线性与非线性结构力学评介与分析
Ansys57线性和非线性结构静力分析指南
ANSYS 5.7线性和非线性 结构静力分析指南Chen Woo 译摘自Structural Analysis GuideANSYS Release 5.7前言ANSYS公司曾经推出一套中文版的ANSYS文档资料。
但对于目前发行的ANSYS 5.7，我们未见到任何相应版本的中文说明书。
这是一个重大缺陷。
为此，本人花了一些时间，把“Structural Analysis Guide（ANSYS Release 5.7）”的一部分内容翻译成中文。
在翻译时，主要的准则是忠实。
目前这个文稿还只是一个很粗略的草稿，以后还需要进一步修改。
只是本人时间有限，只能利用业余时间来做这项工作，因此先匆忙拿来献丑。
希望广大用户和读者喜欢，同时也希望大家帮助。
如有任何建议，请通知本人(chenwoo@)，不胜感激。
Chen Woo于2001-08-18目录1 结构分析概述_____________________________________________________________________6 1.1 结构分析定义__________________________________________________________________6 1.2 结构分析的类型________________________________________________________________6 1.3 结构分析所应用的单元__________________________________________________________6 1.4 材料模式界面__________________________________________________________________81.5 求解方法______________________________________________________________________82 结构线性静力分析_________________________________________________________________9 2.1 静力分析的定义________________________________________________________________9 2.2 线性静力分析与非线性静力分析__________________________________________________9 2.3 静力分析的例子________________________________________________________________9 2.4 静力分析的求解步骤____________________________________________________________92.4.1 建模______________________________________________________________________92.4.2 设置求解控制_____________________________________________________________102.4.3设置其他求解选项_________________________________________________________132.4.4施加荷载_________________________________________________________________142.4.5求解_____________________________________________________________________162.4.6检查分析结果_____________________________________________________________17 2.5静力分析示例(GUI方法)________________________________________________________192.5.1 问题描述_________________________________________________________________192.5.2 几何和材料特性___________________________________________________________192.5.3 求解_____________________________________________________________________19 2.6静力分析示例(命令流方法)_____________________________________________________27 2.7何处找到更多的静力分析示例___________________________________________________29 7 屈曲分析________________________________________________________________________31 7.1 屈曲分析的概念_______________________________________________________________31 7.2 屈曲分析的类型_______________________________________________________________317.2.1 非线性屈曲分析___________________________________________________________317.2.2 特征值屈曲分析___________________________________________________________31 7.3 屈曲分析的用到的命令_________________________________________________________31 7.4 非线性屈曲分析的过程_________________________________________________________317.4.1 施加载荷增量_____________________________________________________________327.4.2 自动时间步长功能_________________________________________________________327.4.3 注意事项_________________________________________________________________327.4.4 其他_____________________________________________________________________32 7.5 特征值(线性)屈曲分析_________________________________________________________337.5.1 建立模型_________________________________________________________________337.5.2 获得静力解_______________________________________________________________337.5.3 获得特征值屈曲解_________________________________________________________347.5.4 扩展解___________________________________________________________________357.5.5 查看结果_________________________________________________________________367.6 特征值屈曲分析实例(GUI方法)__________________________________________________367.6.1 问题描述_________________________________________________________________367.6.2 问题详细说明_____________________________________________________________377.6.3 求解步骤_________________________________________________________________377.7 屈曲分析示例(命令流方法)_____________________________________________________397.8 何处找到更多的示例___________________________________________________________408 非线性结构分析__________________________________________________________________41 8.1 结构非线性的定义_____________________________________________________________418.1.1 非线性行为的原因_________________________________________________________418.1.2 非线性分析的基本信息_____________________________________________________428.2 几何非线性的应用_____________________________________________________________448.2.1 应力-应变_________________________________________________________________448.2.2 应力刚化_________________________________________________________________458.2.3 旋转软化_________________________________________________________________458.3 材料非线性的模拟_____________________________________________________________458.3.1 非线性材料_______________________________________________________________458.4 在ANSYS中执行非线性分析____________________________________________________628.5 非线性静态分析步骤___________________________________________________________628.5.1 建模_____________________________________________________________________628.5.2 设置求解控制_____________________________________________________________628.5.3 设置附加求解选项_________________________________________________________668.5.4 施加荷载_________________________________________________________________688.5.5 求解_____________________________________________________________________698.5.6 考察结果_________________________________________________________________698.5.7 终止正在运行的工作,重起动_________________________________________________718.6 非线性瞬态分析步骤___________________________________________________________71§8.6.1建模____________________________________________________________________71 §8.6.2施加荷载和求解__________________________________________________________71 §8.6.3观察结果________________________________________________________________738.7 非线性瞬态分析示例(输入文件列表)_____________________________________________738.8 重启动_______________________________________________________________________748.9 非线性(状态改变)单元_________________________________________________________74§8.9.1单元生死________________________________________________________________748.10 非线性分析的提示和指南______________________________________________________748.10.1__________________________________________________________________________748.10.2 克服收敛问题____________________________________________________________758.11 非线性(静态)分析示例(GUI方法)_______________________________________________798.11.1 问题描述________________________________________________________________798.11.2 基本数据________________________________________________________________798.11.3 问题求解________________________________________________________________808.12 非线性(静态)分析示例(批处理方法)_____________________________________________848.13 其它例子____________________________________________________________________889接触分析________________________________________________________________________909.1概述_________________________________________________________________________90 9.1.1显式动态接触分析能力_____________________________________________________909.2一般接触分类_________________________________________________________________909.3ANSYS接触分析功能__________________________________________________________90 9.3.1面─面的接触单元_________________________________________________________91 9.3.2点─面接触单元___________________________________________________________92 9.3.3点─点接触单元___________________________________________________________929.4面─面的接触分析_____________________________________________________________92 9.4.1应用面-面接触单元_________________________________________________________92 9.4.2接触分析的步骤___________________________________________________________93 9.4.3建立模型几何实体和划分网格_______________________________________________93 9.4.4识别接触对_______________________________________________________________93 9.4.5指定接触面和目标面_______________________________________________________94 9.4.6不对称接触与对称接触_____________________________________________________94 9.4.7定义目标面_______________________________________________________________94 9.4.8定义柔体的接触面_________________________________________________________98 9.4.9设置实常数和单元关键字__________________________________________________100 9.4.10控制刚性目标面的运动(刚体-柔体接触)_____________________________________109 9.4.11温度接触建模___________________________________________________________110 9.4.12给变形体单元加必要的边界条件___________________________________________111 9.4.13定义求解和载荷步选项___________________________________________________112 9.4.14求解___________________________________________________________________113 9.4.15检查结果_______________________________________________________________1139.5点-面接触分析_______________________________________________________________116 9.5.1使用点─面的接触单元____________________________________________________116 9.5.2点─面接触分析的步骤____________________________________________________1169.6点－点的接触分析____________________________________________________________127§9.6.1 建立几何实体及分网_____________________________________________________127 §9.6.2 生成接触单元___________________________________________________________128 §9.6.3 定义接触的法线方向_____________________________________________________128 §9.6.4定义初始界面或间隙_____________________________________________________129 §9.6.5选择接触算法___________________________________________________________129 §9.6.6施加必要的边界条件_____________________________________________________130 §9.6.7定义求解选项___________________________________________________________130 §9.6.8求解___________________________________________________________________131 §9.6.9检查结果_______________________________________________________________1311 结构分析概述1.1 结构分析定义结构分析是有限元分析方法最常用的一个应用领域。
钢框架结构非线性力学分析模型综述
钢框架结构非线性力学分析模型综述
1 钢框架结构非线性力学分析模型综述
钢框架结构是建筑和工程项目中广泛使用的结构系统，它可以提
供高的抗震性、轻质、宽空间等优点。
钢框架结构的力学性能，总的
来说，与材料的变形有关。
传统的钢框架结构的力学模型采用线性模型，这种模型假定焊接
接头不具有影响力学性能的能力，仅考虑钢材板的弹性变形，然而实
际上，该模型的预测精度有限，它无法满足结构力学设计的要求。
针对传统钢框架结构模型存在的缺陷，最近在研究中提出了钢框
架结构非线性力学分析模型，它比现有的线性模型更加精确，更适合
钢框架结构力学分析及设计。
该模型根据构件和结构特征，利用建模和计算机仿真技术，可以
很好地反映构件及结构的力学性能参数。
它采用非线性的荷载-变形分
析法，考虑了多项关键因素，包括焊接接头的弹性变形、断裂、屈服、湿化等，以及材料的本构关系，可以精确的估算结构的可靠性。
同时，非线性模型也可以考虑多种材料、不同荷载等结构的参数，以便更好地了解构件和结构的变形特性，更准确地分析和预测结构的
受力情况，从而改善钢框架结构的强度和稳定性。
因此，非线性力学分析模型成为广泛引用的一种新的钢框架结构模型，也是近年来安全可靠、高效率的结构设计和力学分析研究的重要形式。
建筑结构中的非线性分析技术
建筑结构中的非线性分析技术建筑结构是人类创造的伟大艺术之一。
它不仅要满足美学需求，还要承担起保护人类安全的重要责任。
为了确保建筑结构的安全性与稳定性，非线性分析技术在建筑工程中起到了至关重要的作用。
传统结构分析方法是基于线性理论，即结构材料行为具有完全弹性与完全塑性两种极端假设。
然而，在实际的工程中，结构材料的行为常常介于完全弹性与完全塑性之间，线性理论无法准确描述这种非线性问题。
非线性分析技术通过引入材料的非线性、几何的非线性以及接触的非线性等因素，能够更真实地反映结构的实际响应。
其中，材料的非线性是指材料应力和应变之间的关系不是线性的。
而几何的非线性则是指结构在荷载作用下产生明显的形变，不能再假设为刚性变换。
接触的非线性是指结构中两个或多个接触表面间出现的相互作用。
在建筑结构中，非线性分析技术主要应用于以下几个方面。
首先是承重墙结构的分析。
承重墙结构由厚度较大的墙体构成，其受力性能通常呈现出明显的非线性特征。
非线性分析可以准确评估承重墙结构的抗震性能，为设计者提供合理的设计依据。
其次是钢筋混凝土结构的分析。
钢筋混凝土结构以其较好的延性和抗震性能广泛应用于建筑工程中。
然而，由于钢筋混凝土结构的材料非线性和几何非线性影响，其抗震性能难以通过线性方法准确评估。
而采用非线性分析技术，可以更加准确地分析结构的荷载-位移曲线，预测结构的破坏模式和承载力。
另外，非线性分析技术还广泛应用于地震工程中。
地震是造成建筑结构倒塌的主要因素之一。
通过非线性分析，工程师可以更好地了解结构在地震荷载下的响应，识别结构的脆弱部位，并采取相应的加固措施，提高结构抗震能力。
此外，在大跨度建筑中，非线性分析技术也起到了重要作用。
大跨度建筑常常由软性结构和刚性结构相互组合而成，结构的几何形态产生的非线性效应十分明显。
非线性分析技术可以更好地考虑结构的刚度变化和荷载分布，从而预测结构的变形和破坏，保证结构的安全性。
总之，非线性分析技术在建筑结构中发挥着重要作用。
混凝土结构非线性分析课程报告
混凝土结构非线性分析课程报告姓名：学号：混凝土结构非线性分析课程报告目录1、结构非线性分析简介 (1)1．1 结构线性分析与非线性分析的区别 (1)1．2 非线性行为的原因 (1)1．3 非线性结构有限元分析中应注意的问题 (3)1. 4 钢筋混凝土结构非线性分析的意义 (4)2、混凝土结构非线性相关研究 (5)2。
1基于ABAQUS 纤维梁单元的钢筋混凝土柱受力破坏全过程数值模拟 (5)3、预应力混凝土结构非线性相关研究 (8)3．1 预应力混凝土结构非线性有限元分析 (8)3. 2预应力混凝土结构组合式非线性分析模型 (11)4、桥梁结构非线性相关研究 (13)4．1 钢筋混凝土纤维梁柱单元实用模拟平台 (13)4．2 预应力混凝土薄壁高墩刚构桥梁极限承载力分析 (16)5、总结与展望 (18)参考文献 (20)混凝土结构非线性分析课程报告1、结构非线性分析简介1．1 结构线性分析与非线性分析的区别线性分析在结构方面就是指应力应变曲线刚开始的弹性部分，也就是没有达到应力屈服点的结构分析非线性分析包括状态非线性，几何非线性，以及材料非线性结构线性分析与非线性分析的区别两者之间的区别其实很多，不过两个关键，一个是材料定义的时候不同，(材料属性根据需要设置，静力学分析一般只要弹性模量和泊松比,如果考虑体载荷或动力学分析还需要定义密度）。
另一个就是在求解设置选项的时候不同，因为非线性一般存在收敛困难的问题。
1．2 非线性行为的原因引起结构非线性的原因很多,主要可分为以下3种类型.（1）状态变化（包括接触）许多普通结构表现出一种与状态相关的非线性行为。
例如，一根只能拉伸的电缆可能是松弛的，也可能是绷紧的；轴承套可能是接触的，也可能是不接触的；冻土可能是冻结的，也可能是融化的.这些系统的刚度由于系统状态的改变而突然变化。
状态改变或许和载荷直接有关（如在电缆情况中），也可能是由某种外部原因引起的（如在冻土中的紊乱热力学条件).接触是一种很普遍的非线性行为，接触是状态变化非线性类型中一个特殊而重要的子集。
结构力学模拟中的三类非线性问题
1. 线性分析外加载荷与系统的响应之间为线性关系。
例如线性弹簧，结构的柔度阵（将刚度阵集成并求逆）只需计算一次。
通过将新的载荷向量乘以刚度阵的逆，可得到结构对其它载荷情况的线性响应。
此外，结构对各种载荷情况的响应，可以用常数放大和/或相互叠加，以确定它对一种全新载荷情况的响应，所提供的新载荷情况是前面各种载荷的叠加（或相乘）。
这种载荷的叠加原理假定所有的载荷情况采用了相同的边界条件。
2. 非线性分析非线性结构问题是指结构的刚度随其变形而改变。
所有的物理结果均是非线性的。
线性分析只是一种近似，它对设计来说通常已经足够了。
但是，对于许多结构包括加工过程的模拟（诸如锻造或者冲压）、碰撞分析以及橡胶部件的分析（诸如轮胎或者发动机支座），线性分析是不够的。
一个简单例子就是具有非线性刚度响应的弹簧。
线性弹簧，刚度是常数非线性弹簧，刚度不是常数由于刚度依赖于位移，所以不能再用初始柔度乘以外加载荷的方法来计算任意载荷时弹簧的位移。
在非线性隐式分析中，结构的刚度阵在整个分析过程中必须进行许多次的生成和求逆，分析求解的成本比线性隐式分析昂贵得多。
在显式分析中，非线性分析增加的成本是由于稳定时间增量减小而造成的。
非线性系统的响应不是所施加载荷的线性函数，因此不能通过叠加来获得不同载荷情况的解答。
每种载荷情况都必须作为独立的分析进行定义和求解。
3. 非线性的来源在结构的力学模拟中有三种：材料非线性、边界非线性（接触）、几何非线性。
(1) 材料非线性大多数金属在低应变值时都具有良好的线性应力/应变关系；但是在高应变时材料发生屈服，此时材料的响应成为了非线性和不可恢复的。
橡胶材料等也是一种非线性、可恢复（弹性）响应的材料。
材料的非线性也可能与应变以外的其它因素有关。
应变率相关材料数据和材料失效都是材料非线性的形式。
材料性质也可以是温度和其它预先定义的场变量的函数。
(2) 边界非线性如果边界条件在分析过程中发生变化，就会产生边界非线性问题。
工程力学中的非线性分析技术有哪些？
工程力学中的非线性分析技术有哪些？在工程力学的广袤领域中，非线性分析技术扮演着至关重要的角色。
当我们面对复杂的工程结构和材料行为时，线性分析往往无法准确描述其真实的力学特性，这时非线性分析技术就成为了我们探索和理解的有力工具。
首先，让我们来谈谈几何非线性分析。
想象一下一根长长的钢梁，在受到巨大的载荷时会发生明显的弯曲和变形。
这种情况下，梁的几何形状的改变会对其力学性能产生显著影响。
几何非线性分析考虑了结构在大变形下的几何变化，不再将结构的变形视为微小量。
通过这种分析，可以更准确地预测结构的承载能力和稳定性。
材料非线性分析也是不可或缺的一部分。
材料在不同的应力和应变条件下，其力学性能可能会发生巨大的变化。
例如，金属材料在达到屈服点后会出现塑性变形，其应力应变关系不再是线性的。
而对于像橡胶这样的超弹性材料，其力学行为更是复杂多样。
材料非线性分析能够准确地模拟这些材料在各种工况下的力学响应，为工程设计提供可靠的依据。
接触非线性分析在很多实际工程问题中也十分常见。
当两个或多个物体相互接触时，接触区域的压力分布、摩擦力以及可能的分离和滑动等现象都需要精确的模拟。
比如在机械零件的装配中，零件之间的接触状态对整个系统的性能有着重要影响。
接触非线性分析能够考虑接触表面的几何形状、材料特性以及接触力的传递，从而有效地评估接触部位的可靠性和耐久性。
边界非线性分析则主要关注边界条件的非线性特征。
在某些情况下，结构的边界条件可能会随着载荷的变化而发生改变。
例如，在地基与建筑物的相互作用中，地基的支撑刚度可能会随着建筑物的沉降而变化。
边界非线性分析能够处理这种复杂的边界条件变化，为工程结构的分析提供更真实的模拟。
再来看看非线性动力学分析。
当结构受到动态载荷，如地震、风载或机器振动时，其响应可能表现出非线性的特征。
非线性动力学分析可以帮助我们研究结构在这些复杂动态载荷下的稳定性、振动频率和振幅等重要特性。
这对于设计抗震结构、航空航天飞行器以及其他动态系统至关重要。
线性与非线性结构力学评介与分析
《线性与非线性结构力学》评介与分析彭剑（湖南大学机械与运载工程学院博士生）王旺平（南开大学经济学院博士生）[内容摘要] 本文介绍了《Linear and nonlinear structural mechanics》一书的基本情况。
通过评介与分析，建议国内编写同类专著时，也应由名家撰写、文献丰富、善用图表、及时更新等，并特别注重理论与实践相结合。
[关键词] 非线性；结构力学；教材评介；启示《Linear and nonlinear structural mechanics》（线性与非线性结构力学）是A.H. Nayfeh教授撰写。
本文评介的专著《Linear and nonlinear structural mechanics》由前言、正文、参考文献和索引四个部分组成，其中正文9章，共746页。
本书的作者是美国教授。
一、出版与作者情况《Linear and nonlinear structural mechanics》由美国弗吉尼亚理工学院和州立大学的A.H. Nayfeh教授撰写。
2004年由美国约翰威立 (John Wiley & Sons)出版公司出版。
[1]A.H. Nayfeh于1933年12月21日出生于Shuwaikah。
1962年，获得斯坦福大学B.S.工学学士学位，后于1963年和1964年取得航空和航天的M.S.和博士学位。
他拥有在Heliodyne公司和Aerotherm工业公司工作经验。
他是美国物理学会，航空航天，机械工程师协会美国研究所和力学美国科学院院士。
他是非线性科学的主编，非线性动力学和振动与控制杂志WILEY丛书的编辑。
1981年获科威特在基础科学奖（物理）;美国航空航天研究所和航天Pendray文学奖，1995年，美国机械工程师协会太平绅士书斋哈尔托赫奖，1997年，俄罗斯圣彼得堡大学荣誉博士学位，1996年，弗兰克J马希尔工程教育奖，1997年卓越工程学院院长的卓越研究奖，1998年，德国慕尼黑大学名誉博士学位，1999年，波兰Politechnika Szczecinska技术大学名誉博士学位，2004年，他建立约旦耶尔穆克大学并从1980-1984年担任学院院长。
结构非线性分析汇总
结构非线性分析理论1.结构设计方法结构设计方法从传统的容许应力设计法发展到了基于概率统计的极限状态设计法。
传统的容许应力设计法是基于线弹性理论，依照经验选取一定的安全系数，以构件危险截面某一点的计算应力不超过材料的容许应力为准则，目前在某些领域仍在使用。
安全系数，是一个单一的根据经验确定的数值，没有考虑不同结构之间的差异，不能保证不同结构具有同等的安全水平。
此外，容许应力设计法以弹性理论计算内力，对那些发展塑性变形能提高承载力的构件或结构(如受弯构件)，比那些发展塑性变形不能提高承载力的构件或结构(如轴心受力构件)具有较大的安全储备。
概率极限状态设计法是采用数理统计方法按照一定概率确定荷载或材料的代表值，并给出结构的功能函数，用结构失效概率或可靠指标度量结构的可靠性。
《建筑结构可靠度设计统一标准》将极限状态分为两类：(1)承载能力极限状态，是指结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形；(2)正常使用极限状态，是指结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。
结构按极限状态设计应符合下列要求：()0,21≥n X X X g （1.1）式((1.1)中g(X i )为结构功能函数，X i (i =1， 2……n)为基本变量，是指影响该结构功能的各种作用、材料性能、几何参数等。
目前我国结构设计规范基本都是采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数设计表达式进行计算。
美国的钢结构设计采用了两种设计方法：ASD(Allowable Stress Design)和LRFD(Load and Resistance Factor Design)，即容许应力设计法和分项系数设计法，McCormac 指出LRFD 相比ASD ，并不一定节省材料，虽然在很多情况下可以取得这样的效果，而在不同荷载作用下能给结构提供等同的可靠性，对于活载和恒载，ASD 采用的安全系数是一样的，而LRFD 对恒载则采用了一个较小的荷载系数(恒载比活载能更准确的确定)，也就是说如果恒载大于活载，LRFD 比ASD 节省材料。
线性和非线性有限元分析 6
Equations
• The first Equation is the Plastic strain equation: • Where the super script “pl” represents the plastic strain, and “el” represents the linear strain, and Ԑn is the original strain. To calculate the linear strain the following equation is used:
slenderness ratio 细长比 c =design slenderness ratio 设计细长比
A cross-sectional area 截面积
屈曲模式
Engesser’s Tangent Modulus Load 用斜率模数修改后的欧拉公式
P
T cr
ET I
2
L
2
d ( ) ET d y
Elasto-Plastic S-S Curve
Engesser 的减少杨氏模量的修改公式Reduced Modulus Load
P
T cr
ER I
2 2
L I1 E I 2 ET ER I
另一简单形式
P
T cr
ER I
Conclussion小结
• ANSYS produces Favorable results for buckling Analysis. The non-linear Buckling analysis tends to give more conservative results as seen in the figures 非线性分析所得的屈曲临 界力比线性分析的结果也要保守 • Care must be taken, as sometimes non-linear problems may not converge 非线性屈曲问题 可能不收敛
结构设计知识：钢结构的非线性分析与设计
结构设计知识：钢结构的非线性分析与设计钢结构在建筑设计中广泛应用，具有较高的承载能力和抗震性能。
然而，在极端荷载作用下，其受力性能会发生非线性变化，需要进行
非线性分析与设计，以保证结构的安全可靠性。
钢结构的非线性分析主要包括几何非线性、材料非线性和接触非
线性。
其中，几何非线性是指在大变形情况下，结构的剪切、变形、
轻度扭曲等非线性变化；材料非线性是指在材料受到荷载作用后出现
的弹塑性行为，包括本构关系非线性和材料应力应变非线性；接触非
线性是指结构中存在的各种接触面，如焊接连接点、螺栓连接点等，
在荷载作用下出现的非线性变化。
在进行非线性分析时，需要先进行静力分析，确定结构的初始状态，并对荷载进行合理的分析与计算。
随后，对结构进行荷载施加，
观察结构的变形情况，并根据实际情况进行修正和调整，直到得出结
构的稳定状态和极限承载能力。
钢结构的非线性设计需要考虑多种因素，包括荷载的类型、结构的材料和几何形状、结构的初始状态等。
在考虑这些因素时，需要采用合理的数学模型和计算方法，以确保结构的安全可靠性。
值得注意的是，钢结构的非线性分析和设计对于结构的构造和安装也有一定的要求。
必须确保结构的零件尺寸、零件精度和装配质量符合标准要求，以最大程度地保证结构的承载能力和安全性。
综上所述，钢结构的非线性分析和设计是保障结构安全性和承载能力的一项重要工作。
其核心在于充分考虑各种非线性因素，并采用合理的方法和模型进行分析和计算。
只有真正做到了这些，才能够确保钢结构的安全可靠性。
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《线性与非线性结构力学》评介与分析
彭剑（湖南大学机械与运载工程学院博士生）
王旺平（南开大学经济学院博士生）
[内容摘要] 本文介绍了《Linear and nonlinear structural mechanics》一书的基本情况。
通过评介与分析，建议国内编写同类专著时，也应由名家撰写、文献丰富、善用图表、及时更新等，并特别注重理论与实践相结合。
[关键词] 非线性；结构力学；教材评介；启示
《Linear and nonlinear structural mechanics》（线性与非线性结构力学）是A.H. Nayfeh教授撰写。
本文评介的专著《Linear and nonlinear structural mechanics》由前言、正文、参考文献和索引四个部分组成，其中正文9章，共746页。
本书的作者是美国教授。
一、出版与作者情况
《Linear and nonlinear structural mechanics》由美国弗吉尼亚理工学院和州立大学的A.H. Nayfeh教授撰写。
2004年由美国约翰威立 (John Wiley & Sons)出版公司出版。
[1]
A.H. Nayfeh于1933年12月21日出生于Shuwaikah。
1962年，获得斯坦福大学
B.S.工学学士学位，后于1963年和1964年取得航空和航天的M.S.和博士学位。
他拥有在Heliodyne公司和Aerotherm工业公司工作经验。
他是美国物理学会，航空航天，机械工程师协会美国研究所和力学美国科学院院士。
他是非线性科学的主编，非线性动力学和振动与控制杂志WILEY丛书的编辑。
1981年获科威特在基础科学奖（物理）;美国航空航天研究所和航天Pendray文学奖，1995年，美国机械工程师协会太平绅士书斋哈尔托赫奖，1997年，俄罗斯圣彼得堡大学荣誉博士学位，1996年，弗兰克J马希尔工程教育奖，1997年卓越工程学院院长的卓越研究奖，1998年，德国慕尼黑大学名誉博士学位，1999年，波兰Politechnika Szczecinska技术大学名誉博士学位，2004年，他建立约旦耶尔穆克大学并从1980-1984年担任学院院长。
他目前是美国弗吉尼亚理工学院和州立大学的杰出工程教授。
二、本书的创作背景
众多书籍在过去二十年的一直致力于索，电缆，梁，板，和壳结构力学的研究。
虽然正确分类他们不是一件容易的任务，更可以大致区分面向数学类书籍，
这在有关衍生尝试线性和非线性无论是引进的一般结构理论假设一致的运动理论的三维弹性体，更多的工程化和书籍，其中相当的关注重点分析和具体的数学和力学问题的解决。
根据作者的声明，本书的目的是缩小差距实践之间的工程师和数学家的建模和应用几何非线性结构分析，通过提供现成的touse前方程。
因此，它肯定属于上述两个团体第二关于结构力学的书籍。
然而，作为公开的主要动机是建模和合成分析或超轻型结构，以及智能结构微/纳米材料，作者还注意在介绍数学一致和系统全面的理论推导，并在某种程度上提供了一个独特的方式。
此外，这也反映出了第一作者非凡的非线性动力学专业知识，建模的大幅出现旨在实现准确和一致的结构系统的非线性动态分析，并在显示了经过深思熟虑的（确切/近似）模型的能力，正确突出非线性行为有意义的功能。
这独特组合制定严格的运动方程和随后的非线性动态分析这无不代表着这是一本独特而新颖的书。
三、本书的主要内容
该文本共分为九章，介绍与建模问题，离散系统的动态特性，以及分析方法连续系统（第一章），并配有独立的基本弹性原则（第二章）。
第三章提出精确的线性和几何确定索和电缆，以及一些相关的模范非线性分析和非线性动力学现象，并充分代表的风格和整个书的补充内容。
下面的章节处理线性和几何精确确定梁（第四章），板（第7）和壳（章6和9）。
反过来，非线性分析及动态梁和板在两个（5和第8章）专门章节中予以论述，而这些炮弹包括在第9章。
不同梁（包括用于MEMS器件microbeams），板（包括基于MEMS的微孔板和热装圆形和环形板）和壳（包括圆柱壳和球壳）是针对有关的若干非线性动力学通过总结第一作者的研究小组近年来内获得了大量相关的结果。
因此，符合该书的目标，确切提交了相关的非线性近似模型的一些主要沿动力现象实际上构成一个连续的整体结构和动态行为模式的具体了解，非常对读者有用的是处理确定非线性复杂的结构问题的分析。
四、本书的学术价值
该书是结构非线性领域的又一著作，为非线性动力学在工程实践中的应用有着不可估量的分量。
该书也是第一作者多年来成就的结晶，该作者一直都是活跃在非线性动力学研究前沿，该著作的出版也是对其工作的汇总，对学术界是一大
贡献。
五、本书的主要特色
将两个理论与实践互补是本书的一大特色，但独立（连续与非线性动力学建模）广阔的主题可能需要一些轻微的短缺。
事实上，就确定系统方面而言，即使承认所有的结构模型，从一般的三维派生弹性体的理论，这是一个其他书所没有提及的，例如，在本质上杆一维理论，现在构成一个现代的非线性结构力学课程的重要组成部分。
同样，令人惊讶的是，尽管他们的不同数学的角度来看，没有提到最近几个有意义的书籍非线性弹性模型和非线性系统的问题。
在反过来，至于具体的结构体系和相关的非线性动力学而言，一个巨大的相关文献报道的书，它有在每个相应章节的开头做足够的处理，它几乎占了大多数最近的文献，而在其他情况下，竟然没有近期或以某种方式值得一提述（例如，梁，除了作者的的人，或热板和圆柱壳）。
这本书的很大的优点，在严格和统一制定解决包括不同的结构体系，并在处理的基本上独立互补研究。
六、适用对象与社会反映
这是一本了不起的研究生教材，也是对机械，土木，航空工程或应用力学等方向的研究生和结构工程师非常有用的参考书。
同时，这本书在第一章1.2节中所介绍的非线性概念以及其理论性质等对经济管理类学生从事非线性相关问题的研究具有一定的参考价值，这是因为，线性结构是最简单的一种事物间因果的表述方法，其对经济现象具有较好的解释能力，但是，对于复杂的经济现象问题的解释，线性结构的解释是非常有限的，非线性更能展现经济现象的原貌，并能够给出更好的理论解释。
七、本书的章节目录
第一章：介绍
1.1：结构单元
1.2：非线性
1.3：复合材料
1.4：阻尼
1.5：线性离散系统的动力学特征1.6：非线性离散系统的动力学特征1.7：线性连续系统分析1.8：非线性连续系统分析第二章：弹性
2.1：动力学原理
2.2：应变关系
2.3：应力转换
2.4：应力应变关系
2.5：发展方程
第三章：弦和索
3.1：紧弦模型
3.2：紧弦模型约化为2方程
3.3：弦的非线性响应
3.4：索模型
3.5：索模型约化为2方程
3.6：自然频率和索模型
3.7：索模型的非离散化
3.8：单模态响应的离散方法
3.9：单模态响应的非离散方法
第四章：梁
4.1：简介
4.2：线性欧拉-伯努利梁理论
4.3：线性剪切梁理论
4.4：非线性模型的数学基础
4.5： 2-D非线性欧拉-伯努利梁理论4.6： 3-D非线性欧拉-伯努利梁理论第五章：梁的动力学
5.1：参数激励下的悬臂梁
5.2：横向激励下的悬臂梁5.3：两端绞支梁
5.4：微梁
第六章：表面分析
第七章：板
7.1：简介
7.2：线性经典板理论
7.3：线性剪切板理论
7.4：非线性经典板理论
第八章：板动力学
8.1：矩形板的线性振动
8.2：膜的线性振动
8.3：圆、环板的线性振动
8.4：圆板的非线性振动
8.5：近正方形板的非线性振动第九章：壳
9.1：简介
9.2：线性经典壳理论
9.3：线性剪切壳理论
9.4：双弯曲壳的非线性经典理论9.5：圆壳的非线性剪切理论
参考文献：
[1] Ali Hasan Nayfeh , P Frank Pai Linear and Nonlinear Structural
Mechanics. Wiley-Interscience, Hoboken, 2004: 1-746。