URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Васильков Г.В. Эволюционная теория жизненного цикла механических систем: Теория сооружений
Id: 166641
 
472 руб.

Эволюционная теория жизненного цикла механических систем: Теория сооружений. № 39. Изд.2

URSS. 2013. 320 с. Твердый переплет. ISBN 978-5-382-01438-8.
В книге также рассматривается 94 задачи с подробным решением.

 Аннотация

В настоящей книге рассматриваются проектные задачи строительной механики, связанные с генезисом структур несущих систем, реконструкцией, усилением, историей возведения сооружений. Формулируются законы и принципы самоорганизации механических систем, методы решения нелинейных начально-краевых задач морфодинамики, которые позволяют определить рациональные структуры сооружений при статических и динамических воздействиях. Показано, что предлагаемая теория адаптивной эволюции механических систем представляет собой новый вариант релятивистской механики деформируемых твердых тел. Изложение теории сопровождается решением иллюстративных примеров расчета балок, ферм, рам, пластин, оболочек, массивов.

В заключительной главе с единых позиций рассматривается эволюция жизненного цикла механических систем, который разбит на три этапа --- становления, квазистационарного состояния, разрушения.

Книга предназначена для студентов, аспирантов, докторантов, занимающихся исследовательской работой в области механики деформируемых твердых тел. Она может быть полезна инженерам-расчетчикам, а также использоваться в качестве учебного пособия.


 Оглавление

Предисловие от редколлегии (Г.Г.Малинецкий)
Предисловие
Глава 1. Определение внешних геометрических параметров структуры сооружений при постоянном объеме материала
 1.1. Замечательное свойство потенциальной энергии механических систем
 1.2. Расчет конструкций с учетом истории возведения
 1.3. Теорема об изменении потенциальной энергии механических систем при добавлении новых связей
 1.4. Изменение потенциальной энергии деформаций при уменьшении жесткости связей
 1.5. Новые вариационные принципы механики конструктивно нелинейных систем
 1.6. Оптимизация геометрических параметров балок
 1.7. Фермы наименьшего объема
 1.8. Рациональное проектирование рамных конструкций
 1.9. Плита на упругом основании
 1.10. Заключение к главе 1
 1.11. Контрольные задачи
Глава 2. Элементы механики метаболических сред
 2.1. Константы самоорганизующихся систем, гомеостазис
  2.1.1. Принципы гомеостазиса
  2.1.2. Самоорганизация и управление
  2.1.3. Новые числа золотой пропорции. Геометрическая соразмерность
  2.1.4. Музыкальная гармония, консонансные и диссонансные интервалы
 2.2. Теория адаптивной эволюции механических систем
  2.2.1. Актуальность проблем
  2.2.2. "Черный ящик" и системы управления
 2.3. Законы сохранения самоорганизующихся, саморазвивающихся систем
 2.4. Нелинейные краевые задачи морфодинамики
 2.5. Вариационное уравнение. Дискретные отображения
 2.6. Осевая деформация. Фермы
 2.7. Оптимизация локальных параметров структуры изгибаемых балок
 2.8. Плоская задача
 2.9. Нормируемая плотность энергии деформаций
 2.10. Примеры определения рациональной структуры несущих конструкций (плоская задача)
Глава 3. Рациональное оребрение тонких изгибаемых пластин и пологих оболочек
 3.1. Оребрение тонких изгибаемых пластин
 3.2. Пологие оболочки
 3.3. Предельное состояние тонких пластин и пологих оболочек
Глава 4. Состояние и процесс эволюции самоорганизующихся механических систем
 4.1. Наследственность
 4.2. Фазовые диаграммы. Безразмерные параметры порядка
 4.3. Эволюционное время
 4.4. Фракталы - следствие стремления механических систем к изоэнергетичности
 4.5. Неевклидова фрактальная геометрия, "золотые" пропорции гомеостатических структур
 4.6. Преподавание дисциплин прочностного цикла в технических высших школах, строительных вузах
Глава 5. ТАЭМС в задачах определения рациональной структуры геотехнических сооружений
 5.1. Несущие строительные конструкции - аналог механических скелетных образований биосистем
 5.2. Рациональные структуры обделок горных выработок
 5.3. Эволюционные задачи фрагментарного закрепления грунтов, рациональное расположение свай
 5.4. Рациональные структуры противооползневых конструкций
Глава 6. ТАЭМС в задачах динамики сооружений
 6.1. Новые формы проявления закона сохранения энергии в консервативных задачах динамической теории упругости
 6.2. Основные соотношения динамической теории упругости в свертках
 6.3. Метод точечного сохранения инвариантов
 6.4. Сходимость численного решения к "точному"
 6.5. Дискретные отображения ТАЭМС в задачах динамики сооружений
 6.6. Релятивистская механика эволюционных процессов
 6.7. Примеры определения рациональных структур сооружений при статических и динамических воздействиях
  6.7.1. Максимизация частоты основного тона балочных систем постоянного объема
  6.7.2. Оптимизация толщины полого консольного стержня
  6.7.3. Гармонические структуры сооружений
Глава 7. Эволюция жизненного цикла механических систем
 7.1. Вводные замечания
 7.2. Качественные характеристики процессов эволюции
 7.3. Становление структур в процессе проектирования
 7.4. Традиционные формулировки физических зависимостей упруговязкопластических сред
  7.4.1. Реологические модели упруговязкопластических сред
  7.4.2. Медленная и быстронатекаюшая ползучесть
 7.5. Теория эволюции разрушения механических систем
 7.6. Дискретное отображение эволюции жизненного цикла несущих систем
  7.6.1. Становление
  7.6.2. Квазистационарное состояние
  7.6.3. Разрушение
 7.7. Алгоритм ЭТЖЦ при проектировании сооружений
Заключение
Литература

 Предисловие от редколлегии

Синергетика и строительная механика

И весь вопрос был в том, сможем ли мы так построить
курс, чтобы у самых способных, самых горячих студентов
сохранился и укрепился их энтузиазм.

Д.Фейнман

В серии "Синергетика -- от прошлого к будущему" вышло уже около 40 книг на русском и испанском языках. Их проблематика очень широка -- от математической истории до теоретической физики и от медицины до философских проблем современного естествознания. Однако книги, подобные той, которую вы держите в руках, у нас еще не было. Ни по тематике, ни по жанру, ни по стилю. Эта книга посвящена классической инженерной дисциплине -- строительной механике, осмысленной с позиций бурно развивающегося междисциплинарного подхода -- синергетики.

Синергетика и нелинейная наука в целом очень многим обязана механике. Леонардо да Винчи называл оптику раем для математиков. С не меньшим основанием механику можно назвать раем для теории бифуркаций -- одного из ключевых разделов синергетики. Само слово "бифуркация" (раздвоение, ветвление) было введено в начале XIX века К.Якоби в задачах об устойчивости фигур равновесия вращающихся тел. И до сих пор в теории оболочек -- важнейшем разделе строительной механики -- возникает много важных и красивых задач, касающихся бифуркаций -- изменения числа или устойчивости решений определенного типа при изменении параметров.

Осмысление проблем устойчивости и колебаний упругих систем способствовало становлению нелинейного мышления в нелинейной науке и инженерной практике. Развитие техники ставит все новые задачи, связанные с моделированием неустойчивостей в механических системах. Классическими стали работы создателя Института прикладной математики академика Мстислава Всеволодовича Келдыша, связанные с анализом флаттера и шимми -- неустойчивостей, доставивших множество проблем авиаконструкторам в предвоенные годы. При этом, в отличие от академической науки, здесь нужно подходить с инженерной, прикладной точки зрения -- мало понять и описать механизм неустойчивости, надо предложить решение, позволяющее предотвратить или использовать этот эффект.

Строительная механика в Средние века стала важнейшим полигоном для прикладной математики. Историки науки и техники утверждают, что после того, как здания стали рассчитывать, полагаясь на законы механики и простейшие модели, а не только на интуицию и опыт, за несколько десятилетий их высота выросла вдвое.

Строительная механика относится к "вечным" областям знания, которые не удается "закончить". Кроме внутренней логики развития науки есть два важнейших внешних фактора. Это, во-первых, появление новых материалов. Если надежды, возлагаемые на нанотехнологии, оправдаются, то это преобразит и строительство, и техносферу в целом. Например, созданные углеродные нанотрубки в 100 раз прочнее и в 6 раз легче стали. Если удастся сделать канат их них, то реальностью станет космический лифт, позволяющий просто поднимать на геостационарную орбиту все, что мы сочтем нужным. Второй фактор -- это смелость и новизна архитектурных решений, стремящихся к использованию всех возможностей, которые могут предложить технологи.

Мой учитель, замечательный человек и большой ученый, чл.-корр. РАН Сергей Павлович Курдюмов любил говорить, что цели синергетики во многом будут достигнуты, когда ее понятия, концепции, идеи перестанут быть только достоянием исследователей, выйдут из лабораторий и аудиторий и станут элементом культуры.

Яркая и своеобразная книга Г.В.Василькова -- важный шаг к этому. Инженер-строитель -- массовая профессия, и если эта часть инженерного корпуса увидит, что идеи самоорганизации, эволюции, моделирования нелинейных систем конструктивны, содержательны и понятны им, то синергетику будут ждать и новые задачи, и новые успехи. Именно эта конкретность, привязка к задачам, которые решают инженеры, и отличает данную книгу.

Чтобы чему-нибудь научиться в области естественных наук, надо решать задачи. Только они позволяют исследователю и инженеру "быть, а не казаться". В книге Г.В.Василькова около сотни полезных, конкретных, поучительных задач. Не так давно мы вспоминали, сколько инженерных решений и новых идей выросло из задач, разобранных в известном 9-томном курсе теоретической физики Л.Д.Ландау и Е.М.Лифшица. Оказалось, что очень много. Известная мудрость гласит, что образование -- это то, что остается, когда все выученное забыто. Если остается умение решать задачи, то это очень много.

В основу книги положен предложенный Г.В.Васильковым метод адаптивной эволюции механических систем. Казалось бы, в основе строительной механики лежат линейные уравнения теории упругости. Где же здесь место для нелинейности, для самоорганизации, бифуркаций? Предложенный подход связан с задачей минимизации функционала, характеризующего систему, с решением вариационной задачи с помощью введенной итерационной процедуры.

На эту процедуру можно взглянуть как на обычный численный метод, позволяющий решить возникающие задачи оптимизации. Но можно и иначе, как на механизм, обеспечивающий в деятельности инженера выбор оптимальной конструкции, а в природе -- как на процесс, позволяющий достигнуть оптимальной адаптации к внешним условиям, к тем задачам, которые решает организм или другая система. Этот взгляд последовательно, оригинально и весьма обоснованно и развивается в книге.

Синергетика представляет междисциплинарный подход, поэтому большое место в работе отводится аналогиям между развиваемым подходом и теорией гармонии, в частности музыкальной (наше восприятие, оценивая красоту, удивительным образом подсознательно ищет оптимальные, гармоничные пропорции). Интересна аналогия между моделями этой предметной области и подходом теории относительности. Волнующая перспектива -- с высоты птичьего полета увидеть далекие, но интересные аналогии.

Сейчас мы рассматриваем синергетику как междисциплинарный подход, лежащий на пересечении предметного знания, математического моделирования и философской рефлексии. И поэтому в книге много интересных и глубоких суждений, касающихся эволюции, образования, восприятия, развития науки. Метафоры и упоминания "экстрасенсов" и ясновидения пусть останутся на совести автора. Они не должны заслонять главного -- в ходе анализа и решения конкретных практических задач формируется оригинальное целостное мировоззрение. И в основе этого мировоззрения лежат идеи синергетики. Именно она оказывается "точкой сборки" идей, результатов, надежд, возникшего понимания.

Известный философ и историк науки Томас Кун утверждает, что есть важная веха в становлении нового подхода в научной деятельности, новых стандартов -- новой парадигмы. Эта веха связана с тем моментом, когда новые идеи приходят в старые, классические области, где, казалось бы, "все ясно", когда они позволяют в них получать глубокие, интересные результаты. Яркая, талантливая книга Г.В.Василькова показывает, что для синергетики и строительной механики, вероятно, это время пришло.

Председатель редакционной коллегии серии
"Синергетика -- от прошлого к будущему"
профессор Г.Г.Малинецкий

 Об авторе

Генрих Васильевич ВАСИЛЬКОВ

Родился в 1942 г. По образованию -- инженер-строитель путей сообщения. В 1964 г. окончил дорожный факультет РИСИ (РГСУ). Работал в строительной отрасли мастером, прорабом, начальником строительного участка. С 1969 г. работал на кафедре строительной механики РИСИ (РГСУ) ассистентом, доцентом, профессором; в настоящее время -- заведующий кафедрой строительной механики. Защитил кандидатскую диссертацию в 1972 г., докторскую диссертацию в 1989 г. Член научно-методического совета по дисциплинам прочностного цикла при Госкомобразовании СССР (1989-1993). Советник РААСН с 1994 г., член Российского общества по механике грунтов, геотехнике и фундаментостроению с 1998г., заслуженный деятель науки РФ с 2004 г.

Научную работу ведет по трем научным направлениям: 1. Математическое моделирование механических процессов в твердых деформируемых средах; 2. Совершенствование методов решения задач механики; 3. Разработка эволюционной теории жизненного цикла самоорганизующихся, саморазвивающихся систем.

Под руководством Г.В.Василькова защищены 25 кандидатских и 5 докторских диссертаций.

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце