计算结构力学 / 现代工程结构力学丛书
定价:¥189.00
作者: 孙树立,傅向荣,廉艳平
出版时间:2026-05-13
出版社:机械工业出版社
国家出版基金项目
- 机械工业出版社
- 9787111800231
- 1-1
- 2026-05-13
- 761
内容简介
本书从基本理论、软件实践、创新思路和新进展四个方面系统地介绍了计算结构力学的基本内容。全书共分4篇,14章。其中,第1章为绪论;第2~5章为第1篇(结构静力分析),分别介绍矩阵位移法与杆系有限元基础,平面和空间桁架的静力计算,平面和空间刚架的静力计算,以及结构刚度矩阵存储、组集及线性方程组的求解;第6、7章为第2篇(结构动力与稳定分析),分别介绍结构模态分析及动力响应分析、结构稳定分析;第8、9章为第3篇(连续介质有限元),分别介绍平面单元和板壳元;第10~14章为第4篇(连续介质物质点法),分别介绍无网格物质点法、物质点接触算法、物质点有限元法、浸入物质点有限元法和杂交物质点有限元法。
本书围绕计算结构力学的数学、力学经典理论模型及新的研究成果展开,突破了工程软件开发中诸多挑战性难题。结合作者多年来在计算结构力学理论研究中的成果积累以及工程结构软件开发的实践经验,通过自主研发的计算结构力学软件模型,系统地介绍了计算结构力学的前沿理论。
本书可作为从事计算结构力学的科研人员、工程技术人员、软件开发人员以及高等学校相关专业师生的参考书。
本书围绕计算结构力学的数学、力学经典理论模型及新的研究成果展开,突破了工程软件开发中诸多挑战性难题。结合作者多年来在计算结构力学理论研究中的成果积累以及工程结构软件开发的实践经验,通过自主研发的计算结构力学软件模型,系统地介绍了计算结构力学的前沿理论。
本书可作为从事计算结构力学的科研人员、工程技术人员、软件开发人员以及高等学校相关专业师生的参考书。
目录
第1章绪论1
11计算结构力学的特点1
12计算结构力学的进展2
13计算结构力学的交叉性3
14本书内容简介4
15程序代码5
参考文献7第1篇结构静力分析
第2章矩阵位移法与杆系有限元
基础10
21杆系结构的类型和结点自由度10
22单元刚度矩阵(局部坐标系)12
23单元刚度矩阵(整体坐标系)13
24杆系结构的整体分析15
25等效结点荷载18
26自由度约束及强迫位移的处理方法19
27位移与内力求解20
28矩阵位移法示例21
29杆系结构有限元法的小结23
210结构计算数据交互程序代码
GCSAPF1FOR24
参考文献29
第3章平面和空间桁架的静力
计算30
31平面桁架单元分析30
32空间桁架单元分析33
33位移边界条件的后处理法34
34位移边界条件的先处理法37
35桁架结构的整体分析38
36桁架的内力计算39
37桁架结构的算例和程序设计40
38杆系单元的单元刚度矩阵生成程序
代码GCSAPF2FOR50
参考文献58
第4章平面和空间刚架的静力计算59
41平面刚架单元分析59
42空间刚架单元分析61
43单元自由度的释放63
44含刚性域单元的分析64
45主从自由度65
46刚架结构的算例和程序设计68
47通用单元刚度矩阵程序代码
GCSAPF3FOR72
参考文献82
第5章结构刚度矩阵存储、组集及线性方程组求解83
51刚度矩阵的带宽存储格式83
52刚度矩阵的稀疏存储格式85
53总体刚度矩阵的组集87
54线性方程组的直接解法91
55线性方程组的迭代解法95
56相关算法模块的代码设计与数据
接口100
参考文献107第2篇结构动力与稳定分析
第6章结构模态分析及动力响应
分析109
61结构动力响应问题的运动方程109
62结构的质量矩阵和阻尼矩阵110
63模态分析与广义特征值问题111
64逆迭代法与广义Jacobi法112
65大型广义特征值问题的解法116
66结构动力响应求解方法——
模态叠加法120
67结构动力响应求解方法——
直接积分法122
68相关算法模块的代码设计与数据
接口130
参考文献155
第7章结构稳定计算157
71杆系结构稳定分析特点157
72几何刚度矩阵161
73刚架失稳临界荷载的确定165
74带弹性支撑梁柱稳定分析的传递
矩阵法166
75算例和程序设计169
76失稳模态的图形输出170
77计算结果输出程序代码
GCSAPF6FOR170
参考文献181ⅪⅩ第3篇连续介质有限元
第8章平面单元183
81等参元183
82非协调元190
83拟协调元191
84广义协调元193
85杂交元195
86解析试函数单元198
87算例和程序设计206
88平面单元刚度矩阵程序代码
GCSAPF7FOR212
参考文献237
第9章板壳元239
91Kirchhoff薄板理论239
92MindlinReissner中厚板理论244
93三角形平板壳元247
94四边形平板壳元257
95算例和程序设计261
96板壳单元刚度矩阵程序代码
GCSAPF8FOR276
参考文献305第4篇连续介质物质点法
第10章无网格物质点法309
101无网格法引言309
102连续介质力学基础310
103控制方程离散317
104时间积分算法320
105应力更新321
106人工体积黏性323
107计算流程和算法实现324
参考文献327
第11章物质点接触算法330
111接触问题的数学描述330
112传统物质点法的接触算法331
113B样条物质点法的接触算法335
114计算流程和算法实现339
115数值算例341
参考文献346
第12章物质点有限元法348
121有限元法348
122耦合物质点有限元法355
123自适应物质点有限元法368
参考文献378
第13章浸入物质点有限元法380
131算法原理380
132计算流程和算法实现389
133数值算例390
参考文献395
第14章杂交物质点有限元法397
141算法原理397
142计算流程和算法实现401
143数值算例402
参考文献410
附录411
附录A输入数据格式说明411
附录BGCSAPC程序417
附录CMPM3DF90程序452
附录DMPM3D核心代码458
11计算结构力学的特点1
12计算结构力学的进展2
13计算结构力学的交叉性3
14本书内容简介4
15程序代码5
参考文献7第1篇结构静力分析
第2章矩阵位移法与杆系有限元
基础10
21杆系结构的类型和结点自由度10
22单元刚度矩阵(局部坐标系)12
23单元刚度矩阵(整体坐标系)13
24杆系结构的整体分析15
25等效结点荷载18
26自由度约束及强迫位移的处理方法19
27位移与内力求解20
28矩阵位移法示例21
29杆系结构有限元法的小结23
210结构计算数据交互程序代码
GCSAPF1FOR24
参考文献29
第3章平面和空间桁架的静力
计算30
31平面桁架单元分析30
32空间桁架单元分析33
33位移边界条件的后处理法34
34位移边界条件的先处理法37
35桁架结构的整体分析38
36桁架的内力计算39
37桁架结构的算例和程序设计40
38杆系单元的单元刚度矩阵生成程序
代码GCSAPF2FOR50
参考文献58
第4章平面和空间刚架的静力计算59
41平面刚架单元分析59
42空间刚架单元分析61
43单元自由度的释放63
44含刚性域单元的分析64
45主从自由度65
46刚架结构的算例和程序设计68
47通用单元刚度矩阵程序代码
GCSAPF3FOR72
参考文献82
第5章结构刚度矩阵存储、组集及线性方程组求解83
51刚度矩阵的带宽存储格式83
52刚度矩阵的稀疏存储格式85
53总体刚度矩阵的组集87
54线性方程组的直接解法91
55线性方程组的迭代解法95
56相关算法模块的代码设计与数据
接口100
参考文献107第2篇结构动力与稳定分析
第6章结构模态分析及动力响应
分析109
61结构动力响应问题的运动方程109
62结构的质量矩阵和阻尼矩阵110
63模态分析与广义特征值问题111
64逆迭代法与广义Jacobi法112
65大型广义特征值问题的解法116
66结构动力响应求解方法——
模态叠加法120
67结构动力响应求解方法——
直接积分法122
68相关算法模块的代码设计与数据
接口130
参考文献155
第7章结构稳定计算157
71杆系结构稳定分析特点157
72几何刚度矩阵161
73刚架失稳临界荷载的确定165
74带弹性支撑梁柱稳定分析的传递
矩阵法166
75算例和程序设计169
76失稳模态的图形输出170
77计算结果输出程序代码
GCSAPF6FOR170
参考文献181ⅪⅩ第3篇连续介质有限元
第8章平面单元183
81等参元183
82非协调元190
83拟协调元191
84广义协调元193
85杂交元195
86解析试函数单元198
87算例和程序设计206
88平面单元刚度矩阵程序代码
GCSAPF7FOR212
参考文献237
第9章板壳元239
91Kirchhoff薄板理论239
92MindlinReissner中厚板理论244
93三角形平板壳元247
94四边形平板壳元257
95算例和程序设计261
96板壳单元刚度矩阵程序代码
GCSAPF8FOR276
参考文献305第4篇连续介质物质点法
第10章无网格物质点法309
101无网格法引言309
102连续介质力学基础310
103控制方程离散317
104时间积分算法320
105应力更新321
106人工体积黏性323
107计算流程和算法实现324
参考文献327
第11章物质点接触算法330
111接触问题的数学描述330
112传统物质点法的接触算法331
113B样条物质点法的接触算法335
114计算流程和算法实现339
115数值算例341
参考文献346
第12章物质点有限元法348
121有限元法348
122耦合物质点有限元法355
123自适应物质点有限元法368
参考文献378
第13章浸入物质点有限元法380
131算法原理380
132计算流程和算法实现389
133数值算例390
参考文献395
第14章杂交物质点有限元法397
141算法原理397
142计算流程和算法实现401
143数值算例402
参考文献410
附录411
附录A输入数据格式说明411
附录BGCSAPC程序417
附录CMPM3DF90程序452
附录DMPM3D核心代码458
















