高等計算力學

前言

本書是《現(xiàn)代計算固體力學》*的續(xù)篇，主要目的是為滿足研究生教學和科研工作的需要。《現(xiàn)代計算固體力學》一書出版后，對于研究生課程教學起到了重要作用，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，以及若干非線性計算力學專題：非線性斷裂、復合材料高速沖擊和分子動力學模擬等問題。非線性是現(xiàn)代科學與工程的主要特征之一，非線性力學問題廣泛存在于科學與工程的各個領域。非線性力學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行非線性力學問題分析的一種數(shù)值方法。非線性計算力學在工科研究生培養(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和有限元法的知識，并且最好進行過編寫有限元程序的訓練。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，我們特意準備了彈性力學與有限元法基本理論一章，使讀者能夠提綱性地溫習彈性力學和有限元法的主要內容。要學好非線性計算力學，首先要學好非線性力學的基本理論。本書用相當大篇幅介紹彈塑性力學、非線性連續(xù)介質力學等基本內容，其目的在于使讀者深入理解非線性力學的基本概念和基本理論，并在此基礎上正確地完成有限元法的構造過程。關于塑性力學和連續(xù)介質力學的教材已經(jīng)很多，本書廣泛地參考了這些文獻，并在各個章節(jié)予以明確標注。本書是一本以實際應用和適應工程類研究生教學為目的的教材，在內容選擇和編排體例上以成熟性、通用性和知識的內在邏輯性為原則，同時兼顧計算力學的最新發(fā)展。在綜合多本教材和學術專著的基礎上，在基礎理論部分（彈塑性力學和連續(xù)介質力學）盡量做到精煉，并與本書介紹的計算機程序密切對應，力求使讀者理解基本理論與程序實現(xiàn)之間的對應關系。在專題部分，結合通用程序，重點介紹各專題的基本理論、程序實現(xiàn)和應用技術。

內容概要

本書闡述了以非線性有限法為主要內容的高等計算力學的基本理論、方法原理和計算機程序實現(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、復合材料高速沖擊損傷和分子動力學模擬等專題。    本書可以作為力學專業(yè)研究生或本科高年級學生的教材，也可作為相關研究人員的參考書。

作者簡介

鄭代華，博士，生于1975年2月，1997年在哈爾濱工業(yè)大學獲學士學位。2000年碩士畢業(yè)于北京交通大學結構工程專業(yè)。2003年赴美留學于University of Akron，2007年獲博士學位。主要研究方向為復合材料結構低速碰撞分析?，F(xiàn)任職于GE通用電氣研發(fā)總部高等材料應用研究所.主要參與GEnx等發(fā)動機的設計和應用有限元程序進行發(fā)動機的碰撞分析等工作。成功開發(fā)了幾種復雜復合材料的模型并應用于實際發(fā)動機的設計和分析中。楊慶生，博士，北京工業(yè)大學教授。博士生導師?，F(xiàn)任中國復合材料學會常務理事，《復合材料學報》編委。主要研究方向為復合材料細觀計算力學、智能與生物材料的多物理耦合行為。曾在香港大學、德國Siegen大學和澳大利亞國立大學擔任長期訪問學者。承擔和完成多項國家自然科學基金、航天預研和其他工程項目。出版學術著作和教材6部，在國內外主要學術刊物上發(fā)表論文150多篇，被SCI、EI、ISTP檢索60多篇。主講工程力學.復合材料力學和計算固體力學等本科和研究生課程，是精品課程“工程力學”負責人，編寫的《現(xiàn)代計算固體力學》被評為北京市精品教材。

書籍目錄

前言第0章  彈性力學和有限元法基本理論  0.1  彈性力學基本方程  0.2  彈性力學問題的建立與求解  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——加權余值法第一篇  小變形彈塑性計算力學  第一章  應變與應力、一維彈塑性力學模型　第二章  彈塑性屈服條件和本構關系　第三章  彈塑性問題的有限元法第二篇  有限變形計算力學　第四章  連續(xù)介質力學基礎　第五章  連續(xù)介質力學中的本構關系　第六章  有限變形有限元法　第七章  有限變形有限程序實現(xiàn)第三篇  高等計算力學專題　第八章  非線性斷裂力學有限元法　第九章  基于LS-DYNA的復合材料高速沖擊模擬　第十章  分子動力學模擬附錄參考文獻

章節(jié)摘錄

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《高等計算力學》為科學出版社出版。

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