工程結構性能的數值分析及實例（簡體書）

《工程結構性能的數值分析及實例》以建模為主線，針對工程結構性能數值分析與評估過程中普遍存在的計算模型問題進行了研討。全書包括四部分：①介紹了硬體、軟件以及建模之間的內在聯繫，從而確認了建模在結構數值分析與評估過程中的重要地位。②在數值計算基礎方面，重點研討了與建模密切相關的結構的承載傳力特徵、線性與非線性評估的理論模型、結構有限元的基礎理論等，為建模過程中的資料流程動厘清邏輯關係。③為便於對建模原則與方法的理解，列舉了一批有代表性的工程實例，涉及結構線性、非線性強度的建模與計算，預測車輛焊接結構疲勞壽命的建模與計算，結構氣動壓力響應的建模與計算，幫助讀者做到舉一反三。④基於商務軟件的二次開發等，通過有限元程式編寫實例，激發讀者主動增添自己專用軟件的創新能力。

《工程結構性能的數值分析及實例》一書是兆文忠教授及其團隊創作一本強化建模內容的書，是在20多年的教學與科研實踐的基礎上總結積累的有限元分析的經驗，該書內容介於結構數值分析的理論專著與結構數值分析軟件使用手冊之間，為縮小建模差距提供學習資料，從而使大家向著可能*好的方向建立計算模型。

前言
第1章引論1
11數值分析與工程產品結構
設計的關係1
12結構性能數值分析的理論
內核與建模5
13撰寫本書的目的10
第2章工程結構中承載單元的
傳力特徵12
21本書對工程結構的界定12
22結構上母材的承載傳力特徵12
23弧焊接頭的承載傳力特徵13
24電阻點焊接頭的承載
傳力特徵15
25螺紋連接結構的承載傳力
特徵16
26本章小結17
第3章按位移求解的若干力學問題
的微分方程與資料鏈19
31按位移求解二維平面問題的
微分方程與資料鏈19
32按位移求解三維空間問題的
微分方程與資料鏈21
33按小位移求解的薄板彎曲問題
的微分方程與資料鏈24
34材料彈塑性問題的求解過程27
341材料彈塑性問題的本構
關係27
342材料完全塑性問題的求解
過程29
35接觸問題概述及其求解
特殊性29
36結構屈曲穩定問題的求解
過程31
37本章小結33
第4章結構動力學問題中的微分
方程與求解過程34
41結構動力學問題的基本微分
方程35
411單自由度振動問題的基本
微分方程及求解35
412多自由度振動問題的基本
微分方程及求解36
42一般阻尼動力學問題固有頻率
的解法39
43模態疊加法的求解過程40
44具有一般阻尼動力系統的
模態疊加法42
45逐步積分法中的求解過程43
46剛柔耦合結構動力學概述及
求解44
47剛柔耦合模型的求解過程及其
資料鏈44
48本章小結47
第5章結構位移有限元法的內涵
及求解模式49
51結構位移有限元法概述49
52有限元法將微分方程轉化為線性
代數方程組的理論基礎52
521結構平衡與微分方程52
522變分原理的基本思想54
523基於最小勢能原理確認
結構平衡狀態55
53位移有限元法的核心技術——
假定位移場57
54基於最小勢能原理的有限元法
求解模式59
55位移有限元法建模過程中單元
離散的不唯一性61
56本章小結62
第6章預測焊接結構疲勞壽命的
力學模型及程序設計63
61傳統方法預測疲勞壽命的
難點63
62對網格不敏感的結構應力64
63基於結構應力計算疲勞壽命的
理論模型69
64預測焊接結構疲勞壽命的程式
設計基礎71
641定義疲勞載荷72
642定義有限元模型73
643焊線節點力獲取及疲勞
壽命計算74
644疲勞壽命計算資料可視化77
65本章小結79
第7章結構性能數值分析的
建模技術80
71建模內涵81
72建模原則83
73建模任務與工具86
74建模方法87
741基於定性力學的預分析法88
742由淺入深的兩階段法89
743剛度或質量等效替代法90
75建模糾錯93
751模型正向與逆向糾錯94
752位移追蹤糾錯94
753基於實測資料的糾錯95
76本章小結96
第8章結構性能評估中的靈敏度
分析技術97
81靈敏度信息與設計修改97
82位移與應力關於設計變數的
靈敏度97
83結構固有頻率關於設計變數的
靈敏度98
84結構吸能的靈敏度99
85焊接結構疲勞壽命的靈敏度100
86基於靈敏度信息的設計修改
實例101
87本章小結103
第9章工程結構靜態性能數值
分析實例與建模體驗105
91中空擠壓鋁型材車體結構強度
數值分析實例及建模體驗105
911建模背景105
912中空擠壓鋁型材的結構
特點105
913建模難點及其解決對策106
914建模要點108
915數值分析結果驗證110
916建模體驗111
92車體結構關鍵承載部件精細
計算實例與建模體驗111
921建模背景111
922建模難點及其解決對策112
923數值分析結果驗證113
924建模體驗115
93螺栓連接結構數值分析實例與
建模體驗116
931建模背景116
932螺栓連接在高速動車組結
構中的應用特點116
933建模方法117
934實體單元建模難點及其解決
對策118
935數值分析結果驗證121
936建模體驗122
94鉗夾貨車結構強度數值分析
實例與建模體驗123
941建模背景123
942建模難點及其解決對策124
943數值分析結果驗證126
944建模體驗126
95不銹鋼電阻點焊車體結構穩定性
分析實例與建模體驗127
951建模背景127
952不銹鋼電阻點焊車體的
結構特點127
953建模難點及其解決對策128
954分析過程129
955建模體驗132
96考慮初始缺陷的結構穩定性
分析實例與建模體驗133
961建模背景133
962建模難點及其解決對策133
963建模要點135
964建模體驗136
97機車焊接構架變形彈塑性矯正
實例及建模體驗136
971建模背景136
972機車焊接構架及其焊接
變形特點137
973建模難點及其解決對策137
974數值分析過程139
975建模體驗141
98本章小結142
第10章工程結構動態性能數值
分析實例與建模體驗143
101規則載荷下弧焊結構疲勞壽命
數值分析實例與建模體驗143
1011關於疲勞載荷143
1012建模要點144
1013建模體驗147
102不規則載荷下弧焊結構疲勞壽命
數值分析實例與建模體驗148
1021建模背景148
1022汽車驅動橋殼體焊件建模
與疲勞載荷的獲取149
1023汽車驅動橋殼體焊縫的
疲勞壽命計算149
1024建模體驗152
103碰撞吸能強度數值分析實例與
建模體驗153
1031理論基礎153
1032建模要點154
1033數值分析結果驗證155
1034建模體驗157
104整備狀態下結構模態精細分析
實例與建模體驗158
1041建模背景158
1042建模難點及其解決
對策158
1043數值分析結果驗證159
1044建模體驗160
105焊接結構振動響應分析及疲勞
壽命預測實例與建模體驗161
1051建模背景161
1052問題定性的預分析161
1053建模難點及其解決對策162
1054數值分析結果驗證162
1055建模體驗164
106基於剛柔耦合技術評估車體
疲勞壽命的實例與建模體驗164
1061建模背景164
1062建模初步驗證165
1063剛柔耦合建模及求解165
1064疲勞壽命評估167
1065建模體驗167
107氣動載荷作用下流固耦合
結構強度數值分析實例與
建模體驗168
1071建模背景168
1072理論基礎169
1073建模難點及其解決
對策169
1074建模要點171
1075建模體驗174
108高寒動車組車下結構地面
積雪效應數值分析實例與
建模體驗174
1081建模背景174
1082建模難點及其解決
對策175
1083數值分析結果驗證與結構
改進建議177
1084建模體驗180
109本章小結181
第11章有限元程式編寫與商用
軟件的二次開發182
111鼓勵動手編寫有限元程式的
動機182
112平面常應變三角形單元有限元
來源程式及驗證182
113利用內部工具的二次開發
實例204
1131基於ABAQUS二次開發
功能的車輪疲勞強度
評估模組開發205
1132車輪疲勞強度評估
實例209
114利用外部工具的二次開發
實例210
1141對IDEAS軟件的二次
開發210
1142應用實例221
115本章小結221
參考文獻223