描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787030822741
内容简介
《近场动力学进展》是一本全面介绍近场动力学理论及其应用的专著。《近场动力学进展》从近场动力学的基础理论出发，逐步深入到各种改进的近场动力学模型及其在不同材料和变形模式下的应用。《近场动力学进展》详细介绍了近场动力学的基本概念、键运动学、平衡方程、力密度矢量、边界条件、损伤与破坏，以及离散化方法。进一步探讨了近场动力学微分算子、改进的近场动力学模型、平衡方程的弱形式、超弹性材料、黏性-超弹性材料、弹塑性材料、蠕变材料、热弹性材料等的建模方法。此外，《近场动力学进展》还涉及了无虚拟层时边界条件的直接施加、复合材料层合板的键转动键型近场动力学、在ANSYS中耦合键型近场动力学与有限元、用于物理信息神经网络的近场动力学等内容。《近场动力学进展》通过大量的数值模拟和算例验证，展示了近场动力学在工程应用中的潜力和优势，为工程应用中材料的破坏分析提供了新的思路和方法。
目 录
目录
序言
译者序
**章 近场动力学基础 1
1.1 引言 1
1.2 基本概念 1
1.3 键运动学 2
1.4 近场动力学平衡方程 3
1.5 近场动力学力密度矢量 5
1.5.1 键型力密度矢量 5
1.5.2 常规态型力密度矢量 6
1.5.3 非常规态型力密度矢量 12
1.6 近场动力学边界条件 15
1.7 损伤与破坏 15
1.8 离散化 17
1.8.1 空间积分 17
1.8.2 时间积分 19
1.8.3 边界条件的施加 19
1.9 不连续 21
参考文献 23
第二章 近场动力学微分算子 26
2.1 引言 26
2.2 基本概念 26
2.3 用于二维分析的近场动力学函数 27
2.4 用于三维分析的近场动力学函数 32
2.5 平衡方程与应变能密度函数的近场动力学形式 38
2.5.1 应力平衡方程的近场动力学形式 39
2.5.2 变形梯度张量的近场动力学形式 41
2.5.3 应变能密度函数的近场动力学形式 42
2.5.4 位移平衡方程的近场动力学形式 46
参考文献 47
第三章 改进的近场动力学 49
3.1 引言 49
3.2 键型力密度矢量 50
3.3 常规态型力密度矢量 55
3.4 非常规态型力密度矢量 60
3.4.1 准静态加载 62
3.4.2 动态加载 66
参考文献 71
第四章 近场动力学平衡方程的弱形式 73
4.1 引言 73
4.2 近场动力学平衡方程的弱形式 73
4.3 Neo-Hookean材料的本构模型 82
4.4 数值实现 83
4.5 数值结果 85
附录 87
参考文献 91
第五章 超弹性材料的近场动力学建模 93
5.1 引言 93
5.2 Anand模型 95
5.3 破坏准则 96
5.4 数值实现 97
5.5 数值结果 98
附录 104
参考文献 106
第六章 黏性—超弹性变形的近场动力学建模 109
6.1 引言.109
6.2 本构模型 110
6.2.1 超弹性响应 110
6.2.2 黏弹性响应 111
6.2.3 弹性—黏弹性材料界面 114
6.3 切模量 115
6.4 数值结果 116
6.4.1 黏弹性棱柱的松弛与蠕变响应 120
6.5 松弛响应 121
6.6 蠕变与恢复响应 121
6.6.1 非均质棱柱的蠕变响应 123
参考文献 127
第七章 无虚拟层时边界条件的直接施加 129
7.1 引言.129
7.2 均匀变形下的近场动力学平衡方程 130
7.3 近场动力学方程的统一 133
7.4 数值实现 133
7.5 数值结果 139
7.5.1 常规边界条件 139
7.5.2 混合边界条件 149
参考文献 153
第八章 热弹性变形的近场动力学建模 155
8.1 引言.155
8.2 热弹性变形 156
8.3 数值实现 157
8.4 数值结果 160
参考文献 164
第九章 弹塑性变形的近场动力学建模 166
9.1 引言 166
9.2 具有各向同性硬化的平面应变的 J2 塑性公式 167
9.3 数值实现 169
9.3.1 返回映射算法 169
9.3.2 弹塑性切模量 170
9.3.3 算法细节 171
9.4 数值结果 173
参考文献 178
第十章 蠕变的近场动力学建模 179
10.1 引言 179
10.2 Liu和Murakami的蠕变损伤模型 180
10.3 应变增量与应力状态.181
10.4 NOSB-PD 力密度矢量 182
10.5 数值实现 183
10.6 数值结果 184
10.6.1 单轴蠕变 184
10.6.2 矩形平板的蠕变变形 189
参考文献 192
第十一章 轴对称近场动力学分析 194
11.1 引言 194
11.2 轴对称假设.194
11.3 机械功率平衡的PD形式 196
11.4 热功率平衡的PD形式 197
11.5 内能密度变化率的PD形式 198
11.6 轴对称PD运动方程 199
11.7 力密度矢量的确定 202
11.8 柯西应力的演变 206
11.9 Johnson-Cook 塑性模型 207
11.10 等效塑性应变的确定 208
11.11 柯西应力与温度的演变 209
11.12 数值模拟 209
参考文献 214
第十二章 有限变形梁的近场动力学建模 216
12.1 引言 216
12.2PD能量平衡 217
12.3 Simo-Reissner梁理论 218
12.4PD梁运动方程.221
12.4.1 刚性平移不变性 221
12.4.2 刚性旋转不变性 223
12.5PD梁的功率共轭与变形态 226
12.6 本构对应 227
12.7 本构方程 230
12.8 旋转更新 231
12.9 应变更新 231
12.10 数值实现 232
12.10.1 使用Newton-Raphson方法的准静态解 232
12.10.2 使用弧长方法的准静态解 238
12.10.3 拟动态方法 239
12.11 零能模式的消除 240
12.12 数值结果 241
12.12.1 悬臂梁的纯弯* 241
12.12.2 带切口的圆形梁的伸展 242
12.12.3 半圆拱的大挠度 244
12.12.4 点载荷作用下的支架 246
附录 249
参考文献 250
第十三章 键转动键型近场动力学 252
13.1 引言 252
13.2 键运动学 253
13.3 近场动力学微势与键力 255
13.4 守恒律 257
13.5 非对称影响域内的键力 260
13.6 键常数 261
13.7 键断裂准则.267
13.8 数值实现 273
13.9 数值结果 282
13.9.1 开口模式下的裂纹扩展 283
13.9.2 剪切模式下的裂纹扩展 285
参考文献 287
第十四章 复合材料层合板的键转动键型近场动力学 290
14.1 引言 290
14.2 近场动力学微势 290
14.3 近场动力学键常数 291
14.4 近场动力学键力 295
14.5 纤维微模量的表面修正 297
14.6 数值实现 298
14.7 键伸长率与转动角的计算 299
14.8 键断裂准则.300
14.9 数值结果 300
14.9.1 拉伸作用下的层合板 301
14.9.2 渐进破坏 304
参考文献 309
第十五章 在ANSYS中耦合键型近场动力学与有限元 310
15.1 引言 310
15.2 耦合方法 311
15.3 内力矢量 315
15.4 PD力矢量的离散形式 316
15.4.1 BB相互作用下的力矢量 .316
15.4.2 PDDO相互作用下的力矢量.318
15.5 内力作用下PD区域内的虚功 323
15.6 沿边界内牵引力作用下PD区域内的虚功 327
15.7 惯性力作用下PD区域内的虚功 333
15.8 外牵引力作用下PD区域内的虚功 334
15.9 施加体载荷作用下PD区域内的虚功 335
15.10 内力作用下FE区域内的虚功 335
15.11 惯性力作用下FE区域内的虚功 336
15.12 施加外牵引力作用下FE区域内的虚功 336
15.13 施加体载荷作用下FE区域内的虚功 336
15.14 离散耦合PD-FE方程的组装 336
15.15 使用MATRIX27单元的 ANSYS 实现 338
15.15.1 BB相互作用下的刚度矩阵 339
15.15.2 PDDO相互作用下的刚度矩阵 339
15.15.3 沿边界PD内牵引力作用下的刚度矩阵 340
15.16 数值结果 343
15.16.1 准静态加载下的平板 343
15.16.2 瞬时加载下的平板 347
参考文献 351
第十六章 用于物理信息神经网络的近场动力学 353
16.1 引言 353
16.2 PINN构架的基础 353
16.3 非局部PINN架构 355
16.4 线弹性变形的控制方程 357
16.5 线弹性变形的损失函数 358
16.6 数值结果 358
16.6.1 局部PINN结果 361
16.6.2 非局部PINN结果.364
参考文献 370
索引 372
序言
译者序
**章 近场动力学基础 1
1.1 引言 1
1.2 基本概念 1
1.3 键运动学 2
1.4 近场动力学平衡方程 3
1.5 近场动力学力密度矢量 5
1.5.1 键型力密度矢量 5
1.5.2 常规态型力密度矢量 6
1.5.3 非常规态型力密度矢量 12
1.6 近场动力学边界条件 15
1.7 损伤与破坏 15
1.8 离散化 17
1.8.1 空间积分 17
1.8.2 时间积分 19
1.8.3 边界条件的施加 19
1.9 不连续 21
参考文献 23
第二章 近场动力学微分算子 26
2.1 引言 26
2.2 基本概念 26
2.3 用于二维分析的近场动力学函数 27
2.4 用于三维分析的近场动力学函数 32
2.5 平衡方程与应变能密度函数的近场动力学形式 38
2.5.1 应力平衡方程的近场动力学形式 39
2.5.2 变形梯度张量的近场动力学形式 41
2.5.3 应变能密度函数的近场动力学形式 42
2.5.4 位移平衡方程的近场动力学形式 46
参考文献 47
第三章 改进的近场动力学 49
3.1 引言 49
3.2 键型力密度矢量 50
3.3 常规态型力密度矢量 55
3.4 非常规态型力密度矢量 60
3.4.1 准静态加载 62
3.4.2 动态加载 66
参考文献 71
第四章 近场动力学平衡方程的弱形式 73
4.1 引言 73
4.2 近场动力学平衡方程的弱形式 73
4.3 Neo-Hookean材料的本构模型 82
4.4 数值实现 83
4.5 数值结果 85
附录 87
参考文献 91
第五章 超弹性材料的近场动力学建模 93
5.1 引言 93
5.2 Anand模型 95
5.3 破坏准则 96
5.4 数值实现 97
5.5 数值结果 98
附录 104
参考文献 106
第六章 黏性—超弹性变形的近场动力学建模 109
6.1 引言.109
6.2 本构模型 110
6.2.1 超弹性响应 110
6.2.2 黏弹性响应 111
6.2.3 弹性—黏弹性材料界面 114
6.3 切模量 115
6.4 数值结果 116
6.4.1 黏弹性棱柱的松弛与蠕变响应 120
6.5 松弛响应 121
6.6 蠕变与恢复响应 121
6.6.1 非均质棱柱的蠕变响应 123
参考文献 127
第七章 无虚拟层时边界条件的直接施加 129
7.1 引言.129
7.2 均匀变形下的近场动力学平衡方程 130
7.3 近场动力学方程的统一 133
7.4 数值实现 133
7.5 数值结果 139
7.5.1 常规边界条件 139
7.5.2 混合边界条件 149
参考文献 153
第八章 热弹性变形的近场动力学建模 155
8.1 引言.155
8.2 热弹性变形 156
8.3 数值实现 157
8.4 数值结果 160
参考文献 164
第九章 弹塑性变形的近场动力学建模 166
9.1 引言 166
9.2 具有各向同性硬化的平面应变的 J2 塑性公式 167
9.3 数值实现 169
9.3.1 返回映射算法 169
9.3.2 弹塑性切模量 170
9.3.3 算法细节 171
9.4 数值结果 173
参考文献 178
第十章 蠕变的近场动力学建模 179
10.1 引言 179
10.2 Liu和Murakami的蠕变损伤模型 180
10.3 应变增量与应力状态.181
10.4 NOSB-PD 力密度矢量 182
10.5 数值实现 183
10.6 数值结果 184
10.6.1 单轴蠕变 184
10.6.2 矩形平板的蠕变变形 189
参考文献 192
第十一章 轴对称近场动力学分析 194
11.1 引言 194
11.2 轴对称假设.194
11.3 机械功率平衡的PD形式 196
11.4 热功率平衡的PD形式 197
11.5 内能密度变化率的PD形式 198
11.6 轴对称PD运动方程 199
11.7 力密度矢量的确定 202
11.8 柯西应力的演变 206
11.9 Johnson-Cook 塑性模型 207
11.10 等效塑性应变的确定 208
11.11 柯西应力与温度的演变 209
11.12 数值模拟 209
参考文献 214
第十二章 有限变形梁的近场动力学建模 216
12.1 引言 216
12.2PD能量平衡 217
12.3 Simo-Reissner梁理论 218
12.4PD梁运动方程.221
12.4.1 刚性平移不变性 221
12.4.2 刚性旋转不变性 223
12.5PD梁的功率共轭与变形态 226
12.6 本构对应 227
12.7 本构方程 230
12.8 旋转更新 231
12.9 应变更新 231
12.10 数值实现 232
12.10.1 使用Newton-Raphson方法的准静态解 232
12.10.2 使用弧长方法的准静态解 238
12.10.3 拟动态方法 239
12.11 零能模式的消除 240
12.12 数值结果 241
12.12.1 悬臂梁的纯弯* 241
12.12.2 带切口的圆形梁的伸展 242
12.12.3 半圆拱的大挠度 244
12.12.4 点载荷作用下的支架 246
附录 249
参考文献 250
第十三章 键转动键型近场动力学 252
13.1 引言 252
13.2 键运动学 253
13.3 近场动力学微势与键力 255
13.4 守恒律 257
13.5 非对称影响域内的键力 260
13.6 键常数 261
13.7 键断裂准则.267
13.8 数值实现 273
13.9 数值结果 282
13.9.1 开口模式下的裂纹扩展 283
13.9.2 剪切模式下的裂纹扩展 285
参考文献 287
第十四章 复合材料层合板的键转动键型近场动力学 290
14.1 引言 290
14.2 近场动力学微势 290
14.3 近场动力学键常数 291
14.4 近场动力学键力 295
14.5 纤维微模量的表面修正 297
14.6 数值实现 298
14.7 键伸长率与转动角的计算 299
14.8 键断裂准则.300
14.9 数值结果 300
14.9.1 拉伸作用下的层合板 301
14.9.2 渐进破坏 304
参考文献 309
第十五章 在ANSYS中耦合键型近场动力学与有限元 310
15.1 引言 310
15.2 耦合方法 311
15.3 内力矢量 315
15.4 PD力矢量的离散形式 316
15.4.1 BB相互作用下的力矢量 .316
15.4.2 PDDO相互作用下的力矢量.318
15.5 内力作用下PD区域内的虚功 323
15.6 沿边界内牵引力作用下PD区域内的虚功 327
15.7 惯性力作用下PD区域内的虚功 333
15.8 外牵引力作用下PD区域内的虚功 334
15.9 施加体载荷作用下PD区域内的虚功 335
15.10 内力作用下FE区域内的虚功 335
15.11 惯性力作用下FE区域内的虚功 336
15.12 施加外牵引力作用下FE区域内的虚功 336
15.13 施加体载荷作用下FE区域内的虚功 336
15.14 离散耦合PD-FE方程的组装 336
15.15 使用MATRIX27单元的 ANSYS 实现 338
15.15.1 BB相互作用下的刚度矩阵 339
15.15.2 PDDO相互作用下的刚度矩阵 339
15.15.3 沿边界PD内牵引力作用下的刚度矩阵 340
15.16 数值结果 343
15.16.1 准静态加载下的平板 343
15.16.2 瞬时加载下的平板 347
参考文献 351
第十六章 用于物理信息神经网络的近场动力学 353
16.1 引言 353
16.2 PINN构架的基础 353
16.3 非局部PINN架构 355
16.4 线弹性变形的控制方程 357
16.5 线弹性变形的损失函数 358
16.6 数值结果 358
16.6.1 局部PINN结果 361
16.6.2 非局部PINN结果.364
参考文献 370
索引 372
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