●前言
符號表
章 結構復雜行為分析概述
1.1 結構復雜行為分析的定義
1.2 分析力學的基本思路
1.3 結構復雜行為的數值分析方法
1.3.1 法
1.3.2 顯法
1.3.3 法
1.3.4 非連續變形分析法
1.3.5 無網格法
1.3.6 非線性力法
1.4 有限質點法的發展
1.4.1 向量力學基本思路
1.4.2 有限質點法的創建
1.4.3 有限質點法的典型應用
1.5 有限質點法與其他計算力學方法的比較
1.5.1 有限質點法與法的比較
1.5.2 有限質點法與非連續變形分析法的比較
1.5.3 有限質點法與法的比較
1.5.4 有限質點法與無網格法的比較
1.6 有限質點法的優勢
第2章 有限質點法基礎
2.1 有限質點法的基本概念
2.1.1 點值描述
2.1.2 虛擬剛體運動
2.1.3 運動和變形描述機制
2.2 有限質點法的運動方程
2.2.1 運動控制方程的建立
2.2.2 運動約束與邊界條件
2.2.3 運動控制方程的求解
2.2.4 誤差分析與修正機制
2.3質點的計算公式
2.3.1 杆繫結構的離散模型
2.3.2質點的運動方程
2.3.3質點的內力計算
2.3.4質點的外力計算
2.4質點的計算公式
2.4.1 梁繫結構的離散模型
2.4.2質點的運動方程
2.4.3 梁繫結構質點的內力計算
2.4.4質點的外力計算
2.5 質點的計算公式
2.5.1 平面固體的離散模型
2.5.2 質點的運動方程
2.5.3 質點的內力計算
2.5.4 質點的外力計算
2.6 質點的計算公式
2.6.1 薄膜的離散模型
2.6.2 質點的運動方程
2.6.3 質點的內力計算
2.6.4 質點的外力計算
2.7 質點的計算公式
2.7.1 薄殼的離散模型
2.7.2 質點的運動方程
2.7.3 質點的內力計算
2.7.4 質點的外力計算
2.8 三維質點的計算公式
2.8.1 三維的離散模型
2.8.2 三維質點的運動方程
2.8.3 三維質點的內力計算
2.8.4 三維質點的外力計算
2.9 計算步驟與流程
第3章 結構大變形行為分析
3.1 杆梁幾何大變形分析
3.1.1 幾何大變形問題分析思路
3.1.2 懸臂梁的大變形分析
3.1.3 平面剛架的大變形分析
3.1.4 平面桁架的大變形分析
3.1.5 空間懸臂曲梁的大變形分析
3.1.6 半剛性剛架的大變形分析
3.2 杆梁彈塑性問題求解
3.2.1 杆梁彈塑性計算理論
3.2.2 三杆平面桁架的彈塑性分析
3.2.3 四杆空間桁架的彈塑性分析
3.2.4 平面懸臂梁的彈塑性分析
3.2.5 空間直角剛架的彈塑性分析
3.3 結構動力彈塑性分析
3.3.1 結構動力彈塑性問題描述及分析思路
3.3.2 彈塑性模型加卸載準則及計算流程
3.3.3 柱面網殼滯回性能模擬與分析
3.4 各向異性薄膜的大變形分析
3.4.1 膜材的本構模型
3.4.2 馬鞍形膜結構受豎向均布荷載大變形分析
3.4.3 膜片單軸與雙軸拉伸大變形分析
3.4.4 薄膜圓管受內壓與集中力大變形分析
3.4.5 薄膜應力剛化分析
3.5 三維固體彈塑性分析
3.5.1 三維固體彈塑性計算理論
3.5.2 圓柱坯受壓大變形分析
第4章 結構失穩與屈曲行為分析
4.1 有限質點法的穩定計算策略
4.1.1 力控制法
4.1.2 位移控制法
4.1.3 弧長法
4.2 兩根鉸接杆件失穩分析
4.2.1 彈性失穩
4.2.2 采用理想彈塑性模型的彈塑性失穩
4.2.3 采用雙線性強化模型的彈塑性失穩
4.2.4 采用壓杆屈曲軟化模型的彈塑性失穩
4.32 4 杆星型桁架的穩定分析
4.3.1 彈性失穩
4.3.2 采用雙線性強化模型的彈塑性失穩
4.3.3 采用壓杆屈曲模型的彈塑性失穩
4.4 剛架的穩定分析
4.4.1 剛架彈性穩定
4.4.2 剛架彈塑性穩定
4.5 半圓環受中部集中荷載的屈曲分析
4.6 扁球殼受持續均布壓力的屈曲分析
4.7 扁球殼屈曲分析
4.8 薄壁圓管屈曲分析
4.8.1 薄壁圓管三點受彎屈曲
4.8.2 薄壁圓管純彎屈曲分析
4.9 薄壁方管受軸向撞擊的屈曲分析
4.10 薄殼受瞬時衝擊荷載的動力穩定分析
第5章 含機構運動的結構行為分析
5.1 結構體繫機構化分析
5.2 單根杆件的轉動分析
5.3 平面連杆（索）機構運動分析
5.3.1 平面機構運動分析
5.3.2 一階無窮小機構運動分析
5.3.3 平面懸索結構運動分析
5.4 空間四杆機構運動分析
5.5 基於剪式折梁平面可展結構運動分析
5.5.1 剪
5.5.2 基於剪式折環狀平面可展結構運動分析
5.6 基於Bennett linkage的可展結構運動分析
5.6.1 Bennett柱鉸節點
5.6.2 基於Bennett linkage的空間可展結構運動分析
5.7 含滑移索的機構運動分析
5.7.1 滑的建立
5.7.2 滑移索控制的機構運動分析
5.7.3 連續張拉索-杆結構成形過程分析
5.8 結構機構化破壞過程分析
5.8.1 結構機構化破壞描述
5.8.2 雙層網架的機構化破壞過程模擬
5.9 充氣膜折疊展開過程仿真模擬
5.9.1 氣流場分析
5.9.2 Z形折疊圓柱形直管的展開模擬
5.9.3 卷曲折疊球形氣囊的展開模擬
第6章 柔性結構初始形態分析
6.1 索網（懸索）結構初始形態分析
6.1.1質點計算公式
6.1.2 分析技術及流程
6.1.3 分析示例
6.2 薄膜結構初始形態分析
6.2.1 張力膜結構初始形態分析
6.2.2 原始曲面確定
6.2.3 膜面控制策略
6.2.4 方程求解與收斂準則
6.2.5 分析示例
6.3 充氣膜結構初始形態分析
6.3.1 基本分析思路
6.3.2 分析計算流程
6.3.3 分析示例
6.4 索-杆-梁-膜張力結構初始形態分析
6.4.1 分析思路與步驟
6.4.2 分析示例
第7章 薄膜結構褶皺行為分析
7.1 基本分析思路
7.1.1 張力場理論基本思想
7.1.2 屈曲理論基本思想
7.2 張力場理論分析方法
7.2.1 膜面受力狀態判斷
7.2.2 膜面褶皺效應分析技術
7.2.3 分析流程
7.3 屈曲理論分析方法
7.3.1 褶皺形態模擬
7.3.2 分析流程
7.4 薄膜褶皺分析示例
7.4.1 環形預張力薄膜扭轉褶皺效應
7.4.2 矩形薄膜面內剪切褶皺形態
7.4.3 方形氣囊充氣膨脹褶皺效應
7.4.4 球形氣囊充氣膨脹褶皺形態
第8章 結構接觸和踫撞行為分析
8.1 接觸偵測方法
8.1.1 梁、杆的接觸偵測方法
8.1.2 膜、殼、固體的接觸偵測方法
8.2 踫撞反應計算
8.2.1 梁、杆的踫撞反應計算
8.2.2 膜、殼、固體的踫撞響應計算
8.3 杆、梁結構的踫撞行為分析
8.3.1 杆的接觸踫撞
8.3.2 柔性體與剛性邊界接觸踫撞
8.3.3 梁的接觸踫撞
8.4 薄膜的踫撞行為分析
8.4.1 充氣球與膜面的接觸踫撞
8.4.2 方形膜片與剛性圓柱的接觸踫撞
8.5 殼的踫撞行為分析
8.6 固體的踫撞行為分析
8.6.1 Taylor杆踫撞
8.6.2 固體間的黏滯接觸
第9章 結構斷裂行為分析
9.1 的斷裂計算
9.1.1 杆的斷裂計算
9.1.2 平面的斷裂計算
9.1.3 的斷裂計算
9.1.4 的斷裂計算
9.1.5 的斷裂計算
9.2 杆、梁結構斷裂行為分析
9.2.1 懸挑網架臺風作用下的斷裂分析
9.2.2 單層網殼地震作用下的倒塌行為分析
9.3 矩形板的斷裂行為分析
9.3.1 板片受拉裂紋擴展分析
9.3.2 預應力板片受拉裂紋擴展分析
9.4 充氣膜結構的斷裂行為分析
9.5 薄壁圓管的斷裂行為分析
9.6 矩形梁受扭的斷裂行為分析
9.7 管桁結構斷裂行為分析
0章 結構精細化分析
10.1 概述
10.1.1 精細化分析的基本概念
10.1.2 精細化分析的基本思路與優點
10.2 多尺度分析
10.2.1 基本假定
10.2.2 計算公式
10.2.3 計算流程
10.2.4 分析示例
10.3 質點分布智能優化
10.3.1 誤差估計指標與加密準則
10.3.2 質點分布控制
10.3.3 計算流程
10.3.4 分析示例
10.4 GPU並行加速
10.4.1 GPU架構及CUDA
10.4.2 並行加速實現
10.4.3 分析示例
附錄
附錄A 四節點質點內力計算
A.1 位移和變形
A.2 內力計算
附錄B 質點內力計算
B.1 位移和變形計算
B.2 內力計算
B.3 數值積分方案
附錄C 非線性各向異性模型建立
C.1 等效單軸受拉模型
C.2 經、緯向應力-應變關繫函數
附錄D 彈塑性材料本構關繫與積分算法
D.1 塑性基礎
D.2 本構積分算法
D.3 算法流程
參考文獻
內容簡介
本書繫統地闡述了有限質點法的基本理論、計算方法及其在結構復雜行為分析中的應用。針對結構中的大變形、機構運動、柔性結構找形、薄膜結構褶皺、接觸踫撞、斷裂和精細化分析問題，逐一進行講解。全書共10章。章為結構復雜行為和分析方法概述，第2章介紹有限質點法的基本理論，第3章介紹結構大變形行為分析，第4章介紹結構失穩與屈曲行為分析，第5章介紹含機構運動的結構行為分析，第6章介紹柔性結構初始形態分析，第7章介紹薄膜結構褶皺問題分析，第8章介紹結構接觸和踫撞行為分析，第9章介紹結構斷裂行為分析，10章介紹結構精細化分析。後一部分為附錄，為正文中未列出的較為復雜的理論和推導，供讀者參考。本書可作為力學、土木、機械、航空航天等相關工程專業本科生和研究生的教材，也可作為上述專業教師和工程技術及科研開發人員的參考書。
