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本书为《研究生力学丛书》之一,将计算结构动力学、计算冲击动力学和计算多体系统动力学内容有机整合,系统讲授工程结构和机械系统在各类瞬态载荷作用下动力学行为的数值分析方法和程序实现技术。内容包括线弹性动力学变分原理、大型系统特征值问题、运动方程的解法、冲击动力学问题的有限元模拟、计算多体系统动力学等。
前言
第1章线弹性动力学变分原理
1.1加权余量法
1.2达朗贝尔-拉格朗日原理
1.3哈密顿原理
1.4约束条件的施加方法
1.5广义变分原理
第2章有限元离散
2.1三结点三角形单元
2.2运动方程
2.3质量矩阵
2.4阻尼矩阵
2.5刚度矩阵
2.6有限元程序实现
2.7STAP90程序
第3章大型系统特征值问题
3.1特征解的性质
3.2误差估计
3.3向量迭代法
3.4变换法
3.5瑞利·里兹法
3.6子空间迭代法
3.7Lanczos迭代法
第4章运动方程的解法
4.1振型叠加法
4.2直接积分法的稳定性
4.3中心差分法
4.4Houbolt法
4.5Newmark法
4.6Wilsonθ法
4.7广义α法
4.8精细积分法
4.9时间域离散
4.10基于伽辽金法弱形式的时间积分法
4.11各种方法的比较
4.12时间积分程序TIP90
第5章动态子结构方法
5.1静力凝聚和静力子结构法
5.2固定界面模态综合法
5.3自由界面模态综合法
5.4复模态理论
第6章冲击动力学问题的有限元模拟
6.1网格描述
6.2连续介质力学基础
6.3拉格朗日法
6.4方程求解
6.5人工体积粘性
6.6沙漏模态
6.7应力更新
6.8材料模型
6.9接触-碰撞算法
6.10高速碰撞分析显式有限元程序EFEP90
6.11LS-DYNA程序介绍
第7章并行计算
7.1并行计算和并行机
7.2任务分配
7.3MPI并行库
7.4EFEP90程序并行化
第8章无网格法
8.1移动最小二乘近似
8.2伽辽金型无网格法
8.3光滑质点流体动力学方法
8.4物质点法
第9章计算多体系统动力学
9.1引言
9.2刚体运动学
9.3约束及约束方程
9.4运动学分析
9.5动力学分析
9.6多刚体系统动力学方程的数值分析方法
9.7静力学分析和逆动力学分析
9.8柔性多体系统动力学建模方法
9.9多刚体系统动力学分析示例程序
附录A张量
A.1指标记号与求和约定
A.2张量运算
A.3Voigt记号
附录B用TECPLOT进行有限元后处理
附录CFEAP程序
C.1FEAP程序
C.2程序结构
C.3单元子程序的执行过程
C.4时间积分法的实现过程
C.5特征值求解过程
索引
参考文献
…… 2100433B
本书将计算结构动力学、计算冲击动力学和计算多体系统动力学内容有机整合,系统讲授工程结构和机械系统在各类瞬态载荷作用下动力学行为的数值分析方法和程序实现技术。全书分为9章和3个附录。第1章从加权余量法出发,讲述达朗贝尔.拉格朗日原理、哈密顿原理和广义变分原理。第2章以平面三结点三角形单元为例,讲述有限元法的一般过程,详细讨论了有限元法的程序实现方法,并给出了有限元法示例程序STAP90。第3章详细讲述大型特征值问题的求解方法及误差估计问题,给出了广义雅可比法、子空间迭代法和Lanczos迭代法的FORTRAN90程序。
第4章阐述大型离散系统运动方程的求解方法,给出了时间积分示例程序TIP90。第5章讲述大型复杂系统动力分析的有效方法一动态子结构法。第6章讲述几何非线性、材料非线性和边界条件非线性动力学问题的有限元法分析方法,重点阐述了冲击和爆炸等高速动力学问题的模拟方法,也兼顾了非线性结构动力学的模拟问题,给出了高速碰撞分析显式有限元程序EFEP90。第7章简要地介绍并行计算方法,给出了并行版的高速碰撞分析显式有限元程序PEFEPg0。第8章讲述伽辽金型无网格法的基本原理,详细阐述了在冲击爆炸等问题中应用较为成功的SPH和物质点法。第9章讲述多刚体系统和柔性多体系统动力学的建模和数值求解方法,给出了多刚体系统动力学分析示例程序……
因为重力是不变的,弹力是与位移X有关,当这两个力同时取微分后,重力的微分为零,导致公式中就没有重力了。能量对时间的导数是能量随时间的变化,能量对距离的导数是能量随距离的变化。可以用能量法和牛顿二定律。...
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动力学公式计算打桩贯入度
输入项目 数据 单位 计算数据 备注说明 锤型号 8.3 吨 8300 (冲击部分重量) 桩半径 250 ㎜ 196250 (管桩截面积) 单桩设计承载力 360 吨 360000 (极限承载力) 桩帽重量 0.6 吨 桩长 41 米 桩每米理论重量 0.383 吨/米 停锤落距 1.8 米 1800 (桩锤起跳高度) 贯入度控制标准 6.88 ㎜/击 6.88 (平均贯入度) 计算公式: AQH Q+0.2q P(P+A) Q+q PHC500(125)型桩极限贯入度控制标准 (停锤标准) ×S= 动力学公式计算打桩贯入度 (PHC管桩) 16303 (附加重量) 计算符号 14.5351646 Q A P 桩型号 每米理论重 500(125) 0.383 500(100)A 0.3142 400(90)A 0.2191 H 300(70)A 0.1265 S q 管桩)
土动力学试验与计算研究
土动力学试验与计算研究——以自行研制的大型电液伺服粗粒土动静三轴试验仪为工具,对砂砾石、掺砾土两种粗粒土的试验资料作了较深入的研究,提出了供动力分析使用的振动孔隙水压力和残余应变数学模型。考虑初始剪应力影响,归纳了指数函数型表达的超静孔压增长...
内容简介
《计算流固耦合动力学及其应用》结合作者的部分研究成果,系统介绍了计算流固耦合动力学的基本理论、数值方法和工程应用。内容主要包括:流体力学的基本控制方程、湍流及其工程湍流模型、大涡模拟方法、同步迭代强耦合方法、整体积分紧耦合方法、流固耦合试验研究等。全书理论研究和应用分析相结合,具有较强的学术和应用价值。 2100433B
第I 篇 计算结构动力学 1
第1 章 线弹性动力学变分原理 . 3
1.1 加权余量法 3
1.2 达朗贝尔-拉格朗日原理 7
1.3 哈密顿原理 8
1.4 约束条件的施加方法 14
1.5 广义变分原理 20
习题 . 22
第2 章 有限元离散 . 23
2.1 三结点三角形单元 23
2.2 运动方程 28
2.3 质量矩阵 31
2.4 阻尼矩阵 35
2.5 刚度矩阵 35
2.6 有限元程序实现 38
2.7 STAP90 程序 49
习题 52
第3 章 大型系统特征值问题 . 53
3.1 特征解的性质 54
3.2 误差估计 57
3.3 向量迭代法 59
3.4 变换法 69
3.5 瑞利-里兹法 79
3.6 子空间迭代法 83
3.7 Lanczos 迭代法 87
习题 93
第4 章 运动方程的解法. 94
4.1 振型叠加法 94
4.2 直接积分法的稳定性 97
4.3 中心差分法 99
4.4 Houbolt 法 106
4.5 Newmark 法 112
4.6 Wilson θ 法 118
4.7 广义α 法 125
4.8 精细积分法 128
4.9 时间域离散 133
4.10 基于伽辽金法弱形式的时间积分法 136
4.11 各种方法的比较 144
4.12 显式和隐式积分方法的综合 148
4.13 时间积分程序TIP90 152
习题 156
第5 章 动态子结构方法. 158
5.1 静力凝聚和静力子结构法 158
5.2 固定界面模态综合法 161
5.3 自由界面模态综合法 167
5.4 复模态理论 171
习题 175
第6 章 频域分析方法. 176
6.1 频响函数与快速傅里叶变换 176
6.2 响应谱分析方法及其应用 182
6.3 随机振动数值分析初步 191
习题 200
第II 篇 计算冲击动力学 201
第7 章 连续介质力学基础 . . 203
7.1 物体运动和变形的描述方法 203
7.2 应变度量 207
7.3 应力度量 211
7.4 守恒方程 217
第8 章 拉格朗日有限元法 . 224
8.1 网格描述 224
8.2 更新拉格朗日格式 228
8.3 完全拉格朗日格式 234
8.4 方程求解 235
8.5 人工体积粘性 . 242
8.6 沙漏模态 243
8.7 接触-碰撞算法 249
8.8 显式有限元程序EFEP90 268
第9 章 材料模型 . 275
9.1 应力更新 . 275
9.2 强度模型 . 277
9.3 状态方程 . 301
9.4 失效模型 . 302
9.5 材料模型程序实现 303
第10 章 任意拉格朗日-欧拉法 . . 314
10.1 运动描述 . 314
10.2 守恒方程 . 315
10.3 有限元离散 317
10.4 网格更新 . 320
10.5 算子分裂 . 324
10.6 输运算法
第11 章 无网格法. . 340
11.1 移动最小二乘近似 343
11.2 伽辽金型无网格法 352
11.3 光滑质点流体动力学方法 366
11.4 物质点法 . 373
第12 章 并行计算. . 385
12.1 并行计算和并行机 385
12.2 任务分配 . 386
12.3 并行程序设计 . 389
12.4 EFEP90 程序并行化 . 400
第III 篇 计算多体动力学 405
第13 章 刚体运动学基础 . . 407
13.1 参考系运动学 . 407
13.2 刚体的有限转动 410
13.3 刚体的姿态坐标 413
13.4 小结 421
第14 章 多刚体系统的运动学分析 . . 424
14.1 约束及约束方程 424
14.2 多刚体系统的运动学分析 435
第15 章 多刚体系统的动力学分析 . . 438
15.1 多刚体系统的动力学方程 438
15.2 静力学分析和逆动力学分析 . 449
15.3 多刚体系统的动力学分析 450
15.4 多刚体系统动力学分析示例程序 . 455
第16 章 柔性多体系统动力学建模方法 .. . . 484
16.1 基于模态坐标柔性多体系统动力学建模方法 485
16.2 柔性多体系统动力学方程的有限元格式 . 493
附录A 张量 . . 503
A.1 指标记号与求和约定 . 503
A.2 张量运算 . 505
A.3 Voigt 记号 . 509
附录B 用Tecplot 进行后处理 . . 511
附录C 用ParaView 进行后处理 . . . . 516
C.1 一个实例 . 517
C.2 数据格式 . 522
附录D FEAP 程序 . . . . 535
D.1 FEAP 程序 535
D.2 程序结构 . 538
D.3 单元子程序的执行过程 541
D.4 时间积分法的实现过程 543
D.5 特征值求解过程 546
索引 . . 549
参考文献. . 5552100433B
《计算空气动力学并行编程基础》由国防工业出版社出版。