结构仿生学与新型有限元计算理论

前言

第1章 绪论

1.1 结构仿生学的发展现状及应用前景

1.2 建筑结构仿生学的分类及工程应用实例

1.3 结构仿生学中的关键力学问题

1.4 蜻蜓翅膀结构仿生及新型有限元计算理论

参考文献

第2章 新型协同转动二维梁单元计算理论

2.1 概述

2.2 二维梁元的协同转动框架描述

2.3 二维梁元的运动学方程

2.4 二维梁元在局部坐标系下的切线刚度矩阵

2.5 二维梁元在整体坐标系下的切线刚度矩阵

2.6 算例分析

2.7 结语

参考文献

附录

第3章 新型协同转动三维梁单元计算理论

3.1 概述

3.2 三维梁元协同转动框架描述

3.3 三维梁元的运动学方程

3.4 三维梁元在局部坐标系下的切线刚度矩阵

3.5 三维梁元在整体坐标系下的切线刚度矩阵

3.6 等效节点荷载计算

3.7 算例分析

3.8 结语

参考文献

附录

第4章 新型协同转动四边形曲壳单元计算理论

4.1 概述

4.2 四边形曲壳单元协同转动框架描述

4.3 四边形曲壳单元的运动学方程

4.4 四边形曲壳单元在局部坐标系下的切线刚度矩阵

4.5 四边形曲壳单元在整体坐标系下的切线刚度矩阵

4.6 算例分析

4.7 结语

参考文献

附录

第5章 新型协同转动三边形曲壳单元计算理论

5.1 概述

5.2 三边形曲壳单元协同转动框架描述

5.3 三边形曲壳单元的运动学方程

5.4 三边形曲壳单元在局部坐标系下的切线刚度矩阵

5.5 三边形曲壳单元在整体坐标系下的切线刚度矩阵

5.6 算例分析

5.7 结语

参考文献

附录

第6章 新型协同转动超级有限单元

6.1 概述

6.2 四边形曲壳单元公式的改进

6.3 三边形曲壳单元公式的改进

6.4 梁元与曲壳单元杂交多边形超级单元

6.5 结语

参考文献

附录

第7章 结构非线性平衡方程的增量求解方法

7.1 概述

7.2 广义位移控制法

7.3 位移控制法

7.4 弧长法

7.5 位移扰动法和力扰动法

参考文献

第8章 蜻蜓翅膀结构性能研究及新型空间结构体系仿生设计

8.1 概述

8.2 蜻蜓翅膀样本试验

8.3 蜻蜓翅膀结构计算模型及有限元分析

8.4 新型空间结构体系仿生设计

8.5 结语

参考文献

第9章 总结与展望

9.1 本书内容总结

9.2 需进一步开展的研究工作

第1章介绍结构仿生学在国内外的研究现状和应用前景，介绍开展蜻蜓翅膀结构仿生研究的理论价值和工程应用前景，及作者对蜻蜓翅膀仿生研究已取得的成果；第2章至第5章分别介绍基于新型协同转动法发展的先进的二维、三维梁元和三边形、四边形曲壳单元的理论公式，以及为消除这些单元的膜闭锁和剪切闭锁问题所采用的各种方法，并通过丰富的典型算例进行检验；第6章介绍针对蜻蜓翅膀独特的网状翅脉与翅膜杂交结构，基于前面的新型梁元和曲壳单元建立的超级单元的理论公式；第7章介绍前面几章算例分析中采用的求解结构非线性增量方程的方法；第8章介绍对蜻蜓翅膀网状翅脉结构进行有限元分析得出的结论，并给出几个新型空间结构体系仿生设计方案及仿生原理；第9章对本书的内容进行总结，并对今后进一步开展的研究工作进行展望。