具体描述
本书通过14个实例介绍了MSC.Nastran软件的使用方法，包括如何建立几何模型和有限无模型、创建材料属性和单元属性、创建 边界条件和载荷工况、创建随时间和空间变的场、提交分析及结果后处理等内容。这些实例涵盖了MSC.Nastran的大部分单元类型、载荷类型和分析类型。分析类型包括静力分析、屈曲分析、正则模态分析、瞬态响应分析、频率响应分析、随机响应分析、非线性模态分析和接触非线性分析等。通过文字和图例相结合的方法，书中将实例的操作过程一步一步呈现在读者面前。
本书可以作为从事航空航天、汽车、机械制造、船舶、铁路运输、核工业、石油化工、能源、电子、土木工程、生物医学、轻工、水利等领域的广大工程技术人员学习MSC.Nastran软件的参考书。也可作为理工科院校相关专业的高年极本科生、研究生及教师学习MSC.Nastran软件的教材和参考书。
现代结构工程分析与优化：基于有限元方法的理论与实践 图书简介 本书深入探讨了现代结构工程领域中，以有限元方法（FEM）为核心的结构分析与优化技术。全书内容旨在为土木、航空航天、机械等工程领域的工程师、研究人员及高年级本科生提供一套全面、系统且高度实用的技术参考与学习资料。我们聚焦于理论的严谨性、方法的先进性以及工程应用的实用性，力求超越单纯的软件操作指南，深入剖析背后的数学原理和物理意义。 第一部分：有限元理论基础的重塑与深化 本部分是全书的理论基石，旨在夯实读者对有限元方法的本质理解。我们从连续体力学和变分原理出发，详细阐述了静力学问题、动力学问题以及非线性问题的最小势能原理和虚功原理。 1.1 单元选择与插值函数的构建： 深入剖析了一维、二维和三维单元（如梁单元、壳单元、实体单元）的构建过程。重点讨论了形函数（Shape Functions）的选择对分析精度和计算效率的影响，特别是高阶单元和混合插值单元的应用场景与局限性。内容涵盖了等几何分析（IGA）的基本思想，以期为后续的网格无关性讨论奠定基础。 1.2 刚度矩阵的形成与装配： 详细推导了各类单元的局部刚度矩阵、载荷向量和质量矩阵的精确表达式，并系统讲解了全局刚度矩阵的装配流程，包括对边界条件的施加策略（如直接消元法、拉格朗日乘子法）。特别关注了奇异性问题和矩阵求逆的数值稳定性。 1.3 非线性问题的处理： 结构分析的复杂性往往体现在非线性上。本章系统介绍了三种主要的非线性来源：几何非线性（大变形、屈曲）、材料非线性（弹塑性、蠕变）和接触非线性。针对这些问题，我们详细阐述了牛顿-拉夫逊法（Newton-Raphson）、修正牛顿法以及线搜索技术的应用，并讨论了弧长法（Arc-Length Method）在求解极限点和失稳问题中的关键作用。 第二部分：高级结构分析技术与应用场景 本部分将理论知识与实际工程需求紧密结合，介绍了结构分析中几个关键且复杂的高级分析模块。 2.1 模态与动力学分析： 深入讲解了结构自由振动问题，包括特征值问题的求解方法（如子空间迭代法、Lanczos法），并探讨了阻尼对系统响应的影响（如瑞利阻尼、质量比例阻尼）。随后，详细分析了瞬态响应、谐响应和随机响应分析的数学模型和求解流程，并针对地震工程中常见的反应谱分析给出了详细的实施步骤。 2.2 屈曲与稳定性分析： 对线性和几何非线性屈曲分析进行了对比。重点解析了欧拉屈曲理论的局限性，并详细论述了后屈曲分析（Post-Buckling Analysis）在确定结构承载极限中的重要性。内容包括了特征值屈曲分析的局限性及非线性迭代法在求解实际屈曲模式下的优势。 2.3 热-结构耦合分析： 探讨了温度场对结构力学性能的影响。详细介绍了瞬态传热问题的有限元求解过程，以及热载荷在结构模型中的导入方法。特别关注了热膨胀、温差导致的残余应力分析，以及在高温环境下材料性能随温度变化的本构关系处理。 第三部分：先进材料与复杂接触建模 本部分聚焦于现代工程中日益重要的复杂材料行为和部件间交互作用的精确模拟。 3.1 复合材料与夹层结构分析： 详细介绍了经典的层合板理论（如经典层合板理论CLT和一阶剪切变形理论FSDT）。阐述了正交异性材料的本构关系，以及铺层设计（Layup Design）对外层响应特性的影响。重点分析了层间脱粘和纤维断裂等失效模式的仿真方法。 3.2 接触建模与摩擦学： 接触问题是结构分析中的难点之一。本书系统梳理了面-面接触、点-面接触的数学描述。详细对比了罚函数法、增广拉格朗日法和乘子法在处理接触约束时的优劣。此外，对库仑摩擦模型和粘着/滑动接触的数值实现进行了深入剖析，为机械装配和碰撞分析提供指导。 3.3 材料本构模型的建立与应用： 不仅限于线弹性，本书花费大量篇幅讨论了金属塑性模型（如Ramberg-Osgood, Swift, Chaboche模型）、超弹性模型（如Mooney-Rivlin, Ogden模型）以及粘塑性模型的有限元实现。强调了材料参数识别的重要性，并讨论了损伤力学（Damage Mechanics）在疲劳和断裂前兆分析中的应用。 第四部分：计算效率、误差控制与优化设计 高效的计算和可靠的优化是现代工程分析不可或缺的两环。 4.1 网格质量与误差估计： 强调了网格质量对结果准确性的决定性影响。详细介绍了局部网格细化（h-refinement）和单元增阶（p-refinement）策略。重点讲解了基于残差的后处理误差估计技术（如Zienkiewicz-Zhu A Posteriori Error Estimator），用以指导自适应网格重划分（Adaptive Mesh Refinement）。 4.2 结构优化设计基础： 介绍了拓扑优化、形状优化和尺寸优化的基本框架。以拓扑优化为例，详细阐述了密度法（SIMP）和水平集法（Level Set Method）的核心思想、数学公式推导及约束条件的建立。讨论了梯度计算在优化迭代中的关键作用。 4.3 随机有限元与可靠性分析： 面对工程中固有的不确定性（材料参数、载荷波动），本章引入了随机有限元方法。讲解了不确定性传播的蒙特卡洛模拟（Monte Carlo Simulation）、均值中心法（Mean Value Method）和第二阶矩方法（SRM）。旨在帮助工程师评估结构在随机工况下的可靠度（Reliability Index）。 本书力求以严谨的学术深度，结合翔实的工程案例，帮助读者从“使用软件”进阶到“理解和驾驭分析过程”，从而能够独立解决复杂、前沿的工程力学问题。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 qciss.net All Rights Reserved. 小哈图书下载中心 版权所有