Development and Implementation of a Shell Element With Pressure Variation Through the thickness and pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Storming Media

作者:Patrick M. McDermott

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1999

价格:0

装帧:Spiral-bound

isbn号码:9781423542902

丛书系列:

图书标签:

• Shell element
• Pressure variation
• Void growth
• Nucleation
• Finite element method
• Computational mechanics
• Material modeling
• Structural analysis
• Damage mechanics
• Fracture mechanics

《现代材料力学中的多尺度模拟与数值分析》 本书深入探讨了现代材料力学领域的前沿研究进展，重点关注复杂材料行为在不同尺度下的模拟与数值分析技术。我们将从宏观力学层面出发，逐步深入到微观和介观尺度，揭示材料的性能是如何在不同层级上相互作用并最终体现出来的。本书旨在为材料科学家、工程师和研究人员提供一套系统性的理论框架和实用工具，以应对日益复杂的材料设计和性能预测挑战。 第一章：材料力学基础与多尺度建模的兴起 本章将回顾材料力学的基本原理，包括线弹性、弹塑性、损伤力学以及断裂力学的核心概念。在此基础上，我们将引出多尺度建模在现代材料科学中的重要性。我们认识到，许多材料现象，如宏观屈服、疲劳失效，其根源在于材料内部微观结构的演化和相互作用。因此，单一尺度的分析往往无法全面捕捉材料的真实行为。本章将介绍多尺度建模的定义、分类（如嵌入式、并行式、层级式）及其在理解和预测材料性能方面的优势。我们将讨论如何通过耦合不同尺度的模型，从原子尺度上的相互作用推断出晶体材料的力学行为，再到微观组织（如晶粒、第二相颗粒）对宏观力学性能的影响，最终实现对复杂材料体系的精确模拟。 第二章：连续介质力学的先进理论与数值实现 本章将聚焦于连续介质力学中的一些高级理论，为后续的数值分析奠定坚实基础。我们将详细阐述应力、应变张量的定义及其在三维空间中的演化，包括各种本构关系（如线性弹性、非线性弹性、塑性、黏弹性、黏塑性）。重点将放在如何数学化地描述材料的变形和受力行为，并探讨这些描述如何与材料的微观结构和化学成分相关联。此外，本章还将深入介绍数值方法在解决连续介质力学问题中的关键作用。我们将详细介绍有限元方法（FEM）的理论基础，包括离散化、单元选择、形函数、积分和方程组的求解。同时，也会对其他数值技术，如有限差分法（FDM）和边界元法（BEM）进行简要介绍，并分析它们各自的适用范围和优缺点。特别地，我们将着重于如何在数值框架下实现复杂的本构模型，并讨论数值稳定性、收敛性和精度问题。 第三章：损伤力学与断裂力学的理论框架 材料在服役过程中不可避免地会发生损伤，直至最终断裂。本章将系统介绍损伤力学和断裂力学的基本理论。损伤力学将从微观和宏观角度描述材料内部裂纹的萌生、扩展和累积过程，包括各种损伤演化模型（如基于损伤变量的模型、基于裂纹密度的模型）。我们将探讨如何量化损伤的程度，以及损伤如何影响材料的整体力学性能，如刚度降低、强度下降等。断裂力学则将关注已存在裂纹的扩展行为，介绍能量原理（如断裂能）、应力强度因子（K）和J积分等关键概念。我们将分析不同断裂准则，并讨论如何利用这些理论来预测结构的剩余寿命和失效模式。本书还将探讨损伤与断裂之间的相互作用，以及如何将损伤模型和断裂模型耦合起来，实现对复杂失效过程的更全面模拟。 第四章：数值仿真在材料设计与性能预测中的应用 本章将是理论与实践相结合的关键章节。我们将通过一系列具体的案例研究，展示如何利用先进的数值仿真技术来指导材料的设计和预测其在实际应用中的性能。我们将涵盖不同类型的材料，包括金属合金、聚合物、复合材料以及先进陶瓷等。针对每种材料，我们将讨论其典型的失效机理，并演示如何运用前几章介绍的理论和数值方法来模拟这些失效过程。例如，在金属材料方面，我们将讨论疲劳裂纹的萌生与扩展，以及如何通过优化材料微观结构和表面处理来提高其抗疲劳性能。对于聚合物材料，我们将重点研究其蠕变、应力松弛以及韧性断裂的行为，并探讨如何通过改变分子结构或添加填料来改善其力学性能。在复合材料方面，我们将关注纤维与基体之间的界面行为、层间裂纹扩展以及宏观力学性能的各向异性，并展示如何通过数值仿真优化纤维排布和界面设计。此外，本章还将探讨如何利用数值仿真进行逆向设计，即根据所需的性能指标来反推出合适的材料成分和微观结构。 第五章：计算力学的前沿技术与发展趋势 为了应对日益复杂的材料问题，计算力学领域也在不断发展新的前沿技术。本章将对一些新兴的计算力学方法进行介绍，并展望未来的发展趋势。我们将探讨损伤模型和断裂模型在高维、非线性和动态问题中的应用挑战，以及如何利用机器学习和人工智能技术来加速仿真过程、提高预测精度，甚至自动发现新的材料设计方案。例如，将深度学习应用于裂纹检测和损伤评估，或者利用强化学习来优化材料微观结构的参数。此外，我们还将讨论高性能计算（HPC）在处理大规模、精细化仿真模型中的作用，以及如何利用并行计算和GPU加速技术来缩短仿真时间。最后，本章将对未来材料力学研究的方向进行展望，包括对多物理场耦合效应（如热-力耦合、电-力耦合）的深入研究，以及对智能材料和自修复材料的模拟与设计。 本书力求理论与实践并重，通过清晰的阐述和丰富的案例，帮助读者构建起对材料力学多尺度模拟与数值分析的全面认识。我们相信，掌握这些先进的工具和方法，将为解决材料科学和工程领域的各种挑战提供强大的支持。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆