计算力学摘要集 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:姚振汉

出品人:

页数:660

译者:

出版时间:2004-8

价格:200.00元

装帧:

isbn号码:9787302093411

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• 计算力学5
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《结构动力学基础与应用》图书简介 （本书内容不包含“计算力学摘要集”中的任何内容） 聚焦前沿，洞悉根本：结构动力学理论与工程实践的深度融合 在现代工程领域，从超高层建筑的抗震设计，到精密机械的振动控制，再到航空航天器的动态响应分析，结构动力学已成为衡量设计安全性和系统可靠性的核心指标。本书《结构动力学基础与应用》，旨在系统、深入地阐述结构在时变载荷作用下的动力响应规律，并将其严谨的理论体系与复杂多变的工程实际问题紧密结合。我们摒弃空泛的理论堆砌，致力于为土木、机械、航空、材料等相关专业的研究人员、工程师及高年级本科生、研究生提供一本既有扎实理论深度，又具强大工程指导价值的参考著作。 全书结构清晰，逻辑递进，涵盖了从最基本的单自由度系统分析到复杂多自由度、非线性及随机振动问题的处理方法。我们特别强调对物理意义的深刻理解，力求让读者不仅知其然，更能知其所以然。 --- 第一部分：基础理论的奠基与深化 本书的开篇部分，致力于为读者构建稳固的动力学分析框架。 第一章 动力学基础回顾与模态分析的引入 本章首先对经典牛顿运动定律在结构系统中的应用进行回顾，重点梳理了质量、刚度、阻尼矩阵的物理定义与建立方法。随后，本书引入了结构动力学分析的核心——自由振动分析。我们详细推导了特征值问题的求解过程，重点阐释了模态叠加法的理论基础和适用性。模态的物理意义，如固有频率、振型对结构动态特性的决定性影响，将通过详细的算例和图形化展示得以充分揭示。 第二章 粘滞阻尼与形式阻尼的精确描述 阻尼是结构动力学中最具挑战性但又至关重要的因素。本章深入探讨了不同阻尼模型的适用场景：从最理想化的粘滞阻尼到工程中常用的瑞利阻尼及结构阻尼。对于复刚度理论和复模态分析，本书给出了严谨的数学推导，并分析了在含阻尼系统分析中，阻尼矩阵对称性对求解效率和结果准确性的影响。 第三章 周期性与瞬态响应：直接积分法 在处理复杂的非齐次微分方程时，数值积分方法成为不可或缺的工具。本章聚焦于直接时间积分法，详细比较了中心差分法、新月（Newmark-β）法和龙格-库塔法的稳定性和精度特性。针对瞬态冲击载荷，本书提供了如何选取最优时间步长和阻尼参数以避免数值振荡和误差积累的实践指南。 --- 第二部分：复杂系统的多维建模与求解 随着工程对象复杂性的增加，系统维度也随之升高。本部分将理论扩展至更贴近实际的复杂系统。 第四章 多自由度系统的响应分析与模态叠加的实操 多自由度系统是工程分析的基石。本章详细论述了如何通过位移法、力法建立系统的动力学方程。重点在于模态解耦的实现过程，并分析了在实际工程中，为保证精度，通常需要保留多少阶模态的经验准则。对于模态叠加法在频域和时域的应用，本书提供了详尽的对比分析。 第五章 频响分析与谐响应的精确评估 结构在周期性载荷作用下会表现出稳态的谐响应。本章系统地介绍了频响函数（Frequency Response Function, FRF）的建立，并讨论了如何利用FFT/IFFT进行频域到时域的转化。尤其针对共振现象，本书通过高精度计算，展示了在不同阻尼水平下，系统最大响应幅值和相位变化的微妙关系，为避免结构破坏提供了理论预警。 第六章 随机振动理论与功率谱密度分析 现实世界中的载荷（如风、地震、海洋波浪）往往是随机的。本章引入随机过程理论，重点讲解了功率谱密度（PSD）在描述随机载荷特性中的作用。我们详细推导了在随机输入下，系统的输出响应方差（均方根值）的计算方法，这对于评估系统在不确定环境下的长期可靠性至关重要。 --- 第三部分：非线性动力学与高级应用 现代工程对极限工况和材料非线性提出了更高要求。本书的最后部分聚焦于前沿和高级应用。 第七章 非线性动力学方程的求解策略 当结构刚度或质量随位移、速度发生变化时，系统行为将呈现非线性。本章重点分析了几何非线性和材料非线性对方程形式的影响。对于非线性微分方程组，本书详细介绍了牛顿-拉夫逊迭代法等在结构动力学领域的具体应用，并强调了载荷增量步长对收敛性的敏感性。 第八章 接触动力学与冲击响应分析 在碰撞、冲击等极端载荷情况下，部件间的接触是非线性的重要来源。本章专门讨论了如何建立和处理罚函数法和拉格朗日乘子法在动力学接触模型中的应用。通过具体的冲击载荷案例，展示了如何精确计算接触力的突变及其对结构内部应力的影响。 第九章 模态叠加法的局限性与子结构/模态综合法 对于包含大量自由度的大型复杂结构（如大型桥梁或飞机），直接求解全局矩阵往往计算量巨大。本章详细介绍了模态综合法（Component Mode Synthesis），如何将复杂的结构分解为子结构，分别求解后再进行动态耦合，极大地提高了分析效率，是大型结构动力学分析的有效途径。 --- 结语 《结构动力学基础与应用》不仅是一本理论教科书，更是一本面向实践的工具书。全书贯穿了对物理现象的深入洞察和对数值算法的审慎选择。我们坚信，通过对本书内容的系统学习，读者将能够独立构建复杂结构的动力学模型，准确预测其动态行为，从而在工程设计中实现安全、高效与创新的完美统一。本书的编写始终坚持严谨的学术态度和务实的工程导向，力求成为结构动力学领域不可或缺的权威参考。 关键词： 模态分析、粘滞阻尼、频响函数、随机振动、非线性动力学、子结构综合、瞬态响应、时间积分。

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在我看来，《计算力学摘要集》是一本极具前瞻性的著作。它不仅仅是对现有计算力学理论的总结，更是在某种程度上预示着未来研究的方向。书中对于一些新兴的计算方法，如机器学习在力学模拟中的应用，或者多尺度模拟技术的介绍，都让我眼前一亮。这些内容展现了计算力学在不断进化，并与其他前沿学科交叉融合的趋势。我特别喜欢其中对“模型降阶”技术的讨论，它将复杂的计算模型简化，以达到更快的计算速度，这对于处理大规模、高精度的仿真问题至关重要。书中对于不同方法的适用性分析，也十分到位，能够帮助读者根据具体需求，选择最合适的计算策略。尽管部分章节的论述带有一定的理论深度，但作者通过巧妙的语言和逻辑组织，使得这些内容也变得相对易于理解。这本书让我意识到，计算力学并非是一个停滞不前的领域，而是一个充满活力、不断创新、且与时俱进的学科。它激励着我更加积极地去探索计算力学的新进展，并尝试将其应用到我自己的研究工作中。

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这本《计算力学摘要集》的出现，对于我这个在实际工作中经常与复杂物理现象打交道的工程师来说，无疑是一场及时雨。以往，面对各种模拟和分析需求，我总是需要查阅大量的文献，花费大量时间去理解各种算法的原理和适用范围，效率不高且容易遗漏关键信息。而这本书，就像一位经验丰富的老友，直接为我提炼出了计算力学中最核心、最关键的知识点。它没有冗长的理论铺垫，而是直奔主题，将各种力学问题的计算方法、离散化技巧、边界条件处理等内容，以简洁明了的摘要形式呈现出来。我特别欣赏它在不同学科领域之间的融会贯通，例如如何将材料力学、结构力学、流体力学等不同分支的计算方法，统一到统一的计算框架下。这种宏观的视野，极大地拓展了我的思维模式，让我不再局限于单一学科的局限。我甚至在书中的一些算法介绍中，找到了解决近期遇到的某个棘手仿真难题的灵感。可以说，这本书已经成为了我案头必备的参考资料，每次遇到新的挑战，我都会翻开它，总能从中获得宝贵的启示。

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读完这本《计算力学摘要集》，我最大的感受是，它像是一张精确绘制的“力学计算地图”。在拿到这本书之前，我对于计算力学领域的认知，可能还是一些零散的知识点，缺乏一个整体的框架。而这本书，就像是给我提供了一张高清的卫星地图，让我能够清晰地看到不同计算方法、不同理论分支之间的相互关系，以及它们在整个计算力学版图中的位置。书中对于一些经典问题的求解策略，例如应力分析、热传导、流体流动等，都给出了非常精炼的摘要性介绍，让我能够快速了解这些问题背后的核心计算思想。我尤其欣赏书中对于不同数值方法的比较分析，它能够帮助我理解每种方法的独特优势和局限性，从而在实际应用中做出更明智的选择。而且，书中在介绍方法的同时，也巧妙地融入了一些重要的工程背景信息，使得这些计算方法不再是孤立的数学工具，而是与解决实际工程问题紧密相连。这本书的价值，在于它能够帮助读者快速建立起一个坚实的计算力学知识体系，并为进一步深入研究打下坚实的基础。

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拿到这本《计算力学摘要集》之前，我一直对这个领域充满了好奇，但又觉得它太过深奥，无从下手。当我翻开这本书时，那种厚重感和精炼的文字，瞬间点燃了我探索的欲望。虽然这本书的篇幅不算特别长，但每一页都仿佛蕴含着巨量的知识精华。作者显然是花费了大量的心思，将复杂的计算力学概念，通过严谨的数学推导和精妙的物理描述，浓缩成了一份份高度概括性的摘要。我尤其喜欢其中关于有限元法的论述，它将一个庞大的理论体系，分解成了一系列清晰可懂的步骤。即使是初学者，也能从中窥见计算力学解决实际工程问题的强大能力。书中的图表也设计得十分精巧，很多原本抽象的概念，在图表的辅助下变得直观易懂，这对于我这样的读者来说，简直是福音。我常常会反复阅读某些章节，每一次都能有所领悟，似乎看到了计算力学冰山下的巨大潜能。它不仅仅是一本技术手册，更像是一本引领我进入计算力学殿堂的入门指南，让我对这个领域的敬畏之心，又添了几分理解与期待。

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当我第一次接触到《计算力学摘要集》时，我抱着一种近乎审视的态度。毕竟，“摘要集”这个词，往往意味着内容的浅尝辄止，可能无法满足深入研究的需求。然而，这本书的质量完全超出了我的预期。它并非简单地堆砌概念，而是以一种高度凝练的方式，展现了计算力学发展的脉络和核心思想。我注意到，书中对于各种数值方法的介绍，虽然篇幅有限，但都抓住了其最本质的数学原理和物理意义。例如，在讲解迭代求解方法时，作者不仅列出了不同方法的名称，还简要说明了它们的收敛条件和优缺点，这对于我快速判断何种方法适用于特定问题非常有帮助。而且，书中并非只是枯燥的公式推导，还穿插了一些非常具有启发性的案例分析，通过这些案例，我能更深刻地理解抽象的计算方法在实际工程问题中的应用。这本书更像是一种“高度浓缩的精华”，它将复杂的计算力学知识，提炼成了一种“知识胶囊”，能够快速而有效地为读者提供所需的信息，对于想要在短时间内建立起计算力学整体概念的研究者来说，这本书的价值不言而喻。

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