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固体力学问题的自然单元法
固体力学问题的自然单元法

固体力学问题的自然单元法PDF电子书下载

数理化

  • 电子书积分:11 积分如何计算积分?
  • 作 者:章青等著
  • 出 版 社:北京:科学出版社
  • 出版年份:2015
  • ISBN:9787030463616
  • 页数:265 页
图书介绍:科学和工程实际中的物理过程常可归结为偏微分方程边值和初值问题的求解,由于问题的复杂性需要采用各种数值方法进行求解。虽然有限单元法具有理论基础强、通用灵活等优点,但随着计算对象复杂程度的增加和应用的深入,也逐渐暴露出一些其本身难以克服的缺陷,特别是对于金属加工成型、裂纹动态扩展、移动相边界、流固耦合等涉及大变形的问题,有限元网格可能会发生严重扭曲,对裂纹动态扩展问题则需要不断地重新划分网格以模拟扩展过程。自然单元法(NEM)是一种求解偏微分方程的无网格数值方法,采用自然邻点坐标作为插值函数。自然邻点插值的基础是点集的Voronoi图和及其对偶Delaunay三角化结构。自然邻点插值方案具有优良的空间邻接关系,形函数满足单位分解条件和线性完备性。与大多数其它的无网格方法不同,自然单元法形函数具有严格的插值性能,可以方便地直接施加本质边界条件。自然单元法在理论和应用方面的成功吸引了很多研究者的注意,具有广阔的应用前景。本书在国家973项目和国家自然科学基金的支持下,基于前人工作的基础对固体力学问题的自然单元法相关理论和方法进行了研究,并将其应用于平板弯曲问题、断裂力学问题和非线性问题等方面的
《固体力学问题的自然单元法》目录

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 无网格法的发展概述 3

1.3 典型无网格方法的近似方案 5

1.4 无网格法的特点与存在的问题 20

1.5 自然单元法的研究现状 22

1.6 本书的主要内容 25

参考文献 27

第2章 自然单元法的基本原理 39

2.1 Voronoi图和Delaunay三角剖分 39

2.2 Sibson插值及其形函数计算 40

2.3 non-Sibson插值及其形函数计算 45

2.4 控制方程的弱形式及其离散化 48

2.5 数值算例 50

2.6 本章小结 54

参考文献 54

第3章 自然单元法形函数及导数计算 57

3.1 基于Lasserre算法的自然单元法形函数计算 57

3.2 基于non-Sibson插值的形函数及导数计算的直接链式求导 67

3.3 数值算例 75

3.4 本章小结 80

参考文献 81

第4章 非凸边界上自然单元法的形函数计算 83

4.1 非凸边界上形函数的计算特点 83

4.2 非凸边界上形函数计算的α-shape方法 84

4.3 非凸边界上自然单元法形函数计算的C-NEM方法 88

4.4 非凸边界上自然单元法形函数计算的边界结点法(B-NEM) 90

4.5 数值算例 93

4.6 本章小结 99

参考文献 99

第5章 自然单元法的数值积分与自适应方案 101

5.1 自然单元法的数值积分方案 102

5.2 自然单元法的后验误差估计 110

5.3 自适应自然单元法的细化方案 116

5.4 数值算例 120

5.5 本章小结 123

参考文献 124

第6章 中厚板弯曲问题的自然单元法 126

6.1 Reissner-Mindlin板弯曲理论和基本公式 126

6.2 中厚板弯曲问题自然单元法的离散方程 130

6.3 数值算例 133

6.4 本章小结 137

参考文献 138

第7章 位移场增强的自然单元法及其在断裂力学中的应用 140

7.1 裂纹问题的位移增强函数及其导数计算 141

7.2 位移场直接增强的自然单元法 146

7.3 单位分解增强的自然单元法 150

7.4 应力强度因子与裂纹扩展方向 152

7.5 数值算例 154

7.6 本章小结 162

参考文献 162

第8章 弹塑性力学问题的自然单元法 164

8.1 增量塑性应力应变关系 164

8.2 弹塑性矩阵的显式表达式 166

8.3 弹塑性自然单元法的基本方程与求解 171

8.4 应力增量的计算 173

8.5 计算步骤 175

8.6 裂纹尖端的可塑性和小范围屈服修正 176

8.7 数值算例 181

8.8 本章小结 193

参考文献 194

第9章 几何-材料双重非线性问题的自然单元法 195

9.1 几何非线性分析的自然单元法 196

9.2 几何-材料双重非线性分析的自然单元法 204

9.3 数值算例 206

9.4 本章小结 212

参考文献 213

第10章 动力学问题的自然单元法 215

10.1 动力问题的基本方程与自然单元法模型 215

10.2 方程的求解 219

10.3 算例分析 224

10.4 本章小结 236

参考文献 236

第11章 基于区间分析理论的自然单元法研究 238

11.1 区间参数的表达 238

11.2 区间分析的基本理论 239

11.3 区间自然单元法模型 244

11.4 区间方程组的解法 250

11.5 算例分析 251

11.6 本章小结 260

参考文献 261

名词索引 263

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