计算动力学

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3篇，共有16章和4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FORTRAN 90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——动态子结构法。第6章简要讲述结构动力学问题的频域分析方法，并给出了响应谱计算程序RespSpec。第7章讲述连续介质力学基础，包括物体运动和变形的描述方法、应变及应力的度量方法和守恒方程。第8章讲述拉格朗日有限元法，并给出显式有限元程序EFEP90。第9章讲述材料模型及其程序实现方法。第10章讲述任意拉格朗日-欧拉法。第11章讲述无网格法，包括伽辽金型无网格法、光滑质点流体动力学方法和物质点法。第12章简要介绍并行计算方法和并行程序设计，并给出了并行版的高速碰撞分析显式有限元程序PEFEP90。第13章讲述刚体运动学基础。第14章讲述多刚体系统的运动学分析。第15章讲述多刚体系统的动力学分析，并给出示例程序MBSim。第16章讲述柔性多体系统动力学建模方法。附录A简要地介绍张量指标记号、Voigt记号和张量运算法则。附录B介绍Tecplot进行有限元后处理的相关功能。附录介绍如何用ParaView进行有限元后处理。附录D讲述FEAP程序的使用方法、程序结构以及进行二次开发的方法，便于学生在FEAP程序的基础上快速开展自己的研究工作。本书可作为力学、机械、航空航天、土木水利、汽车等专业的研究生和高年级本科生教材及科研人员的参考书。