ALGOR有限元分析软件实例教程

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出版者:人民交通出版
作者:刘长利
出品人:
页数:282
译者:
出版时间:2005-9
价格:36.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787114057076
丛书系列:
图书标签:
  • Algor
  • 有限元分析
  • ALGOR
  • 软件教程
  • 实例教程
  • 工程分析
  • 结构力学
  • 数值计算
  • 仿真
  • CAD
  • 机械工程
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具体描述

本书第一章简单介绍了ALGOR软件的特点和功能,第二章通过一个简单的实例分析介绍了ALGOR软件有限元分析的基本操作过程,第三、四章详细介绍了ALGOR软件的前后处理菜单界面,第五十一章分别介绍了ALGOR软件机械动力仿真分析、线性和非线性静力学分析、线性和非线性动力学分析、瞬态和稳态的热传导分析、稳态和非稳态的流体流动分析、电场及MEMs分析和多物理场耦合分析等功能。

本书可以作为ALGOR软件用户的培训教程和学习参考用书,同时可以作为高等院校工程力学、机械设计制造、土木工程、航空航天、石油化工、水利、汽车、电子等相关专业开设有限元分析课程的辅助教材和学习材料,也可以作为广大工程技术人员使用ALGOR软件的参考用书。

随书附赠光盘一张。

现代结构工程中的数值模拟与优化:基于有限元方法的深度应用 本书简介 本书旨在为结构工程领域的专业人士、研究生以及高级本科生提供一本全面、深入且极具实践指导意义的参考手册。在现代土木、机械、航空航天等工程领域,对复杂结构进行精确的力学分析、预测其在不同载荷和环境条件下的响应,已成为保障结构安全与性能的关键环节。传统的解析解方法已难以应对现实世界中结构几何的复杂性、材料特性的非线性以及载荷分布的随机性。因此,以有限元法(Finite Element Method, FEM)为核心的数值模拟技术,已成为工程师手中不可或缺的强大工具。 本书的定位与核心价值 本书并非停留在理论公式的堆砌或某一特定商业软件的简单操作指南,而是立足于“工程问题定义、数值模型构建、求解器选择与结果后处理”的全生命周期思考框架。它致力于弥合结构力学理论与高级数值模拟实践之间的鸿沟,使读者能够真正理解“为什么”使用某种单元类型或设置特定的边界条件,而不仅仅是“如何”输入数据。 第一部分:有限元分析的理论基石与高级概念 本部分将系统回顾和深化读者对有限元方法基础理论的理解,重点关注那些在复杂工程模拟中至关重要的理论细节。 1. 单元理论与选型精要: 深入剖析各种常用单元(如梁、壳、实体单元)的插值函数(形函数)、高阶单元的优势与局限性,以及单元装配过程中的数值稳定性问题。特别探讨了剪切锁定(Shear Locking)和体积锁定(Volumetric Locking)现象,并介绍了超有限元(Hybrid FEM)和减缩积分技术(Reduced Integration)在克服这些问题中的应用。 2. 非线性分析的全面解析: 结构分析中的非线性是工程现实的常态。本书详细阐述了几何非线性(大变形、应力刚度)、材料非线性(弹塑性、蠕变、超弹性)的处理策略。对增量平衡法、牛顿-拉夫逊法(Newton-Raphson)及其各种修正方法(如线搜索、弧长法)的收敛性与效率进行了深入比较和实例演示。 3. 接触理论与摩擦建模: 结构装配、碰撞分析中,接触面的准确模拟至关重要。本书详细讨论了单面接触、双面接触的数学描述,包括罚函数法、增广拉格朗日法和乘子法在求解中的区别。对摩擦模型的建立,如库仑摩擦模型及更复杂的粘滑行为,提供了细致的工程指导。 第二部分:高级分析领域的深度应用 本部分聚焦于结构工程中最具挑战性和前沿性的分析领域,展示如何利用FEM求解复杂的实际工程问题。 1. 动态响应与模态分析: 讲解了特征值问题的求解方法(如子空间迭代法),以及如何从模态分析结果推导出响应谱分析和瞬态动力学分析的初始条件。深入探讨了阻尼理论(包括瑞利阻尼、模态阻尼)在时域和频域分析中的应用,以及如何处理结构与流体耦合(FSI)引起的振动问题。 2. 热-结构耦合分析(Thermo-Structural Coupling): 针对高温、火灾或热冲击环境下的结构行为,本书系统介绍了瞬态和稳态的热传导方程与结构平衡方程的耦合求解方法。重点分析了温度载荷引起的热应力和蠕变效应在长期服役性能评估中的作用。 3. 疲劳与损伤评估: 疲劳是结构失效的主要原因之一。本书将疲劳分析划分为应力/应变寿命法(S-N/E-N)和断裂力学法(CZM/XFEM)两大类,并结合实例展示如何利用FEM计算的关键点应力历史来驱动疲劳寿命预测,特别是对焊缝和应力集中区域的评估。 4. 优化设计与逆向工程: 将有限元分析扩展至设计迭代过程。详细介绍了拓扑优化、形状优化和尺寸优化的基本原理,包括灵敏度分析(伴随法)的推导和实现。通过实例指导读者如何将分析结果转化为实际可制造的结构改进方案。 第三部分:工程案例与软件无关的建模哲学 本书的特色在于,它侧重于建模哲学而非特定软件的操作手册。通过一系列来自桥梁、高压容器、复杂机械部件的综合案例,本书演示了: 网格划分策略: 如何根据载荷路径、应力梯度和几何特征选择合适的网格类型、尺寸分布和过渡区处理方法,以确保计算精度与效率的平衡。 边界条件与载荷施加: 区分物理约束、理想约束与数值约束,指导读者如何准确模拟真实的支撑条件、预紧力、惯性载荷和复杂环境载荷(如风荷载、地震激励)。 结果的工程解读: 强调结果的批判性审查,包括检查能量平衡、平衡力、自由度约束是否满足,并识别计算中的奇异点和数值误差,确保分析结果的可靠性和工程可信度。 适合读者 本书适合已具备基础结构力学和有限元理论知识的工程师和研究人员。特别是对于需要进行高级非线性分析、复杂动力学分析,或希望提升自身数值模拟建模水平,摆脱“黑箱操作”的专业技术人员,本书将是提升其工程决策能力的宝贵资源。通过深入学习,读者将能够独立构建和验证复杂工程问题的可靠FEM模型。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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作为一本侧重于“实例”的教程,它在解决实际工程难题方面的指导价值是毋庸置疑的。书中的案例覆盖面很广,从结构受力分析到热应力计算,似乎涵盖了大部分初中级工程师可能遇到的实际场景。更难得的是,作者似乎特别关注那些容易“翻车”的环节,比如网格质量控制、边界条件的合理施加,以及结果收敛性的判断等关键的“陷阱”区域,都给予了详细的警告和处理建议。这种前瞻性的指导,大大降低了读者在实际工作中走弯路的可能性,真正实现了“授人以渔”的目的,让读者学到的不仅仅是软件的按键操作,更是分析问题的工程思维。

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从内容深度来看,这本书的广度和深度都达到了一个令人惊喜的平衡点。它没有陷入过度简化的窠臼,也没有一味地堆砌晦涩难懂的数学证明。作者巧妙地将核心的物理背景知识融入到软件应用的过程中,使得读者在学习“如何操作”的同时,也理解了“为什么这样操作”。我特别欣赏它对不同单元类型和高级分析模块的讲解,那些原本令我望而生畏的非线性问题和接触分析,在作者的梳理下变得条理清晰,逻辑清晰可见。这表明编者对有限元方法的理解达到了一个非常深刻的层次,能够站在初学者的角度,用最恰当的语言去解释最复杂的问题,这种教学智慧是非常难得的。

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这本书的封面设计非常引人注目,色彩搭配大胆而富有科技感,封面上的人物剪影和复杂的几何图形组合在一起,立刻让人感受到内容的深度和专业性。我通常对技术类的书籍比较挑剔,但这本书的排版和字体选择让人在阅读时感到非常舒适,即便是面对大量的公式和图表,眼睛也不会感到疲劳。拿到书的瞬间,我就被它那扎实的质感所吸引,感觉这是一本可以长期陪伴学习和查阅的工具书,而不是快餐式的读物。尤其值得称赞的是,作者在内容组织上的用心,清晰的目录结构让读者能迅速定位到自己感兴趣的部分,从基础概念到高级应用,逻辑过渡非常自然流畅,对于初学者来说,无疑是一剂强心针,它搭建了一个稳固的学习阶梯,让人敢于挑战更复杂的主题。

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翻开内页,我立刻被书中详尽的步骤拆解所折服。这本教程并非仅仅罗列理论,而是真正做到了“手把手”的教学。每一个案例的引入都紧密结合实际工程问题,让抽象的有限元概念瞬间变得鲜活起来。作者对软件操作界面的描述细致入微,每一步操作都配有高质量的截图和详尽的文字说明,即便是第一次接触这类软件的新手,也能在不产生困惑的情况下顺利完成模拟设置。这种注重实践的编排方式,极大地缩短了从理论学习到实际应用之间的鸿沟,让人感觉自己不是在看一本“说明书”,而是在一位经验丰富的前辈带领下完成一次完整的项目实战。书中提供的算例数据和后处理结果分析也相当到位,帮助读者建立起对计算结果的批判性思维。

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这本书的装帧质量和印刷水准也体现了出版方的专业态度。纸张的厚度和光洁度适中,不仅保证了图文清晰度,也保证了书籍的耐用性。我发现书中很多关键的公式推导和网格划分的细节图都采用了高清印刷,即便是放大查看细微之处,信息损耗也极小,这对于依赖视觉信息的工程学习至关重要。书本的装订也非常牢固,我可以很放心地将它平摊在桌面上进行边学边操作,不用担心书页脱落,这对于需要频繁翻阅和比对的实操教程来说,是极其重要的细节体验,体现了对读者使用习惯的尊重。

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