非线性瞬态动力学分析

非线性瞬态动力学分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:科学出版社
作者:丁沛然
出品人:
页数:294
译者:
出版时间:2006-6
价格:30.00元
装帧:平装
isbn号码:9787030172327
丛书系列:数码工程师系列丛书
图书标签:
  • 非线性动力学
  • 瞬态分析
  • 动力系统
  • 数值方法
  • 工程应用
  • 振动
  • 控制
  • 建模
  • 仿真
  • 结构动力学
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具体描述

本书全面系统地介绍了非线性瞬态动力学软件MSC.Dytran的最新功能、理论和软件的实例应用。主要内容包括MSC.Dytran软件概况,数据结构、流固耦合分析的基本方法和最新方法,求解器功能和分析模型的建立、特殊技术及技巧,以及汽车行业关心的气囊、假人、安全带模型等;同时通过典型实例,详细介绍了如何利用MSC.Patran作为前、后处理器进行模型定义的步骤、软件运行和计算结果后处理等。内容全面,涉及软件的各个模块,讲解深入浅出,易于理解和对软件的掌握。本书不仅是广大MSC.Dytran用户的培训教程,也可作为瞬态动力学相关专业研究生的学习资料,特别是对加深对瞬态非线性动力学、流固耦合问题的理解大有帮助,对从事国防、军工、航空航天等行业的科研人员也有参考价值。

《精密工程中的时变应力与变形:从理论到实践》 本书深入探讨精密工程领域中,材料和结构在复杂时变载荷作用下所经历的动态响应。它不仅仅是关于力学方程的罗列,更侧重于如何将这些理论转化为解决实际工程问题的有效工具。我们从基础的材料本构关系出发,逐步引入时间依赖性,涵盖了粘弹性、塑性以及损伤等多种复杂材料行为。 在理论层面,本书详细阐述了如何建立和求解描述瞬态动力学行为的偏微分方程。我们将重点关注各种数值求解方法,包括有限元法(FEM)、有限差分法(FDM)及其在处理非线性问题时的优化策略。特别地,我们会深入分析非线性方程组的求解算法,如牛顿-拉夫逊法及其变种,并讨论它们在收敛性、稳定性和计算效率方面的优缺点。此外,本书还将介绍一些前沿的数值技术,例如自适应网格划分、多尺度建模以及基于机器学习的预测方法,这些技术在应对高维、复杂模型时显得尤为重要。 对于时变载荷,本书将涵盖从简单的简谐激励到复杂且不规则的冲击载荷、瞬态热载荷以及材料参数随时间变化的动态响应。我们会分析不同载荷类型对系统动态特性的影响,例如共振现象、能量耗散以及应力波的传播与衰减。此外,对于工程中常见的瞬态应力集中问题,例如裂纹扩展、界面失效等,本书将提供详尽的分析框架和数值模拟策略。 在实践应用方面,本书精选了几个具有代表性的精密工程案例,旨在展示非线性瞬态动力学分析的强大能力。其中包括: 微机电系统(MEMS)的动态性能分析: 探讨微型器件在受到冲击、振动或电动力学激励时的瞬态响应,例如微开关的快速闭合、微传感器的动态测量精度以及微执行器的瞬态力学行为。我们将关注材料的非线性变形、阻尼效应以及谐波激励下可能出现的混沌现象。 先进制造过程中的力学分析: 例如,激光冲击强化(LIP)过程中,高强度激光脉冲在工件表面产生的瞬态应力波及其对材料微观结构的影响。我们将模拟冲击波的传播、反射以及在材料内部引起的塑性形变和残余应力。同样,高速切削过程中的刀具-工件相互作用,也将涉及瞬态载荷、材料的塑性流动以及切削力随时间的变化。 航空航天结构在极端载荷下的响应: 分析飞行器在遭受鸟击、爆炸冲击或高速气动载荷时的结构动态行为。我们将重点关注材料的损伤演化、大变形效应以及结构整体的失效模式。例如,复合材料结构在冲击载荷下的分层、断裂等非线性损伤机制的建模和模拟。 生物医学工程中的动态力学: 研究人体组织或医疗植入物在周期性或瞬态载荷下的反应,例如心脏瓣膜的动态工作、骨骼在运动时的受力分析、以及微创手术器械在操作过程中的力学性能。我们将探讨生物材料的粘弹性、疲劳以及植入物与人体组织的长期相互作用。 本书不仅提供理论框架和数值方法,更强调了模型建立的原则、参数的选取以及结果的验证。我们将讨论如何根据实际工程需求,选择合适的本构模型和数值技术,以及如何通过实验数据来校准和验证数值模拟结果,确保分析的可靠性。 本书旨在为精密工程领域的研究者、工程师和高级学生提供一个全面而深入的视角,帮助他们理解和掌握分析复杂时变载荷下结构行为的关键技术,从而在产品设计、性能优化和故障诊断等方面做出更明智的决策。它将是您在应对精密工程领域瞬态动力学挑战时的宝贵参考。

作者简介

目录信息

第1章 引言
1.1 MSC.Dytran 概述
1.2 软件特征
1.3 应用领域
第2章 MSC.Dytran基本概念
2.1 拉格朗日有限元法
2.2 欧拉有限体积法
2.3 显式时间积分
2.4 流固耦合技术
2.5 接触分析功能
2.6 数据单位
2.7 分析模型的构成
第3章 输入、输出数据结构及分析流程
3.1 输入数据结构
3.2 分析流程
3.3 输出数据结构
第4章 拉格朗日求解器
4.1 节点和坐标系
4.2 单元库
4.3 单点约束
4.4 接触算法
4.5 拉格朗日载荷
4.6 人工黏性
4.7 动力释放
4.8 Taylor撞击实验
4.9 六面体单元的沙漏问题研究
第5章 欧拉求解器
5.1 有限体积法
5.2 欧拉单元
5.3 欧拉载荷与约束条件
5.4 Roe求解器
5.5 黏性
5.6 药形罩聚能射流模拟
第6章 材料本构模型
6.1 本构模型的定义方式
6.2 本构模型的选择
6.3 材料类型
6.4 剪切模型
6.5 屈服模型
6.6 材料失效模型
6.7 状态方程
6.8 分离模型
6.9 材料黏性
第7章 流固耦合
7.1 一般耦合
7.2 多重耦合
7.3 任意拉格朗日、欧拉耦合
7.4 地雷爆炸分析
7.5 多个鸟撞击盒状结构
7.6 燃料箱的填充
7.7 水下爆炸分析
第8章 特殊技术及技巧
8.1 分析的控制
8.2 应用类型相关的默认定义
8.3 质量放大
8.4 预应力分析
8.5 再启动分析
8.6 CONTACT卡
8.7 装流体的密闭容器
8.8 拉延筋模型
8.9 初始压力的定义
8.10 欧拉网格的流动边界条件定义
8.11 数值泄漏的对策
8.12 黏性流体流过长圆管
第9章 汽车安全气囊与OOP
9.1 安全气囊
9.2 气囊数值模型
9.3 气囊袋模型
9.4 气囊的通透性
9.5 气囊的气体发生器
9.6 气囊的初始计量法
9.7 气囊的热传导
9.8 气囊的接触问题
9.9 安全带
9.10 假人模型
9.11 假人头部伤害指数
9.12 侧撞安全气囊
第10章 MSC.Dytran与其他程序的集成
10.1 水下爆炸波冲击问题的分析 (USA)
10.2 假人分析程序之一(TNO/MADYMO)
10.3 假人分析程序之二(ATB)
10.4 MSC.Dytran LS DYNA
10.5 MSC.Nastran SOL 700
第11章 用户子程序
11.1 概述
11.2 用户子程序与MSC.Dytran连接
11.3用户可存取的内存变量
11.4 从输入数据文件向用户子程序输入参数
第12章 拉格朗日网格中的碰撞穿透分析实例
第13章 水上降落模拟分析实例
附录单位表
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书的整体阅读体验,对于我这种习惯于从应用角度切入的工程师来说,确实有些“硬核”。它的视角非常宏大,从最基本的物理模型出发,逐步构建起复杂的非线性现象的数学描述。我印象最深的是其中关于“混沌”和“分岔”现象的论述,作者并没有止步于现象的描述,而是深入剖析了其背后的控制参数变化如何影响系统的长期演化轨迹,这种深度剖析令人叹服。然而,书中的符号体系变化较为频繁,有时需要频繁翻回附录来确认某个特定符号在不同章节中的确切含义,这在阅读连贯性上造成了一点小小的障碍。如果能有一个贯穿全书的、更统一的符号清单,或者在关键转折点提供更明确的提示,我想读者在跟踪复杂推导时的体验会更流畅。它更像是一本需要高度集中精神去“啃”的学术专著。

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这本书的封面设计得非常引人注目,那种深邃的蓝色调和复杂的几何图形,一看就知道内容不简单。我是一个刚接触这个领域的新手,拿到书的时候,心里是既期待又有点畏惧的。里面的文字排版非常清晰,图表也做得专业且详尽,虽然很多公式和理论我还需要反复琢磨才能理解,但能感觉到作者在讲解复杂概念时,还是试图用最直观的方式来呈现。比如,那些关于系统响应和稳定性的讨论,虽然抽象,但配合的实例图解确实帮我理清了不少思路。不过,对于初学者来说,可能需要更多的背景知识铺垫,一些基础概念的引入略显跳跃,感觉像是直接切入了核心,这对我这样需要“手把手”教学的人来说,是个不小的挑战。我希望能在接下来的阅读中,通过不断地练习和思考,慢慢消化这些深刻的见解,毕竟,这种级别的专业书籍,囫囵吞枣是行不通的。它更像是一本为已经有一定基础的研究者准备的工具书,而非入门向导。

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从学术研究的角度来看,这本书的价值是毋庸置疑的。它汇集了该领域内许多经典和近期的研究成果,为后续的研究者提供了一个非常扎实的理论基石。我特别留意了作者对特定物理系统建模的哲学思考,他似乎在强调,选择合适的模型比精确求解模型本身更为关键,这种对建模本质的探讨,在许多技术手册中是很少见的。排版上,虽然整体不错,但某些图示的清晰度,尤其是一些涉及高维相空间的投影图,在标准打印质量下显得有些模糊,这在试图理解空间拓扑结构时造成了不便。我不得不借助电子版进行放大才能看清细节。总而言之,这是一部可以作为案头参考书,反复查阅的深度文献,尤其适合那些需要从底层原理上去理解系统行为的理论工作者。

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我花了几个周末的时间来研读这本书的章节安排,它似乎采取了一种非常独特的结构来构建对动态系统的理解。作者似乎非常注重理论的推导过程,几乎每一个结论的得出都有详尽的数学证明作为支撑,这一点对于追求严谨性的专业人士来说,无疑是巨大的福音。我特别欣赏它在描述系统行为多样性时所使用的语言,那种精准到位的专业术语,让人感受到作者对该领域的深刻掌握。书中的案例分析部分,虽然篇幅不算太长,但每一个都经过了精心挑选,它们有效地展示了理论在实际工程问题中的应用潜力。唯一让我略感遗憾的是,关于计算方法的讨论部分似乎可以再深入一些,尤其是在处理大规模非线性问题时的数值稳定性策略,我期待能看到更多前沿的算法对比和性能分析,而不是仅仅停留在理论框架的阐述上。

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我尝试用这本书来解决一个实际的振动抑制问题,结果发现它的理论工具箱异常丰富。书中有大量的关于特定非线性项如何影响系统稳定裕度的分析,这些分析方法对于我们评估现有设计的鲁棒性非常有指导意义。作者的写作风格非常内敛且严谨,几乎没有使用任何煽动性的语言,一切都建立在逻辑的链条之上,这种冷静的叙事方式反而增强了其说服力。但我也发现,对于一些新兴的、依赖于大数据或机器学习的动态分析方法,书中提及的较少,这可能是受限于其成书时间,或者作者本就专注于更传统的分析流派。因此,如果读者期待看到结合最新计算范式的解决方案,可能需要结合其他资料一起阅读。这本书更像是为打下坚实的“内功”而准备的秘籍,而非快速解决眼前问题的速成指南。

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