连续体成形力数学解法

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出版者:东北大学出版社
作者:赵德文
出品人:
页数:483
译者:
出版时间:2003-8
价格:48.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787810549349
丛书系列:
图书标签:
  • 连续体力学
  • 成形力学
  • 数学方法
  • 有限元
  • 数值分析
  • 材料力学
  • 塑性力学
  • 结构力学
  • 计算力学
  • 工程数学
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具体描述

《连续体成形力数学解法》主要内容:区别两种解法的标志在于最终的结果,能以解析式描述的,能描绘成连续曲线的结果为解析解。不能以解析式描述的,不能绘成连续曲线(但可描绘成离散点间的折线)的结果为数值解。两种解法是相辅相成的对立统一,缺一不可,不能厚此薄彼,彼此替代。以上是作者一孔之见。近年来随着电子计算机的快速发展,数值解法成为热门话题,在国内外有独占鳌头之势。

与此不同,《连续体成形力数学解法》是以数学手段研究解析解法的。重点关注连续介质力学分支-材料成形力学中工程法、滑移线法、极限分析法、变分法等久被冷落的传统领域中开发的新亮点,特别对应用数学和力学方法在连续体成形解析中的新进展情有独钟,这是《连续体成形力数学解法》书名的起源与动机,鉴此全书将不包括有限元,上界元,条元等数值解法热门内容。

好的,下面为您创作一本名为《连续体成形力数学解法》的图书简介,该简介旨在详细描述一本不包含原书内容的、具有独立价值的图书。 --- 图书简介:《复杂系统中的非线性动力学与数值优化》 绪论:跨越边界的挑战 在当代科学与工程领域,我们正面临着越来越多由复杂、非线性和时变特性主导的系统。从宏观的行星轨道演化,到微观的材料疲劳过程,再到信息网络的涌现行为,传统线性模型往往难以捕捉其内在的真实动态。本书《复杂系统中的非线性动力学与数值优化》正是在这样的背景下应运而生,旨在为研究者和高级工程师提供一套系统、深入且实用的分析工具集,用以驾驭这些“失控”的系统。 本书的核心目标并非简单罗列理论公式,而是侧重于建立理论与实际应用之间的桥梁。我们深知,理解非线性系统的本质需要一套强大的数学语言,而求解这些系统则依赖于高效、鲁棒的数值方法。因此,全书结构围绕“理论建模—分析工具—数值实现”这一逻辑链条展开。 第一部分:非线性动力学的理论基石 本部分聚焦于构建描述复杂现象的数学框架。我们从基础的常微分方程(ODE)和偏微分方程(PDE)的非线性形式入手,但很快将重点转向现代动力系统理论的核心概念。 第1章:相空间重构与基本概念 我们将详细探讨如何从观测数据中重构系统的相空间,引入庞加莱截面、李雅普诺夫指数等关键概念,用于量化系统的敏感性、混沌行为与吸引子结构。特别地,本章将深入分析超混沌系统的特征,区分它们与经典洛伦兹型混沌的区别,并探讨如何利用非线性时间序列分析方法来识别系统中的周期性窗口和倍周期分岔。 第2章:分岔理论与临界现象的几何学 分岔是系统参数变化时定性行为发生突变的关键点。本书将详尽介绍Hopf分岔、鞍结分岔、滞后现象的几何意义。我们不仅停留在局部分析,还将引入全局分岔的概念,如全局吸引子的出现和消失,以及其在生物节律模型和电路稳定性分析中的应用。对于高维系统的分析,本书将专门开辟章节介绍中心流形理论,阐明如何通过降维将复杂系统简化为可分析的低维模型,从而揭示系统的本质动力学。 第3章:随机性与随机动力系统 在现实世界中,噪声和不确定性是常态。本部分将引入随机微分方程(SDEs)的理论基础,特别是伊藤积分的性质及其在处理瞬态噪声对系统演化影响上的优势。我们将对比SDEs与随机差分方程(SDEs)的区别,并重点分析噪声诱导的过渡现象(Noise-Induced Transitions),例如在气候模型和生态系统中,微小随机扰动如何驱动系统跨越势垒,进入新的稳态。 第二部分:先进的数值方法与计算框架 理论分析固然重要,但对于大多数实际问题,求解依赖于精密的数值技术。第二部分致力于提供一套严谨且高效的数值求解策略,特别关注如何应对非线性系统带来的病态性与计算成本。 第4章:高精度与自适应时间积分 传统的欧拉法和龙格-库塔法在高强非线性或刚性(Stiff)系统中表现不佳。本章将深入探讨隐式方法(如BDF法)和半隐式方法的构造原理与收敛性分析。我们特别引入指数积分器(如指数黎曼和方法)在处理具有明显快慢时间尺度的系统(如化学反应动力学)中的优越性,并详细介绍如何实现自动步长控制算法,以确保计算精度在保证效率的同时得到最优控制。 第5章:复杂几何结构的求解:有限元与谱方法 对于涉及空间维度的非线性偏微分方程(如流体力学、弹性力学中的非线性演化问题),传统的有限差分法受到网格限制。本部分将重点介绍非线性有限元方法(FEM)的离散化过程,包括非线性刚度矩阵的构建和修正牛顿法的应用。此外,对于光滑解的系统,我们还将探讨谱方法(如Chebyshev谱法)如何利用全局插值实现指数级的收敛速度。 第6章:优化与反问题的求解技术 系统的参数辨识和模型修正构成了反问题领域。本章将聚焦于大规模非线性优化技术。我们将详述拟牛顿法(如BFGS、L-BFGS)及其在高维参数空间中的应用,并讨论如何结合共轭梯度法来提高大规模稀疏系统的求解效率。针对参数估计中的不适定性问题,本书将引入Tikhonov正则化的原理与实现,指导读者如何在模型预测精度和参数稳定性之间找到最佳平衡点。 第三部分:交叉应用与前沿课题 本部分将理论工具与前沿研究领域相结合,展示非线性动力学和优化方法在具体科学问题中的强大威力。 第7章:网络同步与复杂耦合系统 现代工程中充斥着大量的耦合系统,如智能电网、分布式传感器网络。本章将研究耦合振子系统的同步行为,包括全局同步、部分同步和群同步。我们将运用图论和矩阵稳定性理论分析耦合拓扑结构(如无标度网络、小世界网络)如何影响同步的形成和鲁棒性。特别关注脉冲耦合动力系统的分析方法,这在生物神经元网络建模中至关重要。 第8章:不确定性下的鲁棒控制与设计 面对系统参数的未知性或外部扰动的持续存在,我们需要设计具有鲁棒性的控制器。本章介绍$mathcal{H}_{infty}$控制理论在处理非线性不确定性系统中的扩展方法。我们将侧重于微分对策理论(Differential Games)的应用,将其作为一种多智能体或多扰动环境下的最优鲁棒策略设计框架。 结语 《复杂系统中的非线性动力学与数值优化》力求成为一本兼具深度、广度和实践性的参考书。它要求读者具备扎实的微积分和线性代数基础,并对常微分方程有初步认识。本书的每一个章节都配有详细的数学推导和丰富的MATLAB/Python代码实例,确保读者不仅理解“是什么”,更能掌握“怎么做”。我们相信,掌握了这些工具,读者将能更有效地探索和控制我们周围日益复杂的动态世界。

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用户评价

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这本书,从书名《连续体成形力数学解法》来看,它似乎触及了材料科学与工程领域中一个非常核心且具有挑战性的问题。我一直对制造业中的塑性成形过程深感兴趣,比如金属的轧制、锻造,或者高分子材料的挤出、注塑等。这些过程的核心就在于材料在力的作用下的形变,而“连续体”的假设,更是将问题从离散的原子层面提升到了宏观的、可视为连续物质的层面,这使得数学模型能够发挥巨大的作用。我尤其关注的是“数学解法”这部分。在实际的工程应用中,很多成形过程的参数选择和工艺优化,很大程度上依赖于对力学行为的准确预测。如果这本书能够提供一套系统、可操作的数学解法,那么它将极大地简化工程师们的工作,并提升设计的精度。我期待书中能够涵盖从基本的微分方程、偏微分方程,到更复杂的数值计算方法,比如有限元分析(FEA)等,来解决实际的成形问题。同时,我也希望能看到作者如何将材料的本构关系,如屈服准则、流动应力等,有效地融入到数学模型中,并讨论这些模型在处理非线性、大变形等复杂情况时的局限性和适用范围。这本书的价值,将体现在它能否为读者提供一套清晰的理论框架和实用的计算工具,从而真正地帮助我们理解和控制连续体成形过程中的各种力学现象,并推动相关技术的发展。

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这本书,从名字《连续体成形力数学解法》就能看出它所承载的厚重感和科学性。我一直对材料在加工过程中的力学行为感到好奇,特别是那些在重压下发生的、不可逆的形状改变。这种改变,背后一定有清晰的数学逻辑支撑。我期待这本书能够深入浅出地阐述连续体假设在描述材料变形中的作用,以及如何通过数学工具来量化“成形力”的作用。特别是在“数学解法”这一块,我希望能看到作者如何运用微积分、微分方程、张量分析等数学语言,构建描述材料塑性行为的本构模型,并解释这些模型在不同材料(如金属、高分子、陶瓷)和不同成形工艺(如锻造、挤压、轧制)下的适用性。对于求解方法,我更看重其普适性和效率。我期待书中能够详细介绍解析解的推导过程,以及在无法获得解析解时,如何有效地运用数值方法,例如有限元分析(FEA),来解决实际的成形问题。如果书中还能对数值方法的精度、收敛性和稳定性进行讨论,并提供一些计算实例,那我将受益匪浅。这本书的价值,将体现在它能否为我提供一套完整的、可操作的数学方法论,帮助我更深刻地理解和控制材料的成形过程。

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拿到《连续体成形力数学解法》这本书,我最先联想到的便是那些在高温高压环境下,材料经历着复杂而剧烈的形变的场景。在这些过程中,力的作用、材料的内在属性以及加工参数之间的相互作用,共同决定了最终产品的几何形状和微观结构。我一直认为,要深入理解这些过程,仅仅依靠经验和直觉是远远不够的,必须借助于强大的数学工具。这本书的书名精准地指出了这一点——“数学解法”。我非常期待书中能够详细阐述如何运用微积分、张量分析等数学工具来描述连续体的应力状态和应变历史。更重要的是,我希望它能介绍如何建立描述材料塑性行为的本构方程,以及如何将这些方程与运动方程、连续性方程等耦合起来,形成完整的控制方程组。对于“解法”部分,我猜测书中会涉及解析解和数值解。虽然很多实际问题可能无法获得精确的解析解,但我相信作者会重点介绍那些行之有效的数值方法,例如有限差分法、有限元法等,并解释这些方法的原理、算法以及它们在处理不同边界条件和复杂几何形状时的优劣。如果书中还能包含一些实际的案例分析,展示如何运用这些数学解法来解决具体的成形问题,比如板材的拉深、棒材的挤压等,那将对我来说是极大的帮助。这本书的价值,就在于它能否将抽象的数学理论,转化为解决实际工程问题的强大武器。

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这本书的名字《连续体成形力数学解法》让我立刻联想到那些在工业生产线上,材料经过一系列复杂的加工步骤,最终呈现出精确形状的奇妙过程。我一直相信,这些过程的背后,必然有着深刻的数学原理在支撑。我非常期待这本书能够从“连续体”这一概念出发,阐述如何将其视为一个整体,来分析外部力的作用。更让我着迷的是“数学解法”这部分。我希望书中能够详细介绍如何运用微积分、微分方程、张量分析等数学工具,来建立描述材料在成形过程中应力、应变、位移关系的数学模型。这些模型如何能够准确地反映材料的塑性行为,比如屈服、流动和加工硬化,是我特别想了解的。对于“解法”,我期待书中能够涵盖各种求解策略,从基础的解析方法,到更具实际意义的数值方法,如有限元分析(FEA)。如果书中能够对这些数值方法的原理、算法以及在不同成形场景下的应用进行深入的剖析,并给出具体的计算实例,那就更能帮助我理解如何将理论知识转化为实际操作。这本书的价值,在于它能否为我提供一套系统、严谨、可操作的数学工具,来解决现实世界中的连续体成形问题。

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这本书的名字,初次看到时便勾起了我极大的兴趣——《连续体成形力数学解法》。在接触了这本书之前,我对“连续体成形力”这个概念的理解,更多地停留在一些比较基础的力学原理和材料力学的范畴,总觉得它更像是一种定性的描述,或者需要大量的实验数据来支撑。然而,当我的目光落在“数学解法”这几个字上时,一种强烈的预感告诉我,这本书将为我打开一个全新的视角,一个能够将那些复杂、看似难以捉摸的形变过程,用精确、严谨的数学语言来描述和预测的领域。我迫不及待地想要一探究竟,看看作者是如何将抽象的数学工具与实际的物理现象相结合,从而揭示连续体在受力变形过程中的内在规律的。我希望这本书不仅仅是罗列公式和推导过程,更重要的是能够阐述清楚每一个数学模型背后的物理意义,以及它们是如何被构建起来以应对各种复杂的成形场景的。我期待着在阅读的过程中,能够深刻理解应力、应变、塑性流动等概念在不同数学框架下的表达方式,以及如何利用这些数学解法来优化成形工艺,提高产品质量,甚至探索新的材料加工技术。这本书的名字本身就蕴含着一种严谨和科学的态度,这让我对它的内容充满了信心,相信它能够为我在研究和实际工作中提供宝贵的指导和启示,帮助我突破技术瓶颈,迎接新的挑战。

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当我看到《连续体成形力数学解法》这本书时,我的思绪立刻飞到了那个充满挑战的领域——如何用数学的语言去精准地描述和预测材料在受到外力作用时发生的复杂形变。尤其是在“成形力”这个概念上,它不仅仅是简单的拉、压、弯、扭,而是涉及到材料内部微观结构的改变,以及宏观形变的不可逆性,即塑性。我一直觉得,要真正驾驭这一过程,离不开严谨的数学框架。这本书的“数学解法”部分,是我最为关注的。我期待书中能够详细阐述应力张量、应变张量之间的关系,以及如何通过本构方程来描述材料的本构行为,比如弹塑性本构模型。我更希望能看到作者如何将这些数学关系,通过求解偏微分方程组,来预测材料在特定载荷和边界条件下的变形路径。对于“解法”,我猜测书中会涵盖解析方法和数值方法。解析方法固然优雅,但现实中的成形问题往往过于复杂,无法获得解析解。因此,我更期待书中能重点介绍有限元分析(FEA)、边界元分析(BEA)等数值方法,并解释它们是如何将连续介质离散化,然后通过求解大型代数方程组来近似真实的物理过程。如果书中还能包含一些关于网格划分、单元选择、收敛准则的讨论,那将使我对书中的数学解法有更深入的理解和应用。

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《连续体成形力数学解法》这个书名,本身就散发着一种严谨和探索的气息。我一直对材料的塑性变形过程充满了疑问,特别是当材料在力的作用下发生永久形变时,其内部究竟发生了怎样的变化,又遵循着怎样的规律?这本书的出现,仿佛为我指明了一条通往解答这些疑问的道路。我非常期待在书中能够找到关于“成形力”如何通过数学模型来描述的答案,以及这些模型是如何建立在连续介质力学的基本原理之上的。关于“数学解法”,我希望作者能够详细介绍如何运用数学工具,例如应力-应变关系、屈服准则、流动法则等,来构建预测材料在成形过程中行为的模型。我更期待书中能深入探讨求解这些模型的具体方法,无论是解析推导,还是数值模拟,都希望能有详实的讲解。特别是对于那些复杂的、非线性的成形过程,我希望能看到书中有关于有限元法(FEA)、边界元法(BEA)等数值技术在解决这类问题上的应用和优化。如果书中还能提及一些前沿的数值算法,或者对不同方法的优劣进行比较分析,那将极大地拓宽我的视野。这本书的深度和实用性,将决定它是否能成为我解决实际工程问题的宝贵参考。

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《连续体成形力数学解法》这个书名,在我脑海中勾勒出一幅画面:无数细小的、相互关联的“单元”构成了一个整体,在外部力量的驱动下,它们共同经历着轨迹的改变和形状的演变。我一直认为,理解材料的塑性成形过程,就像是在解一个多变量、多耦合的数学方程组。这本书的出现,正是我一直在寻找的。我渴望了解作者是如何将连续介质力学中的基本原理,如虚功原理、能量守恒原理等,应用于成形力学的分析中。更令我期待的是“数学解法”这部分。我希望书中不仅能介绍各种数学模型,更能深入探讨如何求解这些模型。例如,针对不同的成形工艺,可能会涉及到不同的边界条件和初始条件,这些都将直接影响解的唯一性和性质。我期待书中能详细介绍求解偏微分方程的方法,以及如何在计算机上实现这些求解过程。如果书中能够涉及一些数值计算的稳定性、收敛性分析,那就更好了,这能帮助我理解不同数值方法的可靠性。同时,我也希望能看到作者如何考虑材料的各项异性、温度依赖性以及加工硬化等效应,并将它们纳入数学模型之中。这本书的深度和广度,将决定它是否能真正成为一本指导我在复杂成形过程中进行理论分析和工艺优化的权威著作。

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《连续体成形力数学解法》这个书名,瞬间就吸引了我的注意力,因为它触及了材料加工领域一个极其关键且充满挑战的环节。我一直认为,要真正理解材料在受力变形过程中的行为,尤其是在塑性成形过程中,仅仅依靠定性的描述是远远不够的,必须依赖于精确的数学模型和严谨的求解方法。“数学解法”这四个字,正是我所渴求的。我期待书中能够深入阐述如何利用连续介质力学的基本原理,结合材料的本构关系,建立描述成形过程的数学方程组。例如,我希望了解应力张量、应变张量以及它们之间关系的数学表达,以及如何通过塑性流动法则来描述材料的不可逆变形。更重要的是,我希望书中能够详细介绍求解这些方程的具体方法。无论是解析解的推导过程,还是数值模拟的实现,我都希望能有详实的讲解。特别是对于那些复杂的、非线性的成形问题,我希望书中能够重点介绍有限元分析(FEA)等数值技术,并探讨网格划分、单元选择、收敛性等关键技术问题。如果书中还能提供一些实际案例分析,展示如何将这些数学解法应用于具体的成形工艺,那将极大地提升我学习的积极性和实践能力。这本书的深度和广度,将直接决定它能否成为我理解和掌握连续体成形力学问题的必备书籍。

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《连续体成形力数学解法》这个书名,给我一种直击核心的感受。在许多工程领域,我们都致力于将复杂的物理现象转化为数学模型,从而进行分析、预测和优化。而“连续体成形力”无疑是一个极具代表性的例子。材料在经历塑性变形的过程中,其内部的应力分布、应变累积以及最终的形状变化,都遵循着一系列精妙的数学规律。我尤其期待书中关于“数学解法”的阐述。我希望它能从连续介质力学的基础出发,逐步深入到如何建立描述材料塑性行为的数学方程,比如塑性流动准则、硬化模型等。同时,我也非常好奇作者是如何将这些方程与运动方程、能量守恒原理等联系起来,形成一个完整的数学体系。对于“解法”本身,我猜测书中会重点介绍一些常用的数值方法,如有限元法,并可能探讨这些方法在处理大变形、非线性材料以及复杂边界条件时的技术细节。如果书中能够提供一些算法的伪代码或者详细的步骤解释,那就更能帮助我理解如何将这些数学解法应用于实际的工程问题。这本书能否真正地引导我掌握解决连续体成形力学问题的关键数学工具,是我最为期待的。

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