非线性变形体动力学(英文版) [Nonlinear Deformable-body Dynamics] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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罗朝俊，[瑞典] 伊布拉基莫夫 编

图书标签:

• 非线性动力学
• 变形体动力学
• 计算力学
• 有限元方法
• 数值分析
• 结构动力学
• 动力学
• 力学
• 工程力学
• 建模仿真

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040288827

版次：1

商品编码：10126580

包装：精装

丛书名： 非线性物理科学

外文名称：Nonlinear Deformable-body Dynamics

开本：16开

出版时间：2010-04-01

用纸：胶版纸

页数：386

字数：350000

正文语种：英语

编辑推荐

　　Nonlinear Physical Science focuses on the recent advances of fundamental theories and principles，analytical and symbolic approaches，as well as computational techniques in nonlinear physical science and nonlinear mathematics with engineering applications．

内容简介

　　Nonlinear Deformable-body Dynamics mainly consists in a mathematical treatise of approximate theories for thin deformable bodies，including cables，beams，rods，webs，membranes，plates，and shells．The intent of the book is to stimulate more researches in the area of nonlinear deformable-body dynamics not only because of the unsolved theoretical puzzles it presents but also because of its wide spectrum of applications．For instance，the theories for soft webs and rod-reinforced soft structures can be applied to biomechanics for DNA and living tissues，and the nonlinear theory of deformable bodies，based on the Kirchhoff assumptions，is a special case discussed．This book can serve as a reference work for researchers and a textbook for senior and postgraduate students in physics，mathematics，engineering and biophysics．

内页插图

目录

Chapter 1 Introduction
1.1.Deforfflable.body dynamics
1.1.1.Cable dynamics
1.1.2.Beams and rods
1.1.3.Plates and shells
1.1.4.Soft webs
1.2.Book layout
References

Chapter 2 Tensor Analysis
2.1.Vectors and tensors
2.1.1.Vector algebra
2.1.2.Base vectors and metric tensors
2.1.3.Local base vector transformation
2.1.4.Tensor algebra
2.2.Second.order tensors
2.2.1.Second.order tensor algebra
2.2.2.Basic properties
2.2.3.Tensor decompositions
2.2.4.Tensor functions
2.3.Tensor calculus
2.3.1.Differentiation
2.3.2.Invariant differential operators and integral theorems
2.3.3.Riemann-Christoffel curvature tensors
2.4.Two.point tensor fields
2.4.1.Two-point tensors
2.4.2.Independent coordinates
2.4.3.Correlated coordinates
2.4.4.Shifter tensor fields
References

Chapter 3 Deformation，Kinematics and Dynamics
3.1.Deformation geometry
3.1.1.Curvilinear coordinates
3.1.2.Deformation gradient and tensors
3.1.3.Green-Cauchy strain tensors and engineering strain
3.1.4.Principal strains and directions
3.2.Kinematics
3.2.1.Material derivatives
3.2.2.Strain rates
3.3.Dynamics
3.3.1.Forces and stresses
3.3.2.Transport theorem
3.3.3.Cauchy stress and couple-stress tensors
3.4.Energy conservation
References

Chapter 4 Constitutive Laws and Damage Theory
4.1.Constitutive equations
4.2.Material damage and effective stress
4.3.Equivalence principles
4.4.An anisotropic damage theory
4.5.Applications
4.5.1.Uniaxial tensional models
4.5.2.Pure torsion
4.5.3.Elastic perfectly-plastic materials

References Chapter 5 Nonlinear Cables
5.1.A nonlinear theory of cables
5.2.Traveling and rotating cables
5.3.Equilibrium of traveling elastic cables
5.3.1.Existence conditions
5.3.2.Displacements
5.3.3.Applications
5.4.Nonlinear dynamics of cables
5.4.1.Equations of motion
5.4.2.Motions of inextensible cables
5.4.3.Motions ofdef01Tnable cables
References

Chapter 6 Nonlinear Plates and Waves
6.1.A nonlinear theory of plates
6.1.1.Deformation of a 3-D body
6.1.2.Strains in thin plates
6.1.3.Equations of motion
6.1.4.Reduction to established theories
6.2.Waves in traveling plates
6.2.1.An approximate theory
6.2.2.Perturbation analysis
6.2.3.Static waves
6.2.4.Nonlinear waves
6.2.5 Chaotic waves
6.3.Waves in rotating disks
6.3.1.Equations of motions
6.3.2.Nonlinear waves
6.3.3.Resonant and stationary waves
6.4.Conclusions
References

Chapter 7 Nonlinear Webs.Membranes and Shells
7.1.Nonlinear webs
7.1.1.Cable-network webs
7.1.2.Cable-fabric webs
7.1.3.Continuum webs
7.2.Nonlinear membranes
7.2.1.A membrane theory based on the Cartesian coordinates-
7.2.2.A membrane theory based on the curvilinear coordinates
7.3.Nonlinear shells
7.3.1.A shell theory based on the Cartesian Coordinates
7.3.2.A shell theory based on the curvilinear coordinates
References

Chapter 8 Nonlinear Beams and Rods
8.1.Differential geometry of curves
8.2.A nonlinear theory of straight beams
8.3.Nonlinear curved beams
8.3.1.A nonlinear theory based on the Cartesian C00rdinates
8.3.2.A nonlinear theory based on the curvilinear coordinates
8.4.A nonlinear theory of straight rods
8.5.Nonlinear curved rods
8.5.1.A curved rod theory based on the Cartesian coordinates
8.5.2.A curved rod theory based on the curvilinear coordinates
References
Subject Index

精彩书摘

　　l．2．Book layout
　　This book consists of eight chapters．Chapter 1 discusses the history of the deformable body dynamics．In Chapter 2．the mathematical tool for the deformation and kinematics 0f the deformable bodies will be presented．Chapter 3 will address the deformation geometry．kinematics and dynamics of deformable bodies．Chapter 4 will present constitutive laws and damage theory for deformable bodies．In Chapter 5．nonlinear cable dynamics will be presented．Chapter 6 will discuss the nonlinear theory and vibration waves of plates．In Chapter 7，the nonlinear theory for webs．membranes and shells will be presented．Finally．Chapter 8 will present the nonlinear theory for beams and rods．The main contents in this book are summarized as follows．
　　Chapter 2 will review the basic vector algebra first．The base vectors and metric tensors will be introduced．and the local base vectors in curvilinear coordinates and tensor algebra will be presented．The second-order tensors will be discussed in detail．The differentiation and derivatives of tensor fields will be presented．And the gradient．invariant differential operators and integral theorems for tensors are presented．The Riemann-Christoffel curvature tensor will also be discussed．Finally．two．point tensor fields will be presented．
　　Chapter 3 will present the defornlation geometry．kinematics and dynamics of Continuous media．To discuss deformation geometry．the deformation gradients will be introduced in the local curvilinear Coordinate systems．and the Green and Cauchy strain tensors will be presented．The stretch and angle changes for line elements will be discussed through Green and Cauchy strain tensors．The velocity gradient will be introduced for kinematics．and the material derivatives of deformation gradient．Infinitesimal line element．area and volume in the deformed con．figuration will be presented．The Cauchy stress and couple stress tensors will be defined to discuss the dynamics of continuous media．and the local balances for the Cauchy momentum and angular momentum will be discussed．The PiolaKirchhoff stress tensors will be introduced and the Boussinesq and Kirchhoff local balance of momentum will be discussed．The 10cal principles of the energy con．servation will be discussed by the virtual work principle．

前言/序言

　　Deformable-body dynamics is a subject to investigate the states of strains and internal relative motions in deformable solids subject to the action of external forces．This is all old and interesting topic．and many problems still are unsolved or solved incompletely．Rethinking such problems in this topic may bring new vital to the modern science and technology．The first consideration of the nature of the resistance of deformable-bodies to rupture was given by Galileo in 1638．The theory of deformable．bodies．started from Galileos problem．is based on the discovery of Hookes Law in 1660 and the general differential equations of elasticity by Navier in 1821．The HookeS law is an experimental discovery about the stress and strain relation．This law provides the basis to develop the mathematical theory 0f deformable bodies．In 1821．Navier was the first to investigate the general equations of equilibrium and vibration of elastic solids．In 1850．Kirchhoff proposed two assumptions：(i)that linear filaments Of the plate initially normal to the middle．surface remain straight and normal to the middle．surface after deformed．and (ii) that all fibers in middle surface remain unstretched．Based on the Kirchhoff assumptions，the approximate theories for beams，rods，plates and shells have been developed for recent 1 50 years．From the theory of 3．dimensional de．formable body．with certain assumptions．this book will present a mathematical treatise of such approximate theories for thin deformable．bodies including cables．beams，rods，webs，membranes，plates and shells．The nonlinear theory for de．formable body based on the Kirchhoff assumptions is a special case to be discussed．This book consists of eight chapters．Chapter 1 discusses the history Of the deformable body dynamics．Chapter 2 presents the mathematical tool for the de．formation and kinematics of deformable．bodies．Chapter 3 addresses the deformation geometry．kinematics and dynamics of deformable body．Chapter 4 discusses constitutive laws and damage theory for deformable-bodies．In Chapter 5．nonlinear dynamics of cables is addressed．Chapter 6 discusses nonlinear plates and waves，and the nonlinear theories for webs，membranes and shells are presented in Chapter 7．Finally，Chapter 8 presents the nonlinear theory for thin beams and rods．

好的，这是一份关于另一本假想图书的详细简介，其主题与《非线性变形体动力学》无关。 --- 图书简介： 《古老的迷航：拜占庭帝国边疆的丝绸之路贸易与文化交融》 作者： 艾丽西亚·瓦伦丁 (Alicia Valentein) 出版社： 普罗米修斯学术出版社 出版年份： 2023年 --- 内容概述： 《古老的迷航：拜占庭帝国边疆的丝绸之路贸易与文化交融》是一部深入考察拜占庭帝国（东罗马帝国）在其漫长历史中，尤其是在其东部和东北部边疆地区，与横跨欧亚大陆的丝绸之路沿线文明进行复杂互动的里程碑式著作。本书并非聚焦于帝国的军事战略或核心的基督教神学，而是将目光投向了帝国边缘地带的日常经济活动、商品流动、信仰传播以及由此产生的文化变迁。 作者艾丽西亚·瓦伦丁以其深厚的考古学、历史地理学和早期中世纪经济史知识为基础，挑战了长期以来将拜占庭视为一个相对封闭的、以君士坦丁堡为中心的实体这一传统观念。本书强调，拜占庭的繁荣与稳定在很大程度上依赖于其与波斯萨珊王朝、后来的伊斯兰哈里发国、中亚游牧民族，乃至更东方的印度和中国之间的商业网络。 全书结构清晰，分为六个主要部分，逐步构建了一个动态的、相互联系的边疆生态系统图景。 第一部分：地理与制度的框架 本书开篇首先界定了“边疆”的复杂性。作者摒弃了简单的地理分界线概念，而是将其视为一个充满张力与机遇的过渡地带。重点分析了安纳托利亚东部、高加索地区和美索不达米亚北部这些关键的贸易枢纽。瓦伦丁细致地描绘了查士丁尼大帝之后，拜占庭对这些地区进行的行政和财政重组——特别是“主题制”（Theme System）的演变如何影响了地方精英与外部商人的关系。本部分通过对早期《马吉斯特里·奥菲西奥鲁姆》（Magister Officiorum）的行政文件和海关记录的重释，揭示了国家权力如何试图规范和榨取穿过其疆域的商业财富。 第二部分：商品洪流：从丝绸到香料的经济学 此部分是全书的核心经济分析。瓦伦丁利用最新的同位素分析结果和考古出土的贸易实物（包括陶器碎片、钱币窖藏和玻璃制品），重建了关键贸易路线的流量模型。书中详细阐述了奢侈品（如来自中国的生丝、波斯的香料和印度宝石）如何进入帝国市场，以及帝国自身的优质产品（如底格里斯河畔的羊毛、君士坦丁堡的精工金属制品和葡萄酒）如何反向输出。 特别引人注目的是作者对“白银危机”时期的研究。在七世纪阿拉伯扩张导致传统贸易路线受阻后，拜占庭边疆经济如何适应，转向了以黄金（苏利德）为基础的内部循环，并开辟了更为依赖黑海和北方的斯拉夫-瓦兰吉亚路线的替代方案。这一分析对于理解拜占庭后期的经济韧性至关重要。 第三部分：信仰的桥梁与障碍 贸易从来都是文化和信仰交流的载体。本书深刻探讨了丝绸之路上不同宗教实践在边疆地区的共存与冲突。作者对叙利亚基督教（聂斯脱里派）、亚美尼亚使徒教会、摩尼教、琐罗亚斯德教以及逐渐兴起的伊斯兰教在拜占庭控制下的城镇中的传教活动进行了细致的考察。 通过分析墓葬碑文、修道院记录（如公元9世纪圣凯瑟琳修道院的信件）和图像学证据，瓦伦丁展示了异教信仰如何通过与帝国商业精英的联姻或合作而得以维持，以及拜占庭官方教会如何在新兴的宗教力量面前采取了实用主义的容忍政策，而非一概的压制。 第四部分：物质文化与身份重塑 本部分聚焦于日常生活中的文化融合现象。作者考察了边疆地区的建筑风格、服饰偏好和饮食习惯的变化。例如，对卡帕多西亚的岩洞教堂壁画中人物着装风格的分析，揭示了拜占庭贵族如何采纳了部分东方游牧民族的服饰元素以示威严或实用性。 书中还首次系统地比较了帝国边境城镇与邻近的阿拉伯或突厥聚落中出土的玻璃器皿制作工艺。研究表明，在某些时期，技术知识和熟练工匠的流动性极高，使得“拜占庭风格”和“东方风格”的界限变得模糊不清。 第五部分：游牧民族的动态参与 瓦伦丁认为，拜占庭的边疆并非是帝国与“野蛮人”的截然对立面，而是一个充满动态互动的区域。本书用大量篇幅描述了帝国如何通过“外交馈赠”（donativa）、雇佣兵制度以及有计划的通婚，将保加尔人、马扎尔人、阿兰人乃至早期的突厥部落纳入其经济和政治体系。这些游牧群体不仅是威胁，更是重要的中间商、边境保护者和奢侈品消费者。通过解读帝国编年史中对这些民族的描述与实际的贸易合同对比，作者揭示了官方宣传与边疆现实之间的巨大鸿沟。 第六部分：遗产与历史的再评价 最后一部分总结了丝绸之路贸易对拜占庭帝国长期存续的深远影响。作者认为，正是这种适应性和对外部资源的有效整合能力，使得帝国能够在持续的军事压力下维持其经济的完整性长达千年。 《古老的迷航》的结论指出，拜占庭帝国真正的生命力，不在于其宏伟的教堂或精妙的法律体系，而在于其边疆地带商人、工匠、外交官和教士们，在丝绸之路上进行的，复杂、务实且充满变数的文化与物质交流。本书为研究中世纪地中海与亚洲之间的互动提供了一个全新的、极具启发性的视角。 --- 目标读者： 历史学、考古学、中世纪研究、经济史、以及对欧亚大陆交流史感兴趣的学者和高级学生。

评分☆☆☆☆☆

这本《非线性变形体动力学(英文版) [Nonlinear Deformable-body Dynamics]》简直是为那些在结构力学和计算物理领域深耕多年的研究者量身定做的“硬核”读物。我拿到手后，第一印象就是其内容的深度和广度令人望而生畏。它不像市面上那些入门级的教材那样，仅仅停留在理论公式的推导和线性假设的框架内。这本书直接切入了材料在极端载荷下响应的复杂性，那些涉及大变形、高度非线性材料本构关系，以及复杂的边界条件耦合问题，被作者用极其严谨的数学语言和清晰的物理图像系统地阐述了一遍。特别是关于有限元方法在处理这些非线性问题时的数值稳定性与收敛性分析部分，我感觉自己像是在攀登一座技术的高峰。作者似乎毫不留情地展示了传统方法在此类问题面前的局限性，并引导读者走向更前沿的求解策略，比如隐式时间积分方案的改进，以及如何有效处理接触和摩擦等复杂的界面问题。对于那些需要进行航空航天结构、生物力学模拟，或者先进材料设计的人来说，这本书提供的理论基础和算法框架，绝对是解决实际工程难题的强大武器。它要求读者具备扎实的张量分析基础和数值方法背景，否则，很多章节读起来会像是在啃一块难以消化的“硬骨头”。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，如果你期待一本能够轻松阅读、快速掌握基本概念的书籍，那么你很可能会对《非线性变形体动力学(英文版) [Nonlinear Deformable-body Dynamics]》感到失望。它需要极大的专注力和时间投入。然而，如果你想在非线性动力学领域取得真正的突破，特别是对那些依赖于精确模拟极端物理环境（如冲击、爆炸、高超音速流动引起的结构响应）的科学家，这本书提供的方法论和理论深度是无与伦比的。我个人认为，这本书在材料模型与数值实现之间的桥梁构建上做得尤为出色，它清楚地表明，一个再精妙的数学模型，如果数值实现上存在缺陷，最终的模拟结果也终将是空中楼阁。它迫使读者不仅要思考“发生了什么物理现象”，更要思考“我们如何可靠地计算出这个现象”。这是一种自上而下、再回归基础的扎实治学态度，非常值得推崇。

评分☆☆☆☆☆

从纯粹的数学物理角度来看，《非线性变形体动力学(英文版) [Nonlinear Deformable-body Dynamics]》提供了一个极其精妙的理论框架。作者在构建连续体力学模型时，似乎力求将所有的近似和假设都置于最严格的检验之下。我个人对书中关于几何非线性和材料非线性如何通过拉格朗日形式或哈密顿形式的变分原理统一起来的论述印象深刻。它不像很多教材那样，将弹塑性理论和几何非线性各自为政地介绍，而是展示了它们在变分原理下的内在联系。特别是对粘弹性材料和粘塑性模型在动态过程中的本构关系描述，作者并没有满足于标准的Maxwell或Kelvin-Voigt模型，而是深入探讨了时间尺度依赖性和热力学一致性。对于热力学背景较强的读者来说，书中关于不可逆过程的功耗和熵增的讨论，是非常有价值的理论支撑点。这本书的语言风格非常精确和克制，几乎没有多余的修饰，每一个符号和方程的出现都承载着沉重的物理意义，这对于追求理论纯粹性的研究人员来说，无疑是巨大的福音。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和复杂性，让我在阅读过程中不得不经常停下来，查阅一些更基础的参考资料来巩固对特定概念的理解。我感觉自己仿佛在跟一位世界顶尖的学者进行一场高强度的智力对话。它并没有手把手地教你如何使用某个软件的特定功能，而是深入剖析了底层算法的物理基础。例如，书中对时间积分方法的讨论，远超出了简单的欧拉法或Runge-Kutta法的范畴，它详细对比了Newmark-beta法、HHT-alpha法在处理非线性系统时的精度、稳定性和能量守恒特性，并给出了各自的适用性边界。这种对数值方法内在特性的深入挖掘，是很多偏向应用的著作所欠缺的。对于那些正在开发新的动力学求解器或优化现有算法的计算力学博士生而言，这本书无疑是一座蕴藏着宝贵灵感的宝库。它的价值不在于提供现成的答案，而在于提出正确的问题，并展示了如何从第一原理出发构建出可靠的动态模型。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在机械设计领域工作了十多年的工程师，在我的职业生涯中，接触过无数本关于材料力学和有限元分析的书籍，但坦白说，很少有哪一本能像这本书一样，让我重新审视我对“形变”这个基本概念的理解。这本书的叙事节奏非常快，它假设读者已经对经典力学有了一个全面的认识，然后径直跳入了动态响应的细节中。我尤其欣赏作者在阐述应力波传播和阻尼效应时所采取的视角——不是孤立地看待这些现象，而是将它们置于一个统一的、基于能量耗散的框架下进行考察。书中对非均匀介质和随机载荷下的响应分析的处理方式，非常具有启发性。它不再是那种“理想化”的求解过程，而是充满了对现实世界中不确定性和随机性的数学建模。读完关于高频振动响应和材料微观结构对宏观动力学影响的章节后，我立即尝试将这些理念应用到我们近期一个关于复合材料疲劳寿命预测的项目中，发现传统模型确实存在明显的偏差，这本书提供的视角无疑拓宽了我的思路。它更像是一本研究手册，而不是一本教学课本，非常适合希望将理论知识提升到研究前沿的应用科学家们。