有限元分析基础与应用教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:石伟

出品人:

页数:150

译者:

出版时间:2010-5

价格:23.00元

装帧:

isbn号码:9787111297840

丛书系列:

图书标签:

• 有限元分析
• 结构力学
• 数值方法
• 工程计算
• MATLAB
• Python
• Abaqus
• ANSYS
• COMSOL
• 教程

好的，这是一份关于《有限元分析基础与应用教程》以外，另一本不同主题图书的详细简介。 --- 《结构动力学原理与数值模拟：理论框架与工程实践》 图书简介 本书深入探讨了结构动力学这一工程科学核心分支的理论基础、分析方法以及在现代工程实践中的应用。全书以严谨的数学推导为支撑，结合丰富的工程实例，旨在为读者构建一个全面且深入的理解框架，涵盖从经典理论到前沿数值模拟技术的完整链条。 第一部分：动力学基础理论 本书首先系统地回顾了经典力学和材料力学中的关键概念，为后续动力学分析奠定必要的理论基石。核心内容聚焦于单自由度（SDOF）和多自由度（MDOF）系统的自由振动与受迫振动分析。 在单自由度系统部分，我们详细阐述了系统的固有频率、阻尼比的物理意义及其对系统响应的影响。通过对线性系统和非线性系统（如受限振动、颤振等）的深入分析，读者将掌握如何精确预测结构在简单激励下的响应特性。 多自由度系统是本书的重点之一。我们引入了矩阵动力学的基本概念，系统地推导了系统的质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵。着重讲解了模态分析（Modal Analysis）的理论，包括特征值问题、主坐标变换以及模态叠加法。该方法是理解复杂结构动力行为的关键，本书不仅展示了理论推导，更通过算例阐释了如何将理论应用于实际结构分解。此外，书中还详细探讨了结构阻尼的各种模型（如粘性阻尼、结构阻尼、 Rayleigh 阻尼）及其对瞬态响应的影响。 第二部分：随机振动与地震工程 随着工程结构向高大化、轻量化发展，结构所承受的载荷往往具有随机特性，尤其是在地震、风荷载等自然灾害作用下。本部分专门针对随机振动理论进行了详尽的阐述。 内容涵盖随机过程的基础知识，如平稳随机过程、功率谱密度函数（PSD）及其与自相关函数的傅里叶变换关系。我们将随机振动分析方法分为频域分析和时域分析。在频域，重点介绍了线性系统在随机输入作用下的响应谱分析，以及如何利用均方根值（RMS）来评估结构的整体安全性和可靠性。 地震工程是结构动力学应用的重要领域。书中详细剖析了地震波的特性、场地效应以及反应谱理论。通过对不同规范（如采用的反应谱形式）的比较分析，读者能够理解工程设计中如何将随机的地震输入转化为可控的等效静力荷载或动态荷载。我们还讨论了基于概率可靠性的抗震设计原则。 第三部分：非线性动力学与冲击响应 对于许多现代工程构件，例如连接件、基础的土体结构相互作用，材料本身表现出明显的非线性特征。本书投入大量篇幅处理非线性动力学问题。 我们探讨了材料非线性（塑性、损伤）和几何非线性（大变形）对结构动力响应的影响。特别关注了非线性系统的求解方法，包括时间步进法、牛顿-拉夫森迭代法等在非线性动力学中的应用。通过对比线性与非线性响应的显著差异，强调了在特定工况下进行非线性分析的必要性。 冲击与碰撞是结构动力学中另一高风险场景。书中系统介绍了冲击载荷的特征，并着重讲解了瞬态分析（Transient Analysis）技术。内容涉及冲击波的传播、能量吸收机制以及在爆炸、碰撞防护结构设计中的应用原则。 第四部分：先进数值方法与应用 理论分析在处理高度复杂或参数众多的实际工程问题时往往力不从心。因此，本书将大量资源投入到先进的数值模拟技术中，这些技术是现代工程分析的基石。 本书详细介绍了基于模态叠加法的瞬态动力学求解流程，这是工程中最常用的快速求解手段。同时，也对直接积分法（如 Newmark-$eta$ 法、中心差分法）的稳定性和精度进行了深入比较。 针对复杂几何和载荷情况，我们深入讲解了有限元方法在动力学问题中的具体实现。这包括如何构建和求解离散化的动力学方程组，以及如何处理数值积分过程中的刚度矩阵奇异性、大质量刚度矩阵（Lumped Mass Matrix）等工程实际中常见的问题。 在应用层面，本书提供了多个深入的案例研究，涵盖了高层建筑的风振响应、桥梁在车辆荷载下的疲劳评估、复杂机械设备的振动控制设计，以及航空航天结构的热-结构耦合振动分析。这些案例旨在弥合理论与工程实践之间的鸿沟，指导读者将所学知识有效地转化为解决实际问题的工具。 目标读者 本书面向结构工程、土木工程、机械工程、航空航天工程等相关专业的高年级本科生、研究生，以及需要掌握结构动力学分析技术的工程师和研究人员。阅读本书要求读者具备扎实的微积分、线性代数和经典力学基础。 ---

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