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| 內容簡介： |
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本书依托产教融合理念，注重理论与实践的结合，重点讲述有限元法、有限差分法、物质点法、等几何法的理论基础，并提供各理论方法完整的MATLAB代码，对简单的工程问题进行仿真分析，循序渐进地展现各方法的具体实现。同时，针对复杂工程实例，如板料冲压成型、锻造成型及铸造成型，提供相应的数值求解方程及通用软件的操作步骤，加深读者对数值方法理论与实践的理解。各章节的编排均采用先理论后MATLAB实例代码或者工业软件实现的方式，便于读者的领悟。本书在阐述各类典型数值方法的基础理论知识时，力求详尽，通俗易懂。实例化部分采用简洁的MATLAB代码，由浅入深，与理论公式对应进行讲解，易于上机实现。工程实例物理模型的建立与数值理论相辅相成，促进读者对数值方法的理论与实践相结合的了解与掌握。 本书可供高等院校机械类、材料类的本科生和研究生及相关科研人员参考。
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| 關於作者： |
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许江平，博士。主要从事先进数值算法研究及其在加工、制造中的应用。2009年博士毕业于华中科技大学模具技术国家重点实验室。2010后在新加坡南洋理工大学、沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学和西班牙拉科鲁尼亚大学从事博士后和研究员相关工作。承担和负责10余项国家级项目和多项国际知名企业项目。
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| 目錄：
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目录
第1章 先进数值方法概述1
1.1 常用数值仿真方法简介1
1.1.1 有限元法1
1.1.2 有限差分法3
1.1.3 物质点法4
1.1.4 等几何法6
1.2 工业软件发展历程及未来7
1.2.1 CAE软件发展历史8
1.2.2 我国工业软件的现状与未来10
复习思考题13
第2章 有限元法14
2.1 有限元法基础理论14
2.1.1 有限元平衡方程14
2.1.2 常见单元的形函数16
2.1.3 等参单元数值积分21
2.1.4 刚度矩阵和力向量的组装32
2.1.5 边界条件施加及求解34
2.2 杆单元和四边形单元实例分析42
2.2.1 杆单元阶梯杆拉伸42
2.2.2 四边形单元方板拉伸44
2.3 悬臂梁弯曲的Ansys分析54
2.3.1 Ansys模拟54
2.3.2 理论求解悬臂梁受力60
2.4 金属塑性成型有限元理论61
2.4.1 动力学虚功率方程61
2.4.2 有限元方程62
2.4.3 中心差分算法64
2.4.4 临界时间步长64
2.5 金属锻压成型中的数值模拟65
2.5.1 金属锻压成型仿真的主流软件65
2.5.2 应用案例——Deform软件70
2.6 金属冲压成型中的数值模拟78
2.6.1 金属冲压成型仿真的主流软件78
2.6.2 应用案例——NX Forming软件82
复习思考题112
第3章 有限差分法115
3.1 有限差分法基础115
3.1.1 差分基本概念115
3.1.2 差分方程、截断误差和相容性118
3.1.3 差分格式的构造122
3.2 泊松问题131
3.2.1 泊松理论131
3.2.2 实例分析132
3.2.3 MATLAB源代码135
3.3 枝晶凝固问题137
3.3.1 枝晶凝固理论137
3.3.2 实例分析139
3.3.3 MATLAB源代码141
3.4 颗粒烧结问题144
3.4.1 颗粒烧结理论144
3.4.2 实例分析147
3.4.3 MATLAB源代码150
3.5 通道湍流流动问题155
3.5.1 通道湍流流动理论155
3.5.2 实例分析159
3.5.3 MATLAB源代码161
3.6 铸造问题162
3.6.1 铸造理论162
3.6.2 实例分析——AnyCasting165
复习思考题173
第4章 物质点法175
4.1 物质点法理论175
4.1.1 更新拉格朗日格式的弱形式175
4.1.2 物质点离散178
4.1.3 运动方程求解181
4.1.4 广义插值物质点法185
4.1.5 物质点法开源程序189
4.2 梁问题189
4.2.1 物质点法变体190
4.2.2 实例分析191
4.2.3 MATLAB源代码194
4.3 边坡失效问题196
4.3.1 D-P模型197
4.3.2 实例分析200
4.3.3 MATLAB源代码202
4.4 三维压印成型问题204
4.4.1 动态显式物质点法204
4.4.2 实例分析210
4.4.3 伪代码214
复习思考题215
第5章 等几何法217
5.1 等几何法基础理论217
5.1.1 B样条理论217
5.1.2 NURBS理论223
5.1.3 NURBS细化226
5.1.4 数值积分229
5.1.5 边界值问题求解231
5.1.6 等几何法分析流程233
5.2 圆孔方板的弹性拉伸问题235
5.2.1 弹性理论236
5.2.2 实例分析238
5.2.3 MATLAB源代码240
5.3 螺栓预紧力的弹塑性拉伸问题242
5.3.1 弹塑性理论242
5.3.2 实例分析246
5.3.3 MATLAB源代码247
5.4 二维接触压印问题250
5.4.1 接触搜索理论251
5.4.2 实例分析254
5.4.3 MATLAB源代码259
5.5 枝晶凝固问题263
5.5.1 枝晶凝固理论263
5.5.2 实例分析265
5.5.3 FORTRAN源代码270
5.6 薄板振动问题273
5.6.1 数学模型273
5.6.2 实例分析274
5.6.3 MATLAB源代码276
复习思考题277
第6章 开源软件及编译运行279
6.1 开源有限元程序279
6.1.1 OpenRadioss279
6.1.2 MOOSE283
6.1.3 Deal.II286
6.2 开源物质点法程序287
6.2.1 MPM3D-F90287
6.2.2 Karamelo288
参考文献292
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