数值模拟技术与分析软件PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1数值模拟技术 1

1.1.1引言 1

1.1.2数值分析方法 2

1.2科学与工程数据可视化 3

1.2.1科学与工程数据可视化的意义 3

1.2.2数据可视化的特点 4

1.2.3数据可视化的发展 4

1.2.4数据可视化的过程 6

1.2.5数据可视化的应用 7

1.3数值模拟软件 8

1.3.1数值模拟软件呈现的趋势特征 8

1.3.2大型数值模拟软件 10

第2章 软件工程基础 13

2.1概述 13

2.1.1软件与软件的组成 13

2.1.2软件工程及其发展 15

2.2需求分析及可行性分析 16

2.2.1需求分析 16

2.2.2可行性分析 19

2.3软件设计基础 20

2.3.1软件设计阶段的任务 21

2.3.2软件总体结构设计 22

2.3.3数据结构设计 22

2.3.4软件过程设计 22

2.3.5过程设计技术和工具 22

2.3.6软件设计过程 23

第3章 程序语言 28

3.1程序与程序员 29

3.2程序语言简史 29

3.3程序语言评价标准 32

3.3.1可读性 32

3.3.2可写性 35

3.3.3可靠性 36

3.3.4代价 37

3.4影响语言设计的因素及语言分类 38

3.5程序实现方法 38

3.5.1编译 39

3.5.2单纯解释 39

3.5.3混合实现系统结果 39

3.5.4预处理器 40

3.6程序设计环境 40

3.7 Fortran语言 40

3.8 C语言 42

3.9 Java语言 44

第4章MATLAB软件及其应用 48

4.1 MATLAB及其特点 48

4.2桌面工具与开发环境 49

4.2.1主菜单 51

4.2.2工具栏 53

4.2.3当前路径 54

4.2.4工作区间 54

4.2.5命令窗 54

4.2.6历史命令记录 54

4.3 MATLAB通用命令 55

4.3.1帮助命令 55

4.3.2工作空间管理 55

4.3.3路径管理 55

4.3.4操作系统指令 56

4.4 MATLAB变量与赋值 56

4.4.1变量名规则 56

4.4.2预定义变量 57

4.4.3数据显示格式 57

4.4.4复数 57

4.4.5直接赋值语句 57

4.4.6函数调用语句 58

4.5 MATLAB基本运算 58

4.5.1算术运算 58

4.5.2关系运算 58

4.5.3逻辑操作 59

4.5.4特殊运算符 59

4.5.5基本数学函数 59

4.6 MATLAB向量和矩阵运算 60

4.6.1创建向量 60

4.6.2矩阵输入 61

4.6.3矩阵运算 63

4.7 MATLAB语言编程 65

4.7.1语言流程控制 66

4.7.2文本M文件 68

4.7.3函数M文件 68

4.8 MATLAB绘图 68

4.8.1常用作图命令和函数 69

4.8.2坐标控制 69

4.8.3图形窗口的分割 70

4.8.4二维绘图 70

4.8.5三维绘图 74

4.8.6动画生成 77

4.9 MATLAB有限元数值计算 78

4.9.1有限元法求解平面桁架结构 78

4.9.2弹性力学平面问题有限元求解 82

4.9.3一维传热问题有限元求解 87

4.10 MATLAB界面制作示例 90

4.10.1新建图形用户界面 90

4.10.2图形用户界面GUI设计界面 91

4.10.3天线多目标优化程序操作选择窗口 91

4.10.4数据文件输入方式操作界面 92

4.10.5参数输入方式操作界面 93

4.10.6界面运行结果及以文本方式打开的数据结果文件 95

4.10.7界面设计部分程序说明 95

4.11基于MATLAB的地震信号处理 98

第5章 有限元数值模拟方法的计算机实现 103

5.1有限元法的实施过程 103

5.2有限元分析前处理 104

5.2.1几何建模 104

5.2.2网格生成 105

5.2.3物理建模 107

5.2.4网格测试 108

5.2.5计算结果的评价与误差分析 108

5.2.6自适应与缩减网格有限元法 109

5.3线性代数方程组的求解 110

5.3.1直接解法 111

5.3.2迭代解法 114

5.4后处理程序 115

第6章 有限元分析软件ANSYS及其应用 117

6.1 ANSYS软件介绍 117

6.2槽形截面梁分析 119

6.2.1问题描述 119

6.2.2详细操作步骤 120

6.3复合铺层板分析 127

6.3.1问题描述 127

6.3.2详细操作步骤 128

6.3.3结果分析 131

6.4叠梁弯曲的数值分析 134

6.4.1问题描述 135

6.4.2详细操作步骤 135

6.5永磁缓速器磁头的热分析 147

6.5.1问题描述 147

6.5.2详细操作步骤 148

6.5.3结果分析 155

6.6薄壁柱壳结构的轴压稳定性分析 155

6.6.1光滑薄壁圆柱壳轴压稳定性分析 155

6.6.2薄壁加筋圆柱壳轴压稳定性分析 162

第7章 有限元软件ABAQUS基础 166

7.1 ABAQUS软件简介 166

7.1.1单位设定 167

7.1.2基本特征 167

7.1.3重要文件 169

7.2 ABAQUS/CAE操作过程 170

7.2.1 PART步创建模型 170

7.2.2 PROPERTY步定义属性 171

7.2.3 ASSEMBLY步装配实例 174

7.2.4 STEP步定义分析步与输出 176

7.2.5 INTERACTION步定义接触与相互作用 179

7.2.6 LOAD步加载边界条件和载荷 180

7.2.7 MESH步划分网格 183

7.2.8 JOB步提交管理分析作业 185

7.2.9 VISUALIZATION步后处理 186

第8章ABAQUS分析实例 190

8.1带孔平板的应力集中分析 190

8.1.1问题描述 190

8.1.2基本理论 190

8.1.3详细操作步骤 191

8.1.4结果分析 199

8.2倒角应力分析 199

8.2.1问题描述 199

8.2.2详细操作步骤 200

8.2.3结果分析 204

8.3圆管弯扭联合作用下的应力分析 204

8.3.1问题描述 205

8.3.2基本理论 205

8.3.3详细操作步骤 205

8.4实心圆轴与空心圆轴对比分析 208

8.4.1详细操作过程 209

8.4.2数值解与材力解对比分析 213

8.5工字梁三维静力分析 215

8.5.1问题描述 215

8.5.2分析过程 215

8.6热膨胀节的作用分析 223

8.6.1问题描述 224

8.6.2基本理论 224

8.6.3详细操作步骤 225

8.6.4结果分析 228

8.7管的模态分析 230

8.7.1问题描述 230

8.7.2建模与分析 231

第9章ABAQUS非线性分析实例 241

9.1铰链连接接触分析 241

9.1.1问题描述 242

9.1.2详细操作步骤 242

9.2材料非线性超静定梁分析 256

9.2.1问题描述 256

9.2.2详细操作步骤 256

9.3板的大变形分析 264

9.3.1问题描述 264

9.3.2详细操作步骤 265

9.4球与平面接触分析 273

9.4.1问题描述 273

9.4.2详细操作步骤 273

9.5大变形橡胶圈接触分析 282

9.5.1问题描述 282

9.5.2详细操作步骤 283

9.6弹塑性材料、大变形接触分析 293

9.6.1问题描述 293

9.6.2创建几何模型 294

9.6.3定义材料截面属性 297

9.6.4装配部件 298

9.6.5创建载荷步 299

9.6.6划分网格 300

9.6.7施加约束和载荷 301

9.6.8运行程序计算 304

9.6.9结果查看 304

9.6.10修改模型进行扭曲分析 306

9.7含黏弹阻尼材料工字梁动力分析 309

9.7.1目的 309

9.7.2建模方式 309

9.7.3模型描述 310

9.7.4建模及分析过程 312

9.7.5查看分析结果 321

第10章 优化设计及软件 324

10.1最优化概论 324

10.1.1最优化源于自然 324

10.1.2最优化在工程中得到发展 325

10.1.3最优化对社会持续发展的作用 326

10.1.4最优化模型 327

10.2数学规划 327

10.2.1数学规划及其发展概述 327

10.2.2线性规划 330

10.2.3二次规划 334

10.2.4通用近似规划 337

10.2.5对偶规划 339

10.3数学规划程序介绍 340

10.3.1常用数学规划程序 340

10.3.2程序功能 341

10.3.3线性规划程序说明 341

10.3.4二次规划程序说明 347

10.3.5对偶二次规划程序说明 353

10.3.6近似规划程序说明 357

10.4线性规划源程序 361

10.5二次规划源程序 379

参考文献 404