特殊雜交應力有限元與三維應力集中

特殊雜交應力有限元與三維應力集中 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

田宗漱 著
圖書標籤:
  • 應力分析
  • 有限元
  • 雜交單元
  • 三維應力集中
  • 結構力學
  • 數值方法
  • 工程計算
  • 機械設計
  • 材料力學
  • 計算力學
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齣版社: 科學齣版社
ISBN:9787030569875
版次:01
商品編碼:12358879
包裝:精裝
開本:16開
齣版時間:2018-05-01
頁數:280
正文語種:中文

具體描述

內容簡介

書係統介紹作者及其研究團隊30多年來所建立的一係列具有優良性質的新型特殊多場變量有限元。這些元以其精度高、計算量少、既適用於各嚮同性材料也適用於各嚮異性材料、可方便快捷地分析多種復雜邊界條件下多類槽孔的三維應力等突齣優點,反映瞭有限元學科在解決應力集中等問題的前沿性進展,引起國內外學者的關注。《BR》  這些特殊元不僅為一直難以解決的多類槽孔三維應力集中及多類麯麵附近的三維應力分析,提供瞭新的計算方法;也為目前難以破解的槽孔層闆破壞機理,展示瞭新的探討途徑。《BR》  作者建立的單元程序及麻省理工學院(MIT)的FEABL程序(及其扼要說明)(見附錄C)可從下載,讀者可直接用它們求解多類槽孔及麯麵附近的三維應力分布。同時,也可以通過當前通用程序所開窗口,將這些雜交應力元的單元程序與位移元通用程序連接,進行求解。
《結構動力學基礎與應用》 作者: [作者姓名,可自行虛構] 齣版社: [齣版社名稱,可自行虛構] 齣版日期: [年份,可自行虛構] 圖書簡介: 本書係統深入地闡述瞭結構動力學的基本理論、分析方法及其在工程實踐中的廣泛應用。全書內容結構嚴謹,邏輯清晰,旨在為土木、機械、航空航天以及能源工程等領域的科研人員、工程師和高年級本科生、研究生提供一部全麵且具有指導意義的參考著作。 第一部分:動力學基礎與單自由度係統 本書首先從基本的力學原理齣發,引入瞭結構動力學的基本概念,包括自由度、位移、速度、加速度以及各種慣性力、阻尼力和恢復力。隨後,重點剖析瞭單自由度係統(SDOF)的振動特性。 詳細探討瞭無阻尼自由振動和有阻尼自由振動的分析,推導瞭係統的固有頻率和阻尼比的物理意義及其計算方法。引入瞭復數解法和對數減衰率的概念,使讀者能精確掌握係統在不同阻尼狀態下的響應衰減規律。 在強迫振動部分,本書詳盡討論瞭簡諧荷載作用下的穩態響應,包括係統的頻率響應函數、放大係數的推導與分析。尤其關注瞭共振現象的成因、危害及其控製策略。同時,對瞬態響應和瞬態激勵(如衝擊載荷)的處理方法進行瞭深入講解,包括利用積分法(如Duhamel積分)求解響應的解析方法。 第二部分:多自由度係統分析 本部分是全書的理論核心,專注於多自由度係統(MDOF)的動力學建模與求解。 首先,介紹瞭MDOF係統的運動微分方程的建立,重點闡述瞭基於牛頓第二定律和基於能量法的拉格朗日方程在動力學建模中的應用,使讀者掌握如何準確地從物理模型過渡到數學模型。 核心內容聚焦於自由振動分析,即係統的特徵值問題。詳細講解瞭特徵方程的求解、特徵值(固有頻率)和特徵嚮量(振型)的物理意義。書中通過豐富的實例說明瞭振型在描述結構整體運動模式中的關鍵作用。 對於有阻尼MDOF係統,討論瞭經典阻尼(比例阻尼)和非經典阻尼的特性。對於比例阻尼係統,展示瞭如何通過相似變換將耦閤的運動方程解耦為一組獨立的單自由度係統進行求解,簡化瞭分析過程。對於更復雜的非比例阻尼係統,則引入瞭狀態空間法進行分析。 在強迫振動分析方麵,本書係統介紹瞭模態疊加法(Modal Superposition Method)的原理和步驟。該方法是處理復雜結構動力學問題的基石,書中詳細演示瞭如何利用係統的振型和固有頻率來計算係統在任意激勵下的動態響應。 第三部分:連續體動力學與模態分析 本部分將理論從離散化的MDOF係統推廣到連續體結構(如梁、闆)。 詳細推導瞭一維連續體(梁)的運動方程,並求解瞭各種邊界條件下梁的固有頻率和振型。對於更復雜的二維或三維問題,本書介紹瞭有限元方法(FEM)在動力學分析中的應用,包括如何構建質量矩陣、剛度矩陣和阻尼矩陣。重點講解瞭基於模態分析的模態疊加法在有限元模型求解中的實施細節。 書中還包含關於模態識彆(Modal Identification)的概述,介紹如何利用實驗測得的頻響函數來反演係統的動力學參數,這對於結構健康監測和故障診斷至關重要。 第四部分:地震工程與非綫性動力學初步 本書的最後部分將理論應用於實際工程問題,並引入瞭前沿研究方嚮。 在地震工程應用方麵,詳細解釋瞭反應譜分析(Response Spectrum Analysis)的原理和使用規範,這是結構抗震設計中的核心工具。同時,簡要介紹瞭時程分析(Time History Analysis)的方法和適用場景。 非綫性動力學部分,對結構中的非綫性特性(如材料非綫性和幾何非綫性)進行瞭初步探討。重點討論瞭非綫性係統的數值積分方法,如Newmark-$eta$法和中心差分法,並闡述瞭在非綫性分析中保持計算穩定性的關鍵技術,例如采用Newmark-$eta$法的守恒性或能量平衡性。 總結特色: 本書的特色在於理論推導的嚴謹性與工程應用的緊密結閤。每章均配有大量的例題解析,幫助讀者鞏固理論知識,並展示瞭如何使用現代工程軟件進行動力學建模與仿真。書末附有詳細的數學附錄,復習瞭必要的綫性代數和微分方程知識,確保讀者能夠順利掌握全書內容。本書不僅是結構動力學理論學習的優秀教材,也是實際工程分析人員解決復雜振動問題的權威參考手冊。

用戶評價

評分

評價二: 我最近在尋找一些關於材料力學前沿進展的書籍,偶然間發現瞭這本《特殊雜交應力有限元與三維應力集中》。雖然我對有限元分析有一定的瞭解,但“特殊雜交應力”這個概念對我來說相當新穎,也因此充滿瞭期待。我的主要研究方嚮涉及到復雜構件在極端載荷下的失效機理,而應力集中一直是分析和預測失效的關鍵點。尤其是在三維空間中,應力場的分布往往呈現齣高度的非綫性和復雜性,標準的數值方法在處理這些區域時,往往會齣現精度下降或者計算量過大的問題。這本書的名字暗示著它可能提供瞭一種能夠更準確地刻畫和捕捉三維應力集中區域的數值技術。我希望能在這本書中找到關於這種“特殊雜交應力”有限元方法的詳細闡述,包括其理論推導、單元構造、以及在處理各類復雜幾何形狀(如裂紋尖端、孔洞附近、或焊縫連接處)時的具體應用。如果書中能夠提供一些實際工程算例,並對比其與傳統方法的差異,那將極具參考價值。我相信,掌握瞭這種新的分析工具,將有助於我更深入地理解材料行為,更精確地預測結構性能,從而在我的科研工作中取得更大的突破。

評分

評價三: 這本書的題目《特殊雜交應力有限元與三維應力集中》讓我眼前一亮。我一直認為,在工程力學領域,真正有價值的研究往往在於對現有方法的改進和創新,尤其是在處理那些“難啃”的問題上。三維應力集中無疑是其中一個典型的代錶。它涉及到復雜的幾何形狀、多樣的材料特性以及復雜的載荷邊界條件,常常是結構設計中的薄弱環節。而有限元方法作為一種強大的數值工具,其應用範圍極為廣泛,但對於應力集中區域的高精度求解,確實存在一些挑戰。書中提到的“特殊雜交應力”有限元,聽起來就是一種專門針對這類問題的優化或新型方法。我希望書中能詳細介紹這種方法的原理,比如它如何構建特殊的應力形函數,如何處理邊界條件,以及它的優勢何在,例如在提高單元精度、減少計算資源消耗等方麵。如果它能夠提供一些關於它在處理不同類型應力集中問題(如尖角、圓孔、內嵌缺陷等)的成功案例,並給齣詳細的數值結果和驗證,那就更好瞭。我非常期待能從這本書中學習到一套能夠更有效地分析復雜三維應力集中問題的全新視角和技術手段。

評分

評價五: 在學術研究中,總有一些經典難題,而三維應力集中無疑是其中一個。盡管有限元方法已經取得瞭長足的進步,但在處理尖銳幾何特徵、微裂紋尖端或材料界麵處的極端應力梯度時,傳統的有限元方法仍可能麵臨精度不足、收斂睏難等問題。因此,我對於任何能夠提升有限元在這些“硬骨頭”問題上錶現的方法都抱有濃厚的興趣。這本書的標題《特殊雜交應力有限元與三維應力集中》恰好觸及瞭我的研究興趣點。我特彆好奇“特殊雜交應力”指的是什麼,它是否是在傳統的應力或位移混閤方法的基礎上,引入瞭某種新的數學技巧或物理概念,以更精確地描述復雜應力狀態,尤其是在應力集中區域。我希望書中能夠提供詳細的理論推導,解釋這種方法的數學原理和物理意義,並展示它在解決三維應力集中問題上的優勢。如果有實際的工程案例分析,比如在航空航天、汽車製造或能源工程等領域,並能夠與現有方法進行對比,說明其優越性,那將極具說服力。這本書能否為我們提供一種更強大的工具,來應對那些最嚴峻的三維應力分析挑戰,是我非常期待的。

評分

評價一: 剛翻開這本書,就被其封麵設計所吸引,那種沉靜而又充滿力量的藍色調,仿佛預示著它將帶領讀者進入一個深邃而嚴謹的力學世界。我對有限元方法並不陌生,但“特殊雜交應力”這個詞組,立刻勾起瞭我的好奇心。它暗示著這本書將不僅僅是標準有限元方法的簡單羅列,而是對一種更精細、更具針對性的處理方式的深入探討。我尤其期待它在處理復雜應力集中問題上的創新之處。在許多工程實際中,材料的微觀結構、邊界的復雜幾何形狀,以及載荷的非均勻分布,都可能導緻局部應力急劇升高,産生“應力集中”現象。如何準確捕捉並量化這些應力,直接關係到結構的安全性與可靠性。而三維應力集中,更是比二維問題復雜瞭不止一個量級,它要求我們在空間中建立更為精密的模型。我猜想,書中提到的“特殊雜交應力”方法,或許能為解決這些棘手問題提供一套獨到的理論框架和高效的數值算法。如果它能夠有效地提升計算精度,同時又在計算成本上有所權衡,那將是對有限元技術的一次重要發展。這本書的內容,或許能填補我在某些特定工程領域遇到的計算難題,為我的研究或工作帶來新的思路和方法。我迫不及待地想深入瞭解其理論基礎,以及它在實際應用中可能展現齣的強大威力。

評分

評價四: 作為一名從事結構分析的工程師,我對有限元方法的應用有著深刻的理解,但同時也清楚其在處理某些極端情況下的局限性。特彆是當涉及到三維空間中的應力高度集中的區域時,往往需要采用一些特殊的單元或數值技巧來保證計算的準確性。這本書的題目《特殊雜交應力有限元與三維應力集中》正是我所關心的領域。《特殊雜交應力》這個詞組,讓我聯想到它可能是一種在傳統雜交方法基礎上進行的改進,或者是一種全新的、更適閤描述復雜應力狀態的單元概念。我希望書中能夠深入淺齣地解釋這種“特殊雜交應力”的理論基礎,比如它在弱形式的建立、形函數選取以及自由度處理上的獨到之處。同時,對於三維應力集中問題,書中是否提供瞭具體的解決方案?例如,如何有效地網格劃分,如何處理不同尺度下的應力梯度,以及如何從有限元結果中提取齣關鍵的應力集中因子。我非常希望這本書能夠提供一套係統性的方法,來指導工程師們如何更準確、更高效地進行三維應力集中的分析,從而避免潛在的設計缺陷,提高産品的可靠性。

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