工程結構性能的數值分析及實例

《工程結構性能的數值分析及實例》是2019年機械工業出版社出版的圖書，作者是兆文忠，謝素明，陳秉智。

基本介紹

• 書名：工程結構性能的數值分析及實例
• 作者：兆文忠，謝素明，陳秉智
• 出版社：機械工業出版社
• ISBN：9787111630074

內容簡介

《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、軟體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，為建模過程中的數據流動釐清邏輯關係。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，結構氣動壓力回響的建模與計算，幫助讀者做到舉一反三。④基於商業軟體的二次開發等，通過有限元程式編寫實例，激發讀者主動增添自己專用軟體的創新能力。

圖書目錄

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

核心與建模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螺紋連線結構的承載傳力

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

的微分方程與數據鏈19

31按位移求解二維平面問題的

微分方程與數據鏈19

32按位移求解三維空間問題的

微分方程與數據鏈21

33按小位移求解的薄板彎曲問題

的微分方程與數據鏈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

數據鏈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

力學模型及程式設計63

61傳統方法預測疲勞壽命的

難點63

62對格線不敏感的結構應力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疲勞壽命計算數據可視化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基於實測數據的糾錯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螺栓連線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螺栓連線在高速動車組結

構中的套用特點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不鏽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不鏽鋼電阻點焊車體的

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焊接結構振動回響分析及疲勞

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

軟體的二次開發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

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軟體的二次

開發210

1142套用實例221

115本章小結221

參考文獻223