Computational Continuum Mechanics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:Shabana, Ahmed A.

出品人:

页数:348

译者:

出版时间:2008-3

价格:$ 137.86

装帧:

isbn号码:9780521885690

丛书系列:

图书标签:

Continuum Mechanics
Computational Mechanics
Finite Element Method
Numerical Analysis
Solid Mechanics
Fluid Mechanics
Heat Transfer
Mathematical Modeling
Engineering Mechanics
Biomechanics

下载链接在页面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 复制链接

想要找书就要到小哈图书下载中心

qciss.net

立刻按 ctrl+D收藏本页

你会得到大惊喜!!

具体描述

This book presents the nonlinear theory of continuum mechanics and demonstrates its use in developing nonlinear computer formulations for large displacement dynamic analysis. Basic concepts used in continuum mechanics are presented and used to develop nonlinear general finite element formulations that can be effectively used in large displacement analysis. The book considers two nonlinear finite element dynamic formulations: a general large deformation finite element formulation and a formulation that can efficiently solve small deformation problems that characterize very stiff structures. The book presents material clearly and systematically, assuming the reader has only basic knowledge in matrix and vector algebra and dynamics. The book is designed for use by advanced undergraduates and first-year graduate students. It is also a reference for researchers, practising engineers, and scientists working in computational mechanics, bio-mechanics, computational biology, multibody system dynamics, and other fields of science and engineering using the general continuum mechanics theory.

好的，以下是一本名为《Computational Continuum Mechanics》的图书的详细简介，内容完全围绕该书可能包含的主题展开，旨在深入探讨计算连续介质力学领域，同时避免提及AI相关内容： --- 《计算连续介质力学》（Computational Continuum Mechanics）图书简介本书全面深入地探讨了计算连续介质力学的理论基础、数值方法及其在工程和物理科学中的广泛应用。它旨在为固体力学、流体力学、材料科学以及相关工程领域的学生、研究人员和实践工程师提供一个严谨且实用的框架，用以理解和模拟复杂材料和结构在各种载荷条件下的行为。核心理论基础：连续介质力学的再审视本书首先从连续介质力学的基本公理和运动学原理出发，为后续的数值分析奠定坚实的理论基础。内容涵盖了材料点描述（Material Point Description）、变形梯度、应变张量、应变率、以及欧拉观和拉格朗日观的转换。我们对刚体运动、有限变形理论（如Green-Lagrange和Almansi应变）进行了深入阐述，强调了在处理大变形问题时，保持客观性（Objectivity）的重要性。在本构关系方面，本书详细介绍了线弹性、弹塑性、粘弹性以及粘塑性材料模型的建立。对于线弹性，重点阐述了各向同性、正交各项异性和各向异性材料的本构方程。在非线性领域，我们着重讨论了塑性理论中的屈服准则（如Von Mises, Tresca）、流动法则（Flow Rule）以及硬化模型（如随动硬化和包辛格效应）。粘弹性部分则引入了时间-温度等效原理和赫兹模型（Hertzian models），以准确捕捉材料的时间依赖性行为。数值方法的核心：有限元方法的构建计算连续介质力学的核心在于其数值求解技术，本书将大量篇幅致力于介绍有限元方法（FEM）在处理偏微分方程（PDEs）方面的应用。 1. 变分原理与弱形式的推导：本书强调了从能量泛函或虚功原理出发推导控制方程的弱形式（Weak Form）。这对于处理复杂的几何边界条件和材料模型至关重要。我们详细推导了线性和非线性问题的伽辽金（Galerkin）弱形式，并讨论了使用最小势能原理（Principle of Minimum Potential Energy）作为出发点的优势。 2. 形函数与单元选择：对常用的插值函数（Shape Functions）进行了详尽的讨论，包括线性和更高阶的多项式插值。内容覆盖了等参单元（Isoparametric Elements）、超元（Super-elements）以及处理奇异点和尖锐几何的特殊单元技术。特别关注了在处理应力奇异性问题时，如何通过高阶插值或奇点单元（Singularity Elements）来提高精度。 3. 非线性问题的求解策略：由于大多数实际的连续介质力学问题涉及材料非线性、几何非线性和接触非线性，本书系统地介绍了求解这类问题的迭代方法。牛顿-拉夫逊法（Newton-Raphson）及其修正形式被详细解析，包括雅可比矩阵（Jacobian Matrix）的构建和计算，以及在收敛性分析中的作用。对于难以收敛的问题，本书还探讨了线搜索（Line Search）技术和弧长法（Arc-Length Methods），用以跟踪平衡路径。高级主题与应用实例本书的高级章节将视野拓展到更前沿和复杂的计算问题： 1. 非线性动力学与显式/隐式时间积分：在动态分析中，对时间离散化方法的选择至关重要。本书比较了隐式方法（如Newmark-beta法、HHT法）和显式方法（如中心差分法）的稳定性和精度。重点分析了如何处理冲击、碰撞和高速侵彻等高度非线性的瞬态问题，包括对刚体接触和摩擦的数值处理。 2. 接触力学计算：接触问题是计算力学中最具挑战性的领域之一。本书详细介绍了处理干涉检测、法向接触力计算和摩擦建模的技术。内容包括惩罚函数法（Penalty Methods）、拉格朗日乘子法（Lagrange Multiplier Methods）以及增广拉格朗日法（Augmented Lagrangian Methods），并讨论了如何在有限元框架内有效地耦合这些方法。 3. 损伤力学与断裂模拟：为了模拟材料的退化和失效，本书引入了连续损伤力学（CDM）的概念。通过引入损伤变量来修改本构关系，并结合了内聚力模型（Cohesive Zone Models, CZM）来描述裂纹的萌生和扩展。这种方法允许在不明确追踪裂纹尖端的情况下，对材料的渐进性失效过程进行数值模拟。 4. 离散元方法（DEM）的对比与融合：虽然本书主要基于FEM，但也提供了对离散元方法（DEM）的概述，特别是在处理高度非连续性或颗粒材料（如岩土工程或粉末冶金）时的优势。此外，本书还探讨了如何将FEM与DEM相结合（如DEM-FEM耦合），以应对多尺度或多物理场耦合的复杂挑战。 5. 稳定化技术与小波方法：在处理对流主导问题（如高精度流体流动或应变梯度效应）时，标准伽辽金有限元可能产生不稳定的振荡解。本书介绍了各种稳定化技术，如SUPG（Streamline Upwind Petrov-Galerkin）和PSP方法，以增强数值稳定性。此外，还对基于小波基函数的离散化方法进行了初步介绍，展示了其在多尺度分析中的潜力。结论与展望《计算连续介质力学》不仅仅是一本教科书，更是一本面向实践的参考手册。通过严谨的数学推导和丰富的工程案例分析，读者将能够掌握从建立物理模型到选择恰当的数值算法，再到解释和验证计算结果的全过程能力。本书旨在培养读者对复杂工程问题的批判性思维，并为其在高性能计算和高级结构模拟领域的研究与开发工作打下坚实的基础。