高等計算力學(xué)

前言

本書是《現(xiàn)代計算固體力學(xué)》*的續(xù)篇，主要目的是為滿足研究生教學(xué)和科研工作的需要?！冬F(xiàn)代計算固體力學(xué)》一書出版后，對于研究生課程教學(xué)起到了重要作用，該書已被評為北京市高等教育精品教材。本書主要講述小變形彈塑性問題和有限變形問題的計算力學(xué)，以及若干非線性計算力學(xué)專題：非線性斷裂、復(fù)合材料高速沖擊和分子動力學(xué)模擬等問題。非線性是現(xiàn)代科學(xué)與工程的主要特征之一，非線性力學(xué)問題廣泛存在于科學(xué)與工程的各個領(lǐng)域。非線性力學(xué)問題一般包括材料非線性、幾何非線性和邊界非線性問題。在有限元法被工程師廣泛接受以后，線性有限元法已經(jīng)成為工程分析與設(shè)計的有力工具，但是非線性有限元法的發(fā)展卻相對滯后。非線性有限元法是進(jìn)行非線性力學(xué)問題分析的一種數(shù)值方法。非線性計算力學(xué)在工科研究生培養(yǎng)中也具有重要的地位。閱讀本書的讀者需要具備良好的彈性力學(xué)和有限元法的知識，并且最好進(jìn)行過編寫有限元程序的訓(xùn)練。為了與線性有限元法相銜接，并考慮到讀者使用本書的方便，我們特意準(zhǔn)備了彈性力學(xué)與有限元法基本理論一章，使讀者能夠提綱性地溫習(xí)彈性力學(xué)和有限元法的主要內(nèi)容。要學(xué)好非線性計算力學(xué)，首先要學(xué)好非線性力學(xué)的基本理論。本書用相當(dāng)大篇幅介紹彈塑性力學(xué)、非線性連續(xù)介質(zhì)力學(xué)等基本內(nèi)容，其目的在于使讀者深入理解非線性力學(xué)的基本概念和基本理論，并在此基礎(chǔ)上正確地完成有限元法的構(gòu)造過程。關(guān)于塑性力學(xué)和連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的教材已經(jīng)很多，本書廣泛地參考了這些文獻(xiàn)，并在各個章節(jié)予以明確標(biāo)注。本書是一本以實(shí)際應(yīng)用和適應(yīng)工程類研究生教學(xué)為目的的教材，在內(nèi)容選擇和編排體例上以成熟性、通用性和知識的內(nèi)在邏輯性為原則，同時兼顧計算力學(xué)的最新發(fā)展。在綜合多本教材和學(xué)術(shù)專著的基礎(chǔ)上，在基礎(chǔ)理論部分（彈塑性力學(xué)和連續(xù)介質(zhì)力學(xué)）盡量做到精煉，并與本書介紹的計算機(jī)程序密切對應(yīng)，力求使讀者理解基本理論與程序?qū)崿F(xiàn)之間的對應(yīng)關(guān)系。在專題部分，結(jié)合通用程序，重點(diǎn)介紹各專題的基本理論、程序?qū)崿F(xiàn)和應(yīng)用技術(shù)。

內(nèi)容概要

本書闡述了以非線性有限法為主要內(nèi)容的高等計算力學(xué)的基本理論、方法原理和計算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)過程，主要包括小變形彈塑性問題、有限變形問題的有限元法和彈塑性斷裂、復(fù)合材料高速沖擊損傷和分子動力學(xué)模擬等專題。    本書可以作為力學(xué)專業(yè)研究生或本科高年級學(xué)生的教材，也可作為相關(guān)研究人員的參考書。

作者簡介

鄭代華，博士，生于1975年2月，1997年在哈爾濱工業(yè)大學(xué)獲學(xué)士學(xué)位。2000年碩士畢業(yè)于北京交通大學(xué)結(jié)構(gòu)工程專業(yè)。2003年赴美留學(xué)于University of Akron，2007年獲博士學(xué)位。主要研究方向為復(fù)合材料結(jié)構(gòu)低速碰撞分析。現(xiàn)任職于GE通用電氣研發(fā)總部高等材料應(yīng)用研究所.主要參與GEnx等發(fā)動機(jī)的設(shè)計和應(yīng)用有限元程序進(jìn)行發(fā)動機(jī)的碰撞分析等工作。成功開發(fā)了幾種復(fù)雜復(fù)合材料的模型并應(yīng)用于實(shí)際發(fā)動機(jī)的設(shè)計和分析中。楊慶生，博士，北京工業(yè)大學(xué)教授。博士生導(dǎo)師?，F(xiàn)任中國復(fù)合材料學(xué)會常務(wù)理事，《復(fù)合材料學(xué)報》編委。主要研究方向為復(fù)合材料細(xì)觀計算力學(xué)、智能與生物材料的多物理耦合行為。曾在香港大學(xué)、德國Siegen大學(xué)和澳大利亞國立大學(xué)擔(dān)任長期訪問學(xué)者。承擔(dān)和完成多項國家自然科學(xué)基金、航天預(yù)研和其他工程項目。出版學(xué)術(shù)著作和教材6部，在國內(nèi)外主要學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表論文150多篇，被SCI、EI、ISTP檢索60多篇。主講工程力學(xué).復(fù)合材料力學(xué)和計算固體力學(xué)等本科和研究生課程，是精品課程“工程力學(xué)”負(fù)責(zé)人，編寫的《現(xiàn)代計算固體力學(xué)》被評為北京市精品教材。

書籍目錄

前言第0章  彈性力學(xué)和有限元法基本理論  0.1  彈性力學(xué)基本方程  0.2  彈性力學(xué)問題的建立與求解  0.3  彈性體的能量原理  0.4  有限元分析的基本過程    0.4.1  單元位移模式    0.4.2  單元剛度陣和有限元方程的建立    0.4.3  整體有限元方程的組裝    0.4.4  邊界條件的引入與方程的求解  0.5  有限元法的一般化——加權(quán)余值法第一篇  小變形彈塑性計算力學(xué)  第一章  應(yīng)變與應(yīng)力、一維彈塑性力學(xué)模型　第二章  彈塑性屈服條件和本構(gòu)關(guān)系　第三章  彈塑性問題的有限元法第二篇  有限變形計算力學(xué)　第四章  連續(xù)介質(zhì)力學(xué)基礎(chǔ)　第五章  連續(xù)介質(zhì)力學(xué)中的本構(gòu)關(guān)系　第六章  有限變形有限元法　第七章  有限變形有限程序?qū)崿F(xiàn)第三篇  高等計算力學(xué)專題　第八章  非線性斷裂力學(xué)有限元法　第九章  基于LS-DYNA的復(fù)合材料高速沖擊模擬　第十章  分子動力學(xué)模擬附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

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《高等計算力學(xué)》為科學(xué)出版社出版。

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