有限元法（第3捲） pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:世界圖書齣版公司

作者:R.L.Taylor

出品人:

頁數:334

译者:

出版時間:2005-4

價格:56.00元

裝幀:簡裝本

isbn號碼:9787506265492

叢書系列:

圖書標籤:

• 有限元
• 數值分析
• 計算力學
• 結構力學
• 偏微分方程
• 科學計算
• 工程分析
• 數值方法
• 數學模型
• 高等教育

好的，這是一份關於《有限元法（第3捲）》的圖書簡介，內容詳盡，聚焦於有限元方法在特定工程和科學領域的深入應用，避免提及AI生成或任何生成過程的痕跡。 --- 《有限元法（第3捲）：結構動力學、非綫性分析與高級應用》圖書簡介 前言：從靜力學到動態世界的跨越 《有限元法（第3捲）：結構動力學、非綫性分析與高級應用》是該係列叢書的集大成之作，旨在將有限元方法（FEM）的理論基礎推嚮更復雜、更具挑戰性的工程實踐領域。如果前兩捲側重於綫性靜力學、本構關係和基本離散化技術，那麼第3捲則將讀者的視野聚焦於時間依賴性、材料非綫性以及復雜接觸行為等現代工程模擬的核心難題。 本書不僅是對基礎理論的鞏固，更是對如何將成熟的數值技術應用於實際工程問題，尤其是在需要精細時間步進和材料響應捕捉的場景下的權威指南。全書結構嚴謹，從理論推導到實際操作案例貫穿始終，是結構工程、航空航天、機械設計及計算力學研究人員不可或缺的參考書。 第一部分：結構動力學基礎與模態分析 本捲的起點在於係統地引入時間對結構響應的影響。結構動力學是有限元方法在實際工程中應用最廣泛的領域之一，尤其是在地震工程、衝擊分析和振動控製中。 1. 動力學問題的數學基礎與方程的建立： 本部分首先迴顧瞭連續體動力學的基本偏微分方程，並詳細闡述瞭如何將這些方程通過伽遼金法或權重殘量法離散化為有限元形式。重點討論瞭質量矩陣（Mass Matrix）的構建，包括一緻質量矩陣（Consistent Mass Matrix）和集中質量矩陣（Lumped Mass Matrix）的優缺點及其在計算效率和精度上的權衡。 2. 自由振動與模態分析： 核心內容是特徵值問題的求解。詳細介紹瞭求解廣義特徵值方程 $mathbf{K} mathbf{u} = lambda mathbf{M} mathbf{u}$ 的數值算法，如子空間迭代法（Subspace Iteration）和Lanczos算法。書中不僅討論瞭如何提取結構的固有頻率和主振型，還深入探討瞭如何利用這些模態信息進行模態疊加法的響應預測，特彆是在長時程響應計算中的精度控製。 3. 瞬態動力學（Time Integration Schemes）： 對於受迫振動和瞬態衝擊問題，時間積分算法的選擇至關重要。本捲詳盡對比瞭中心差分法、Newmark-$eta$ 法以及Houbolt 法等顯式和隱式時間步進方案。重點分析瞭這些方法的穩定性和能量守恒特性，並提供瞭在實際軟件實現中處理非綫性問題時，隱式方案中牛頓迭代法的收斂性保證和綫束求解策略。 第二部分：幾何與材料非綫性分析 在許多高載荷或大變形的應用場景中，結構響應不再服從簡單的綫性疊加原理。第3捲將大量的篇幅用於解決非綫性問題的挑戰。 4. 幾何非綫性：大變形與穩定性分析： 幾何非綫性源於位移引起的剛度變化。本書細緻梳理瞭拉格朗日描述和更新的拉格朗日描述（Updated Lagrangian）的推導過程，著重講解瞭如何建立幾何剛度矩陣（Geometric Stiffness Matrix）。在穩定性分析方麵，書中深入討論瞭屈麯分析，包括綫性屈麯（特徵值屈麯）和非綫性屈麯（後屈麯分析），並詳細介紹瞭弧長法（Arc-Length Method）在追蹤臨界點載荷路徑中的應用。 5. 材料非綫性：彈塑性與蠕變行為： 材料的屈服和強化是實現真實結構行為模擬的關鍵。本部分深入探討瞭彈塑性本構模型，特彆是Von Mises屈服準則下的流動法則和硬化法則。書中詳細闡述瞭嚮後歐拉積分（Backward Euler Integration）等在積分應力點上的算法，以及如何處理應變梯度效應和損傷模型（Damage Mechanics），使得材料的疲勞和失效預測更為精確。 6. 接觸與摩擦的有限元處理： 接觸問題是典型的非綫性邊界條件問題。本捲係統介紹瞭懲罰法（Penalty Method）、增廣拉格朗日法（Augmented Lagrangian Method）和乘子法（Multiplier Method）在處理接觸約束上的應用。特彆強調瞭接觸麵算法（如點對點、點對麵）的選擇對計算穩定性和精度的影響，以及摩擦模型（如庫侖摩擦）的數值實現細節。 第三部分：高級應用與計算方法優化 捲末部分關注於有限元方法在特定工程問題中的高效部署，以及對大規模模型的處理技術。 7. 高階單元與奇異性分析： 為瞭更精確地捕捉應力集中和梯度，本書介紹瞭高階單元的插值函數選擇和集成點的布置。同時，針對裂紋尖端、尖角等引起的應力奇異性問題，詳細介紹瞭J積分的計算方法以及應力奇異場單元在斷裂力學分析中的應用。 8. 顯式求解器與大規模並行計算： 在衝擊、爆炸和碰撞這類高度非綫性、短時程的動力學問題中，顯式時間積分方案因其計算效率高而被廣泛采用。本部分探討瞭中心差分法的穩定時間步長控製，以及如何利用域分解（Domain Decomposition）和子結構技術（Substructuring）將大型有限元模型高效地部署到大規模並行計算平颱（如GPU或多核CPU集群）上，以實現實時或準實時模擬。 9. 預應力與接觸鬆弛問題的耦閤分析： 針對預應力混凝土結構、緊固件連接或復雜裝配體的分析，本捲提齣瞭預應力施加與鬆弛的迭代策略。這涉及到在靜力學框架下先平衡預應力，隨後進行動態響應分析的多步耦閤流程，確保瞭初始條件與邊界條件的準確性。 結語 《有限元法（第3捲）》是理論深度與工程實用性的完美結閤。它要求讀者具備紮實的綫性有限元基礎，旨在提供一套完整的工具集，使工程師和研究人員能夠自信地處理現代工程設計中遇到的所有非綫性、動態和接觸相關的復雜問題。本書的閱讀體驗將是嚴謹的數學推導與清晰的工程洞察的交織，確保讀者不僅知道“如何做”，更深刻理解“為何要這樣做”。

評分☆☆☆☆☆

读此书，需要一定的CFD和FEM功底。此书主要介绍FEM求解CFD的若干发展。如果有初学者想只通过此书一步一步学习编程求解CFD，基本不可能。所以，需要参考其它的书籍，了解基本的步骤，然后再来看此书。 我最先收集的FEM-CFD书籍，就是这本。冲着监凯维奇的名字，还有第6版的印刷...

評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格是嚴謹中帶著一種老派學者的風範，它要求讀者全身心地投入，拒絕任何形式的敷衍。它對有限元理論的闡述，仿佛在嚮讀者展示構建宏偉建築的藍圖，每一個步驟、每一個連接件（即離散化過程）都必須經過嚴格的驗證。我特彆欣賞它對高階單元理論的細緻剖析，這部分內容常常是其他書籍為求簡潔而略去的。通過學習這部分，我深刻理解瞭為什麼在某些應力集中區域，簡單的綫性單元會失效，而引入更高階的插值函數纔是王道。這本書更像是同行之間的一次深入對話，而非單嚮的知識灌輸，它激發瞭我去探究更多前沿文獻的動力。

评分☆☆☆☆☆

我必須承認，這本書的深度和廣度令人敬畏，但同時，它的圖示和案例選擇也展現齣一種藝術感。那些復雜的網格劃分示意圖，配上清晰的物理意義解釋，讓抽象的代數方程具象化瞭。特彆是關於接觸問題處理的章節，它並沒有迴避其中的復雜性，而是直接展示瞭牛頓法、增量法等迭代求解過程中的陷阱和應對策略。對於我這樣偏嚮於材料力學背景的讀者來說，這本書成功地架起瞭力學直覺與抽象數值分析之間的橋梁。它教會我的不是如何套用模闆，而是如何在麵對前所未有的物理場景時，自己設計齣一套可靠的數值求解流程。

评分☆☆☆☆☆

坦率地說，初接觸這本書時，我一度感到有些吃力，因為它對數學背景的要求確實不低。然而，一旦跨過瞭最初的“門檻”，後麵的閱讀體驗便如絲般順滑。它對基函數選擇的討論，細緻入微，分析瞭不同選擇對計算精度和收斂速度的影響，這點非常關鍵。我曾經在工作中遇到一個結構動力學模擬的難題，套用瞭書中介紹的特定時間積分方法後，睏擾我許久的振動特性分析問題迎刃而解。這本書的價值就在於此，它提供的不僅僅是公式，更是解決實際工程難題的“內功心法”。那種紮實的理論功底和對數值穩定性的深刻洞察，是其他輕量級讀物無法比擬的。

评分☆☆☆☆☆

這本書簡直是理論與實踐的完美結閤，尤其是它對復雜工程問題的剖析，讓人眼前一亮。作者沒有停留在枯燥的數學推導上，而是巧妙地將有限元方法的精髓融入到各種實際案例中。我尤其欣賞它對邊界條件處理的深度探討，這在很多教材中往往是一筆帶過的地方。讀完後，我對如何構建精確的單元和進行網格劃分有瞭全新的理解。特彆是那些關於非綫性問題的處理章節，邏輯清晰，層層遞進，即便是初學者也能逐步掌握其中的奧秘。它不僅僅是一本工具書，更像是一份精心準備的思維導圖，幫助讀者構建起完整的有限元分析知識體係。對於那些希望從“會用軟件”升級到“理解原理”的工程師和研究生來說，這本書無疑是打開新世界大門的鑰匙。

评分☆☆☆☆☆

這本書的結構編排非常具有啓發性，它似乎在引導讀者進行一次係統性的“心智重塑”。它並不急於展示最新的研究成果，而是耐心地追溯瞭有限元方法的曆史脈絡和基本假設，這對於理解其局限性至關重要。我特彆喜歡其中關於單元選擇和誤差估計的部分，作者用一種近乎哲學思辨的方式，探討瞭如何在“精度”和“計算成本”之間尋找最佳平衡點。在閱讀過程中，我發現自己不再滿足於僅僅得到一個結果，而是會主動思考“這個結果的可靠性如何？”和“是否還有更經濟的建模方式？”這種思維深度的提升，是任何速成教程都無法給予的寶貴財富。

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