Vibration of Laminated Shells and Plates pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Academic Pr

作者:Qatu, Mohamad S.

出品人:

页数:426

译者:

出版时间:2004-3

价格:$ 310.75

装帧:HRD

isbn号码:9780080442716

丛书系列:

图书标签:

复合材料
层合板
壳体
板
振动
有限元
结构动力学
力学
工程
数值分析

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具体描述

Vibrations drive many engineering designs in today's engineering environment. There has been an enormous amount of research into this area of research over the last decade. This book documents some of the latest research in the field of vibration of composite shells and plates filling a much-needed gap in the market. Laminated composite shells have many engineering applications including aerospace, mechanical, marine and automotive engineering. This book makes an ideal reference for researchers and practicing engineers alike. This is the first book of its kind. It documents 10 years of research in the field of composite shells. It contains many engineering applications.

书名：复合材料层合结构动力学与稳定性分析图书简介本书是一部专注于复杂工程结构——特别是复合材料层合板和壳体——动力学行为、振动特性、稳定性和屈曲问题的综合性学术专著。本书旨在为结构工程、航空航天、土木工程以及机械工程等领域的科研人员、高级工程师和研究生提供一个深入、系统且具有高度实践指导意义的理论和计算框架。一、理论基础与材料本构关系本书伊始，首先系统回顾了经典层合结构理论的基础，包括但不限于： 1. 经典层合板理论（CLT）与改进的理论（如一阶和高阶剪切变形理论，FSDT和HSDT）：详细阐述了这些理论的适用范围、基本假设及其在描述厚度和中厚层合板行为时的差异与优势。重点探讨了如何准确地捕捉层间应力集中和界面滑移效应。 2. 复合材料本构关系：深入讨论了各向异性材料的本构方程，包括纤维增强复合材料（如碳纤维、玻璃纤维）的线弹性、粘弹性行为。对先进复合材料，如功能梯度材料（FGM）的材料梯度模型和温度依赖性进行了详细建模。 3. 几何非线性基础：为后续的屈曲和后屈曲分析奠定基础，引入了几何非线性项，特别是描述大变形和几何刚度对结构响应影响的应变关系。二、层合结构振动分析本书的核心部分之一在于对层合板和壳体固有特性和受迫响应的深入研究。内容涵盖： 1. 自由振动分析（固有频率与振型）：解析解法：针对简支、固支等标准边界条件下的薄层合板，推导基于纳维尔（Navier）或黎茨（Ritz）方法的解析解。数值方法：重点介绍基于有限元法（FEM）的振动分析流程，包括单元选择（如四边形和三角形壳单元、三维实体单元）和特征值问题的求解技术。分析了网格敏感性、几何近似对计算结果的影响。非线性振动：探讨高振幅激励下层合板的几何非线性对固有频率的影响（频率失真现象）。 2. 强迫振动与吸收器设计：分析外部激励（如移动载荷、地震动）作用下的动力响应，包括瞬态响应和稳态响应。特别讨论了如何利用结构自身特性或附加质量/弹簧系统（如调谐质量阻尼器，TMD）来控制特定频率范围的振动。 3. 声振耦合与阻尼：探讨层合结构与周围流体（空气或水）的相互作用，特别是对声辐射特性的影响。引入了粘弹性阻尼和结构阻尼在动力学模型中的表征方法，以更真实地模拟工程实际中的能量耗散过程。三、层合结构的稳定性和屈曲分析本书的另一重点聚焦于层合结构在静态或动态荷载下的临界稳定性问题： 1. 静力屈曲分析：临界载荷的确定：详细推导了不同几何形状（平板、圆筒壳、锥壳）在轴向压缩、侧向压力、扭转等载荷组合下的屈曲判据。边界条件的影响：分析了非标准边界条件（如弹性约束边界）对临界屈曲载荷的敏感性。影响因素研究：系统研究了铺层角度、层间脱粘、初始缺陷（几何误差）对屈曲性能的削弱效应。 2. 动力失稳与后屈曲行为：参数激励振动（Parametric Resonance）：探讨当结构受到周期性变化的载荷或刚度变化时，可能发生的参数激励不稳定性。后屈曲分析：采用下降步进法或修正牛顿法等非线性迭代技术，模拟结构屈曲后的承载能力和变形路径，评估结构的鲁棒性。 3. 冲击与冲击后失效：引入冲击动力学概念，分析高速冲击载荷下层合板的响应特性，包括穿透、分层（Delamination）起始条件和能量吸收机制。四、先进建模技术与应用为了解决复杂几何和非均匀载荷下的工程难题，本书引入了现代计算力学工具： 1. 分层有限元技术（Layer-wise Finite Element Methods）：针对厚结构或需要精确模拟层间行为的场合，介绍如何构建考虑层间应力连续性的精细化单元模型。 2. 概率与不确定性量化（UQ）：鉴于复合材料制造过程和材料性能本身存在的随机性，本书探讨了如何运用随机有限元（SFE）或可靠性分析方法，评估结构在不确定性环境下的安全裕度。五、结论与展望本书内容不仅停留在理论推导层面，更强调了这些理论模型在实际工程设计中的应用。通过丰富的案例分析（如航空器机翼、压力容器、海洋平台结构等），读者可以掌握如何根据具体需求选择合适的理论模型，并利用现代计算软件高效地进行结构评估和优化。本书为读者提供了一个从基本假设到高级仿真验证的完整知识体系，是研究层合结构动力学与稳定性的重要参考资料。