弹塑性力学·高等学校研究生教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

内容简介

《弹塑性力学·高等学校研究生教材》一书系统阐述了弹塑性力学的基本概念、理论和方法。内容包括应力理论、应变理论、本构理论基础、弹性本构理论、平面问题、空间问题、柱体扭转、薄板理论、薄壳理论、弹性力学变分解法、经典屈服理论、经典塑性本构理论、弹塑性分析、塑性极限分析、广义塑性本构理论及大变形理论。
本书可作为结构工程、机械工程、岩土工程、道路与桥梁工程等专业的硕士研究生教材，也可作为科技人员的理论参考书。

内页插图

目录

第1章 弹塑性力学概论
第2章 应力理论
第3章 应变理论
第4章 本构理论概述
第5章 弹性本构理论
第6章 弹性力学边值问题
第7章 平面问题直角坐标解法
第8章 平面问题极坐标解法
第9章 平面问题复变函数解法
第10章 空间问题
第11章 柱体扭转
第12章 薄板理论
第13章 薄壳理论
第14章 变分原理与变分法
第15章 经典屈服理论
第16章 经典塑性本构理论
第17章 弹塑性分析与简单例解
第18章 塑性极限分析严密解法
第19章 塑性极限分析近似解法
第20章 塑怀本构理论进阶
第21章 大变形理论
附录 数学基础
参考文献

《材料力学与固体力学前沿进展》 内容简介 本书旨在为从事材料科学、机械工程、土木工程、航空航天工程以及相关交叉学科领域的研究生提供一个深入了解现代固体力学核心概念、分析方法与最新研究动态的平台。本书 not only 涵盖了传统材料力学与固体力学中的关键理论，更着重于当前该领域的研究热点和前沿课题，以期培养研究生的科学思维能力、分析解决复杂工程问题的能力，以及进行创新性研究的潜力。 第一部分：固体力学基础回顾与深化 本部分将对固体力学的基础理论进行系统回顾与深化，为后续更复杂问题的探讨打下坚实基础。 弹性力学基础： 我们将从连续介质力学的基本假设出发，深入探讨应力、应变张量的定义及其本构关系。线性弹性理论是本部分的核心，将详细阐述各向同性材料的胡克定律，以及应力-应变关系的张量形式。同时，将引入位移-应变、应力-位移之间的协调方程和平衡方程，并推导经典解法，如 Airy 应力函数在平面问题中的应用。此外，本部分还将触及弹性力学中一些重要的积分方程方法，为处理复杂边界条件提供思路。 塑性力学基本概念： 塑性变形是材料在超出弹性极限后的宏观表现，本部分将深入剖析塑性变形的微观机制，并在此基础上建立宏观的塑性本构关系。我们将详细介绍屈服准则，如冯·米塞斯屈服准则和莫尔-库仑屈服准则，以及其在不同材料和载荷条件下的适用性。塑性流动法则将是本部分的另一重点，我们将探讨关联流动法则与非关联流动法则的区别及其物理意义。应变硬化现象及其模型，如指数硬化模型和幂次硬化模型，也将得到详细讲解。本部分还将初步探讨塑性力学的基本方程组，以及一些简单加载路径下的塑性分析方法。 固体力学中的高级话题： 在巩固了弹性与塑性力学的基础后，本部分将引入一些更高级的概念。例如，将探讨连续介质的运动学描述，包括速度梯度、变形率张量以及旋转张量，并分析它们在描述材料变形过程中的作用。在动力学方面，将深入研究动量守恒定律在固体材料中的体现，推导波动方程，并探讨应力波的传播和反射现象。此外，本部分还将初步介绍断裂力学与疲劳的理论基础，如断裂韧性、应力强度因子等，为理解材料的失效行为奠定基础。 第二部分：先进的数值分析方法 现代固体力学研究越来越依赖于强大的数值计算工具。本部分将聚焦于几种主流的数值分析方法，并结合实际工程问题进行讲解。 有限元方法（FEM）原理与应用： 有限元方法是当前最广泛应用的数值计算方法之一。本部分将从变分原理和加权残量法的角度出发，深入讲解有限元方法的离散化过程、单元插值函数的选取、节点位移的求解以及应力应变的计算。我们将详细介绍梁单元、杆单元、三角形单元和四边形单元等典型单元的构建方法，以及它们在不同维度问题中的应用。本部分还将重点讲解如何建立和求解大型稀疏线性方程组，并讨论网格划分策略、边界条件的处理以及结果后处理的重要性。针对弹塑性力学问题，我们将深入探讨增量法的应用，包括应力更新算法、屈服面的判断以及塑性功的计算。 边界元方法（BEM）及其优势： 边界元方法与有限元方法在理论基础和适用范围上有所不同。本部分将介绍边界元方法的基本思想，即将其应用于边界积分方程的求解。我们将分析边界元方法在处理无限域问题、线性材料以及材料均匀性问题上的优势。本部分还将探讨边界元方法在裂纹扩展分析、声学和电磁学等领域的应用，并将其与有限元方法进行比较，以帮助读者理解其适用场景。 其他数值方法简介： 除了有限元方法和边界元方法，本部分还将简要介绍其他一些在固体力学领域具有重要应用价值的数值方法，如有限差分方法（FDM）、光滑粒子动力学（SPM）、离散元法（DEM）等。我们将概述这些方法的适用范围、基本原理及其在特定问题分析中的优势。 第三部分：弹塑性力学研究前沿 本部分将聚焦于弹塑性力学领域中当前的研究热点和挑战，为研究生提供深入探索的方向。 高级塑性理论与本构模型： 除了经典的屈服准则和流动法则，本部分将深入探讨一些更先进的塑性本构模型，以应对更复杂的材料行为。例如，我们将介绍各向异性塑性模型，其在描述金属晶体塑性、复合材料等各向异性材料变形中的重要性。损伤力学与塑性力学的耦合是另一个重要方向，我们将分析材料损伤如何影响其屈服和流动行为，以及相关的耦合本构模型。本部分还将探讨高速冲击、大应变以及多尺度塑性变形等复杂加载条件下的塑性行为，并介绍相应的数值模拟策略。 动态塑性与冲击动力学： 在高速加载条件下，材料的塑性行为会表现出显著的动态效应，如应变率敏感性、应力波传播对塑性变形的影响等。本部分将深入研究这些动态塑性现象，包括冲击波的产生、传播与衰减，以及材料在冲击载荷下的本构响应。我们将介绍用于模拟高速冲击问题的数值方法，如显式有限元方法，并讨论其在弹道学、碰撞安全设计等领域的应用。 损伤、断裂与疲劳的力学： 材料在服役过程中常常会经历损伤累积、裂纹萌生与扩展，最终导致疲劳失效。本部分将系统介绍损伤力学、断裂力学和疲劳力学的基本理论与方法。我们将深入探讨不同损伤机制（如空洞形核、微裂纹扩展）的力学表征，分析断裂韧性、应力强度因子和J积分等参数在预测材料断裂行为中的作用。疲劳分析方面，我们将重点讲解S-N曲线、Paris定律以及疲劳寿命预测模型。本部分还将关注损伤、断裂与塑性变形之间的耦合关系，以及如何通过数值模拟预测材料的服役寿命。 纳米材料与微观力学： 随着纳米技术的发展，纳米材料的力学行为已成为研究热点。本部分将探讨纳米尺度下材料的力学特性，如尺寸效应、表面效应以及量子效应等。我们将介绍用于模拟纳米尺度材料力学行为的微观力学模型，例如分子动力学模拟、晶格动力学模拟等，并分析这些方法在研究纳米材料力学性能、设计新型纳米器件等方面的应用。 多尺度模拟与多物理场耦合： 许多工程问题涉及不同尺度的力学行为，例如宏观结构的变形受到微观组织的影响，或者材料的力学性能与热、电、磁等物理场相互耦合。本部分将介绍多尺度模拟技术，包括如何将不同尺度的模型进行耦合，以实现对复杂问题的精确预测。我们还将探讨多物理场耦合问题，例如热应力耦合、电塑性效应、压电材料的力电耦合等，并介绍相应的数值分析方法。 第四部分：工程应用与案例分析 理论与实践相结合是本书的宗旨。本部分将通过一系列典型的工程案例，展示本书所介绍的理论和方法在实际工程问题中的应用。 结构力学与土木工程应用： 本部分将分析钢结构、混凝土结构在静载、动载条件下的力学行为，并探讨其弹塑性变形与失效预测。例如，将分析桥梁、高层建筑等结构的抗震性能，以及地下结构工程中的土体变形与稳定性分析。 机械工程与材料设计： 本部分将聚焦于机械零部件的强度与寿命分析，例如发动机活塞、涡轮叶片等关键部件的应力分析与疲劳寿命预测。同时，还将探讨如何根据材料的弹塑性行为进行材料选择和优化设计，以满足特定的工程需求。 航空航天与汽车工程： 本部分将介绍航空器蒙皮、起落架以及汽车车身、碰撞吸能结构等在复杂载荷下的弹塑性行为分析。将重点关注材料在高速冲击、极端温度以及服役寿命周期内的力学性能。 生物力学与医疗器械： 本部分将探讨生物组织（如骨骼、软骨）的力学特性，以及人工关节、血管支架等医疗器械的设计与力学性能评估。将分析生物材料的生物相容性与力学性能之间的关系。 新兴领域的应用： 除了传统领域，本部分还将探讨弹塑性力学在新能源、3D打印材料、智能材料等新兴领域的应用，例如太阳能电池板的力学设计、3D打印结构的力学性能分析以及形状记忆合金等智能材料的力学响应。 通过以上各部分的深入讲解与案例分析，本书致力于帮助研究生建立扎实的固体力学理论基础，掌握先进的数值分析工具，并了解该领域的最新研究动态，为他们未来在科学研究和工程实践中取得成功奠定坚实的基础。