先進(jìn)數(shù)值方法的工程應(yīng)用
定 價(jià)：59.9 元
- 作者：許江平
- 出版時(shí)間：2023/12/1
- ISBN：9787121467806
- 出 版 社：電子工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TB115.1
- 頁(yè)碼：302
- 紙張：
- 版次：01
- 開本：16開
本書依托產(chǎn)教融合理念，注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，重點(diǎn)講述有限元法、有限差分法、物質(zhì)點(diǎn)法、等幾何法的理論基礎(chǔ)，并提供各理論方法完整的MATLAB代碼，對(duì)簡(jiǎn)單的工程問題進(jìn)行仿真分析，循序漸進(jìn)地展現(xiàn)各方法的具體實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，針對(duì)復(fù)雜工程實(shí)例，如板料沖壓成型、鍛造成型及鑄造成型，提供相應(yīng)的數(shù)值求解方程及通用軟件的操作步驟，加深讀者對(duì)數(shù)值方法理論與實(shí)踐的理解。各章節(jié)的編排均采用先理論后MATLAB實(shí)例代碼或者工業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)的方式，便于讀者的領(lǐng)悟。本書在闡述各類典型數(shù)值方法的基礎(chǔ)理論知識(shí)時(shí)，力求詳盡，通俗易懂。實(shí)例化部分采用簡(jiǎn)潔的MATLAB代碼，由淺入深，與理論公式對(duì)應(yīng)進(jìn)行講解，易于上機(jī)實(shí)現(xiàn)。工程實(shí)例物理模型的建立與數(shù)值理論相輔相成，促進(jìn)讀者對(duì)數(shù)值方法的理論與實(shí)踐相結(jié)合的了解與掌握。 本書可供高等院校機(jī)械類、材料類的本科生和研究生及相關(guān)科研人員參考。
許江平，博士。主要從事先進(jìn)數(shù)值算法研究及其在加工、制造中的應(yīng)用。2009年博士畢業(yè)于華中科技大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。2010后在新加坡南洋理工大學(xué)、沙特阿拉伯阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)和西班牙拉科魯尼亞大學(xué)從事博士后和研究員相關(guān)工作。承擔(dān)和負(fù)責(zé)10余項(xiàng)國(guó)家級(jí)項(xiàng)目和多項(xiàng)國(guó)際知名企業(yè)項(xiàng)目。
目錄
第1章 先進(jìn)數(shù)值方法概述 1
1.1 常用數(shù)值仿真方法簡(jiǎn)介 1
1.1.1 有限元法 1
1.1.2 有限差分法 3
1.1.3 物質(zhì)點(diǎn)法 4
1.1.4 等幾何法 6
1.2 工業(yè)軟件發(fā)展歷程及未來 7
1.2.1 CAE軟件發(fā)展歷史 8
1.2.2 我國(guó)工業(yè)軟件的現(xiàn)狀與未來 10
復(fù)習(xí)思考題 13
第2章 有限元法 14
2.1 有限元法基礎(chǔ)理論 14
2.1.1 有限元平衡方程 14
2.1.2 常見單元的形函數(shù) 16
2.1.3 等參單元數(shù)值積分 21
2.1.4 剛度矩陣和力向量的組裝 32
2.1.5 邊界條件施加及求解 34
2.2 桿單元和四邊形單元實(shí)例分析 42
2.2.1 桿單元階梯桿拉伸 42
2.2.2 四邊形單元方板拉伸 44
2.3 懸臂梁彎曲的Ansys分析 54
2.3.1 Ansys模擬 54
2.3.2 理論求解懸臂梁受力 60
2.4 金屬塑性成型有限元理論 61
2.4.1 動(dòng)力學(xué)虛功率方程 61
2.4.2 有限元方程 62
2.4.3 中心差分算法 64
2.4.4 臨界時(shí)間步長(zhǎng) 64
2.5 金屬鍛壓成型中的數(shù)值模擬 65
2.5.1 金屬鍛壓成型仿真的主流軟件 65
2.5.2 應(yīng)用案例——Deform軟件 70
2.6 金屬?zèng)_壓成型中的數(shù)值模擬 78
2.6.1 金屬?zèng)_壓成型仿真的主流軟件 78
2.6.2 應(yīng)用案例——NX Forming軟件 82
復(fù)習(xí)思考題 112
第3章 有限差分法 115
3.1 有限差分法基礎(chǔ) 115
3.1.1 差分基本概念 115
3.1.2 差分方程、截?cái)嗾`差和相容性 118
3.1.3 差分格式的構(gòu)造 122
3.2 泊松問題 131
3.2.1 泊松理論 131
3.2.2 實(shí)例分析 132
3.2.3 MATLAB源代碼 135
3.3 枝晶凝固問題 137
3.3.1 枝晶凝固理論 137
3.3.2 實(shí)例分析 139
3.3.3 MATLAB源代碼 141
3.4 顆粒燒結(jié)問題 144
3.4.1 顆粒燒結(jié)理論 144
3.4.2 實(shí)例分析 147
3.4.3 MATLAB源代碼 150
3.5 通道湍流流動(dòng)問題 155
3.5.1 通道湍流流動(dòng)理論 155
3.5.2 實(shí)例分析 159
3.5.3 MATLAB源代碼 161
3.6 鑄造問題 162
3.6.1 鑄造理論 162
3.6.2 實(shí)例分析——AnyCasting 165
復(fù)習(xí)思考題 173
第4章 物質(zhì)點(diǎn)法 175
4.1 物質(zhì)點(diǎn)法理論 175
4.1.1 更新拉格朗日格式的弱形式 175
4.1.2 物質(zhì)點(diǎn)離散 178
4.1.3 運(yùn)動(dòng)方程求解 181
4.1.4 廣義插值物質(zhì)點(diǎn)法 185
4.1.5 物質(zhì)點(diǎn)法開源程序 189
4.2 梁?jiǎn)栴} 189
4.2.1 物質(zhì)點(diǎn)法變體 190
4.2.2 實(shí)例分析 191
4.2.3 MATLAB源代碼 194
4.3 邊坡失效問題 196
4.3.1 D-P模型 197
4.3.2 實(shí)例分析 200
4.3.3 MATLAB源代碼 202
4.4 三維壓印成型問題 204
4.4.1 動(dòng)態(tài)顯式物質(zhì)點(diǎn)法 204
4.4.2 實(shí)例分析 210
4.4.3 偽代碼 214
復(fù)習(xí)思考題 215
第5章 等幾何法 217
5.1 等幾何法基礎(chǔ)理論 217
5.1.1 B樣條理論 217
5.1.2 NURBS理論 223
5.1.3 NURBS細(xì)化 226
5.1.4 數(shù)值積分 229
5.1.5 邊界值問題求解 231
5.1.6 等幾何法分析流程 233
5.2 圓孔方板的彈性拉伸問題 235
5.2.1 彈性理論 236
5.2.2 實(shí)例分析 238
5.2.3 MATLAB源代碼 240
5.3 螺栓預(yù)緊力的彈塑性拉伸問題 242
5.3.1 彈塑性理論 242
5.3.2 實(shí)例分析 246
5.3.3 MATLAB源代碼 247
5.4 二維接觸壓印問題 250
5.4.1 接觸搜索理論 251
5.4.2 實(shí)例分析 254
5.4.3 MATLAB源代碼 259
5.5 枝晶凝固問題 263
5.5.1 枝晶凝固理論 263
5.5.2 實(shí)例分析 265
5.5.3 FORTRAN源代碼 270
5.6 薄板振動(dòng)問題 273
5.6.1 數(shù)學(xué)模型 273
5.6.2 實(shí)例分析 274
5.6.3 MATLAB源代碼 276
復(fù)習(xí)思考題 277
第6章 開源軟件及編譯運(yùn)行 279
6.1 開源有限元程序 279
6.1.1 OpenRadioss 279
6.1.2 MOOSE 283
6.1.3 Deal.II 286
6.2 開源物質(zhì)點(diǎn)法程序 287
6.2.1 MPM3D-F90 287
6.2.2 Karamelo 288
參考文獻(xiàn) 292
書單推薦
