前言
第1章 引论
1.1 数值分析与工程产品结构设计的关系
1.2 结构性能数值分析的理论内核与建模
1.3 撰写本书的目的
第2章 工程结构中承载单元的传力特征
2.1 本书对工程结构的界定
2.2 结构上母材的承载传力特征
2.3 弧焊接头的承载传力特征
2.4 电阻点焊接头的承载传力特征
2.5 螺纹连接结构的承载传力特征
2.6 本章小结
第3章 按位移求解的若干力学问题的微分方程与数据链
3.1 按位移求解二维平面问题的微分方程与数据链
3.2 按位移求解三维空间问题的微分方程与数据链
3.3 按小位移求解的薄板弯曲问题的微分方程与数据链
3.4 材料弹塑性问题的求解过程
3.4.1 材料弹塑性问题的本构关系
3.4.2 材料完全塑性问题的求解过程
3.5 接触问题概述及其求解特殊性
3.6 结构屈曲稳定问题的求解过程
3.7 本章小结
第4章 结构动力学问题中的微分方程与求解过程
4.1 结构动力学问题的基本微分方程
4.1.1 单自由度振动问题的基本微分方程及求解
4.1.2 多自由度振动问题的基本微分方程及求解
4.2 一般阻尼动力学问题固有频率的解法
4.3 模态叠加法的求解过程
4.4 具有一般阻尼动力系统的模态叠加法
4.5 逐步积分法中的求解过程
4.6 刚柔耦合结构动力学概述及求解
4.7 刚柔耦合模型的求解过程及其数据链
4.8 本章小结
第5章 结构位移有限元法的内涵及求解模式
5.1 结构位移有限元法概述
5.2 有限元法将微分方程转化为线性代数方程组的理论基础
5.2.1 结构平衡与微分方程
5.2.2 变分原理的基本思想
5.2.3 基于小势能原理确认结构平衡状态
5.3 位移有限元法的核心技术假定位移场
5.4 基于小势能原理的有限元法求解模式
5.5 位移有限元法建模过程中单元离散的不唯一性
5.6 本章小结
第6章 预测焊接结构疲劳寿命的力学模型及程序设计
6.1 传统方法预测疲劳寿命的难点
6.2 对网格不敏感的结构应力
6.3 基于结构应力计算疲劳寿命的理论模型
6.4 预测焊接结构疲劳寿命的程序设计基础
6.4.1 定义疲劳载荷
6.4.2 定义有限元模型
6.4.3 焊线节点力获取及疲劳寿命计算
6.4.4 疲劳寿命计算数据可视化
6.5 本章小结
第7章 结构性能数值分析的建模技术
7.1 建模内涵
7.2 建模原则
7.3 建模任务与工具
7.4 建模方法
7.4.1 基于定性力学的预分析法
7.4.2 由浅入深的两阶段法
7.4.3 刚度或质量等效替代法
7.5 建模纠错
7.5.1 模型正向与逆向纠错
7.5.2 位移追踪纠错
7.5.3 基于实测数据的纠错
7.6 本章小结
第8章 结构性能评估中的灵敏度分析技术
8.1 灵敏度信息与设计修改
8.2 位移与应力关于设计变量的灵敏度
8.3 结构固有频率关于设计变量的灵敏度
8.4 结构吸能的灵敏度
8.5 焊接结构疲劳寿命的灵敏度
8.6 基于灵敏度信息的设计修改实例
8.7 本章小结
第9章 工程结构静态性能数值分析实例与建模体验
9.1 中空挤压铝型材车体结构强度数值分析实例及建模体验
9.1.1 建模背景
9.1.2 中空挤压铝型材的结构特点
9.1.3 建模难点及其解决对策
9.1.4 建模要点
9.1.5 数值分析结果验证
9.1.6 建模体验
9.2 车体结构关键承载部件精细计算实例与建模体验
9.2.1 建模背景
9.2.2 建模难点及其解决对策
9.2.3 数值分析结果验证
9.2.4 建模体验
9.3 螺栓连接结构数值分析实例与建模体验
9.3.1 建模背景
9.3.2 螺栓连接在高速动车组结构中的应用特点
9.3.3 建模方法
9.3.4 实体单元建模难点及其解决对策
9.3.5 数值分析结果验证
9.3.6 建模体验
9.4 钳夹货车结构强度数值分析实例与建模体验
9.4.1 建模背景
9.4.2 建模难点及其解决对策
9.4.3 数值分析结果验证
9.4.4 建模体验
9.5 不锈钢电阻点焊车体结构稳定性分析实例与建模体验
9.5.1 建模背景
9.5.2 不锈钢电阻点焊车体的结构特点
9.5.3 建模难点及其解决对策
9.5.4 分析过程
9.5.5 建模体验
9.6 考虑初始缺陷的结构稳定性分析实例与建模体验
9.6.1 建模背景
9.6.2 建模难点及其解决对策
9.6.3 建模要点
9.6.4 建模体验
9.7 机车焊接构架变形弹塑性矫正实例及建模体验
9.7.1 建模背景
9.7.2 机车焊接构架及其焊接变形特点
9.7.3 建模难点及其解决对策
9.7.4 数值分析过程
9.7.5 建模体验
9.8 本章小结
第10章 工程结构动态性能数值分析实例与建模体验
10.1 规则载荷下弧焊结构疲劳寿命数值分析实例与建模体验
10.1.1 关于疲劳载荷
10.1.2 建模要点
10.1.3 建模体验
10.2

本书以建模为主线，针对工程结构性能数值分析与评估过程中普遍存在的计算模型问题进行了研讨。全书包括四部分：①介绍了硬件、软件以及建模之间的内在联系，从而确认了建模在结构数值分析与评估过程中的重要地位。②在数值计算基础方面，重点研讨了与建模密切相关的结构的承载传力特征、线性与非线性评估的理论模型、结构有限元的基础理论等，为建模过程中的数据流动厘清逻辑关系。③为便于对建模原则与方法的理解，列举了一批有代表性的工程实例，涉及结构线性、非线性强度的建模与计算，预测车辆焊接结构疲劳寿命的建模与计算，结构气动压力响应的建模与计算，帮助读者做到举一反三。④基于商业软件的二次开发等，通过有限元程序编写实例，激发读者主动增添自己专用软件的创新能力。
本书可供装备制造业产品结构设计人员、数值分析与评估的工程研究人员学习、参考。