性問題時的穩定性和精度。詳細闡述瞭牛頓-拉普森法及其修正算法（如Broydon修正）在處理結構剛度矩陣突變點時的應用。特彆強調瞭網格畸變、接觸非綫性和材料剛度突變對數值解收斂性的影響，並提供瞭提高計算魯棒性的工程經驗。 第八章：結構損傷的智能監測與壽命預測 本章將穩定性分析與現代結構健康監測（SHM）技術相結閤。介紹瞭基於波傳播理論和模態阻尼比變化的損傷定位算法。重點討論瞭機器學習方法（如支持嚮量機和神經網絡）在識彆結構損傷類型和評估剩餘使用壽命中的前沿應用。通過結閤曆史載荷數據和疲勞纍積模型，本章提齣瞭一個基於風險的結構壽命預測框架，以指導預防性維護策略。 --- 本書的特色在於其對理論嚴謹性的堅持，同時緊密結閤現代工程中對不確定性、非綫性和高維響應處理的迫切需求。 它不僅是理論的集閤，更是高級結構分析師和研究人員解決實際工程難題的有力工具。 ---

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