工程结构计算机仿真分析PDF电子书下载

第一章 绪论 1

1.1 计算机仿真技术的应用 1

1.2 工程结构计算机仿真分析的基本思路 2

第二章 工程结构的数值分析方法 4

2.1 概述 4

2.2 差分法 5

2.2.1 有限差分表达式 5

2.2.2 简支梁的差分解 6

2.2.3 用差分法解直杆稳定 7

2.2.4 用差分法求直梁的自振频率 8

2.2.5 用差分法解弹性地基梁 9

2.2.6 用差分法解薄板挠曲 11

2.3.1 概述 15

2.3 有限元法 15

2.3.2 平面桁架单元 19

2.3.3 空间桁架单元 21

2.3.4 平面刚架单元 24

2.3.5 空间刚架单元 25

2.3.6 平面三角形单元 30

2.3.7 平面问题矩形单元 32

2.3.8 平面4结点等参单元 35

2.3.9 8结点曲边四边形等参元 55

2.3.10 8结点及20结点的立体等参元 56

2.3.11 虚拟单元 59

2.4 加权残值法 63

2.4.1 概述 63

2.4.2 配点法 64

2.4.4 最小二乘法 65

2.4.3 子域法 65

2.4.5 伽辽金法 66

2.4.6 矩量法 66

2.5 半解析数值法 68

2.5.1 有限条法 68

2.5.2 有限元线法 70

2.5.3 边界元法 70

2.6 离散单元法 73

2.7 动力分析数值法 75

2.7.1 概述 75

2.7.2 振型组合法 75

2.7.3 平均加速度法 76

2.7.4 中心差分法 82

2.7.5 威尔逊-θ（Wilson-θ）法 84

2.7.6 纽马克（Newmark）法 92

第三章 仿真分析的数学模型 93

3.1 概述 93

3.2 确定性数学模型 93

3.2.1 局部倒塌模型 94

3.2.2 全部倒塌模型 94

3.2.3 上部倒塌堆积模型 95

3.3 随机性数学模型 96

3.3.1 混凝土抗剪强度的随机性数学模型 96

3.3.2 人工地震波的产生 98

3.4 模糊性数学模型 99

3.5 智能型数学模型 104

3.5.1 大体积混凝土裂缝的诊断与处理 104

3.5.2 城市现有房屋震害预测 105

4.1 应力状态不变量 109

第四章 本构模型 109

4.2 破坏准则 117

4.2.1 古典强度理论 117

4.2.2 多参数破坏准则 120

4.3 一维应力状态下材料的本构关系 125

4.3.1 线弹性本构关系 125

4.3.2 非线性弹性关系 125

4.3.3 弹塑性关系 125

4.3.4 粘弹性与粘塑性的关系 127

4.3.5 内时理论 133

4.3.6 断裂力学理论 134

4.3.7 损伤力学理论 136

4.4 线性及非线性弹性本构关系 137

4.4.1 线弹性关系表达式 137

4.4.2 全量E-v型（Ottosen模型） 139

4.4.3 变弹性本构模型 141

4.4.4 增量型非线性弹性本构关系 154

4.5 弹塑性本构关系 159

4.5.1 形变理论 159

4.5.2 增量理论 162

第五章 仿真分析中的计算机图形技术 172

5.1 图形的矩阵变换 172

5.1.1 二维几何变换 172

5.1.2 三维几何变换 179

5.1.3 三维图形的透视投影 183

5.2 图形的窗口、裁剪和视图区 187

5.2.1 二维图形的裁剪方法 187

5.2.2 窗口一视图区变换 189

5.3.1 桁架、刚架的计算简图 191

5.3 结构仿真分析的计算简图 191

5.3.2 有限元网格图 193

5.4 结构的位移图 198

5.4.1 桁架及有限单元结点位移图 198

5.4.2 刚架位移图 199

5.5 结构的应力图 200

5.6 等值线的绘制 202

5.6.1 三角形网格上等值线的绘制 203

5.6.2 矩形域上等值线的绘制 205

5.7 动画技术 207

5.8 曲线拟合 209

5.8.1 代数插值 209

5.8.2 样条函数插值 211

5.8.3 Bezier曲线及样条 216

6.1 混凝土柱体受压破坏过程的仿真 219

第六章 仿真分析实例 219

6.2 混凝土构件计算机模拟教学试验的仿真系统 223

6.2.1 构件参数的随机处理 224

6.2.2 裂缝显示 224

6.2.3 破坏模式的判别 226

6.3 钢筋混凝土结构的弹塑性动力仿真分析 231

6.4 上海杨浦区震害和倒塌瓦砾的分布预测 241

6.5 汽车冲撞钢筋混凝土护栏的仿真分析 245

6.5.1 汽车－钢筋混凝土防撞护栏系统的计算模型 245

6.5.2 运动方程的求解 247

6.5.3 计算结果及分析 247

6.6 离散单元法模拟不连续岩体的滑动 249

6.7 改进离散单元法模拟房屋破坏过程 251

参考文献 255