Computational Methods for Plasticity pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Neto, EA de Souza/ Peric, D./ Owen, D. R. J.

出品人:

页数:814

译者:

出版时间:2009-1

价格:1351.00

装帧:

isbn号码:9780470694527

丛书系列:

图书标签:

• Plasticity
• Computational Mechanics
• Finite Element Method
• Material Modeling
• Numerical Analysis
• Solid Mechanics
• Constitutive Modeling
• Yield Criteria
• Plastic Deformation
• Mechanical Engineering

《计算方法与塑性力学：理论、算法与应用》 本书旨在深入探讨塑性力学的计算方法，为读者提供坚实的理论基础、先进的数值算法以及广泛的实际应用指南。塑性力学作为研究材料在应力作用下发生不可逆变形（塑性变形）的学科，在工程领域扮演着至关重要的角色，涉及金属成形、结构稳定、地震工程、材料科学等众多前沿方向。随着计算能力的飞速发展，数值模拟已成为理解和预测复杂塑性行为不可或缺的工具。 本书内容涵盖了塑性力学理论的核心概念，包括屈服准则（如Mises、Tresca准则）、流动法则、硬化模型（如等向硬化、随动硬化）、以及塑性应变演化等。我们将从最基础的连续介质力学出发，系统地介绍塑性本构关系的数学表述，并深入分析不同硬化模型的物理意义和数学特性。 在计算方法方面，本书将重点介绍有限元方法（FEM）在塑性力学分析中的应用。我们将详细阐述如何构建和离散化塑性力学问题，包括单元选择、插值函数、积分点的选择与高斯积分，以及如何处理大变形和非线性方程组的求解。特别地，我们将深入研究处理塑性变形的数值算法，如增量法、内点法（IPM）以及其他先进的求解器技术，以确保计算的稳定性和精度。 此外，本书还将探讨更高级的计算主题。例如，我们将分析如何处理接触问题，包括摩擦和无摩擦接触的算法；讨论应力更新算法（如修正欧拉法、辛积分器）在塑性模型中的应用及其稳定性；并介绍如何将塑性模型集成到更复杂的仿真框架中，例如考虑动态效应、热效应以及损伤力学的耦合。 为了使读者能够更好地掌握这些理论和算法，本书将提供丰富的案例研究和实践指导。我们将通过实际的工程问题，例如金属板材的冲压成形、结构的屈曲与失效分析、地震作用下的土体塑性变形等，来展示计算方法在塑性力学中的应用。每个案例都将包含详细的建模步骤、数值求解过程以及结果的解释与验证。 本书的目标读者包括对塑性力学感兴趣的本科生、研究生、研究人员以及工程师。无论您是在材料科学、机械工程、土木工程还是航空航天工程领域工作，本书都将为您提供宝贵的知识和技能，帮助您更有效地理解和解决实际工程问题。我们相信，通过对塑性力学理论和计算方法的深入学习，您将能够驾驭复杂的工程挑战，并为科学和技术的进步贡献力量。 本书的特色包括： 理论与实践的紧密结合： 既有严谨的理论推导，又有贴近实际应用的算例。 全面的算法覆盖： 从基础的有限元方法到先进的应力更新算法，应有尽有。 清晰的数学表述： 深入浅出地解释复杂的数学概念，降低学习门槛。 丰富的案例分析： 通过具体工程问题，直观展示计算方法的威力。 面向前沿的探讨： 涉及大变形、接触、损伤等高级话题，引领读者思考。 我们致力于为读者打造一本权威、实用且易于理解的塑性力学计算方法参考书，希望它能成为您在该领域探索的得力助手。

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这本书简直是材料科学领域的一股清流，虽然我初衷是想找一本关于高分子材料力学的书，但翻开这本书的目录，我立刻被它严谨的数学框架和深厚的物理背景所吸引。它没有过多纠缠于基础的应力应变关系，而是直接深入到如何用数值方法来模拟材料的非线性行为。我特别欣赏作者对有限元方法（FEM）在处理大变形问题时的细致讲解，特别是那些关于积分点选择和时间步长控制的实用技巧，这对于实际工程模拟中的收敛性问题至关重要。书中的案例，虽然大多侧重于金属塑性，但其背后的理论框架——比如Hardening 模型的选择与标定，以及如何有效地在代码层面实现这些复杂的本构关系——对理解任何具有复杂微观结构的材料（包括我正在研究的某些复合材料）的宏观响应都具有极大的启发性。它强迫你思考，理论模型是如何一步步转化为可执行的算法的，而不是仅仅停留在概念层面。我感觉，读完这本书，我对“数值模拟”这个词汇的理解都提升了一个层次，它不再是一个黑箱，而是一系列需要精妙平衡物理直觉与计算效率的决策过程。这本书对那些想从“会用软件”到“理解软件核心”的研究生来说，是份不可多得的宝藏。

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说实话，我一开始是被书名吸引的，想着里面应该会有一大堆关于微观晶体学和位错运动的详尽描述，毕竟“塑性”二字是关键。结果，这本书的重点明显偏向了“计算方法”这一端，而且是相当硬核的数值分析那一块。它花了大量的篇幅来讨论时间积分方案，比如那些显式和隐式方法的对比，以及为什么在处理强非线性问题时，隐式方法虽然计算成本高昂，却能提供更稳健的解决方案。对于我这种更关心材料本构本身、对大规模数值算法不太敏感的人来说，前几章的数学推导一度让我感到有些吃力。但是，当涉及到如何处理那些奇点（Singularities）和网格畸变（Mesh Distortions）时，作者展现出的洞察力令人佩服。他们没有回避这些数值模拟中臭名昭著的难题，而是给出了基于流体力学或特殊单元的实用性处理方案。这本书更像是一本高级数值力学教科书，只是它的应用背景被锁定在了材料的塑性行为上。如果你已经对有限元理论有基础了解，这本书会帮你把理论应用到工程实践中最棘手的边界上。

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与其他介绍计算力学基础的书籍相比，这本书的视角非常独特。它没有花费太多时间去介绍基础的张量代数或者简单的线性梁单元，而是直奔主题——如何用计算机解决那些让普通有限元软件都头疼的、涉及大变形和材料硬化的非线性方程组。我最欣赏它对“应力更新算法”（Stress Update Algorithms）的深度剖析。它不仅仅是罗列了Forward Euler或Runge-Kutta等方法，而是深入到了如何在保证精度和速度之间找到平衡点，特别是对于那些需要耦合热力效应的模拟场景。书中提到的一些关于如何处理材料内部损伤和失效的章节，虽然描述得比较概括，但提供的数学基础足够扎实，让人知道从哪里去寻找更深入的文献。对于那些试图编写自己的本构模型库（Constitutive Model Libraries）的开发者来说，这本书简直就是一份详尽的编程蓝图，它详细说明了每个数学步骤在代码中应该如何对应实现，避免了那种“理论懂了，代码写出来却跑不通”的尴尬境地。

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我拿到这本书时，期望能找到一些关于如何优化计算网格的章节，特别是针对冲击或爆炸这类极快速的物理过程。这本书虽然没有集中讨论冲击动力学，但它对“非线性求解器”的深入挖掘，间接解决了这个问题。特别是关于牛顿法的收敛性分析，以及如何在残差过大时，动态调整阻尼因子或选择不同的线性求解器来强迫系统进入稳定状态的策略，这些都是在处理高超速计算时必须掌握的技能。书中对“路径依赖性”（Path Dependency）在数值积分过程中的体现，也给了我很大的启发——原来很多看似随机的数值震荡，其实是模型对输入历史的极端敏感性在数值离散化下的体现。我感觉作者非常擅长在理论的抽象性和工程的实际需求之间搭建桥梁。这本书的价值在于，它提供了一套通用的、经过严格验证的数学工具箱，让你能够去驾驭那些最复杂、最反直觉的材料行为模拟，而不是仅仅依赖于软件预设的参数集。

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这本书的排版和逻辑组织方式，有一种非常“德式”的严谨感，每一个定理的提出都步步为营，毫不含糊。我原本是想找一本能快速上手进行橡胶或泡沫材料模拟的书籍，所以对涉及高粘度或超弹性模型的章节非常关注。虽然这本书的主体是针对金属的弹塑性理论，但它在描述状态变量（State Variables）的演化和摩擦潜力的引入时，提供了一种非常通用的框架。尤其是在描述如何构建一个一致性条件（Consistency Condition）来确保塑性流动法则的有效性方面，作者的阐述清晰到让人几乎可以默写下来。我试着用书中的一个简化模型去套用我自己的粘弹性数据，发现只需要对一些关键参数进行微调，就能得到一个相当不错的初始拟合。这本书的好处在于，它教会你如何“构建”一个模型，而不是“选择”一个模型。它对数值稳定性的强调，也让我重新审视了自己过去使用软件时那些未经检验的默认设置，意识到其中的潜在风险。

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