土木工程数值计算方法与仿真技术

　　《土木工程数值计算方法与仿真技术》根据东北大学近年来为土木工程专业本科生和研究生开设的有限元数值分析及应用的课程的内容编著而成。东北大学土木工程研究所开设的“有限元法及程序设计”及“大型有限元分析软件在工程中的应用”课程已近十年，并在有限元数值分析理论及其在土木工程应用方面取得了一定成果。编写《土木工程数值计算方法与仿真技术》的主要目的是为本科生和研究生进行土木工程的有限元分析打下坚实的基础，既注意到了力学分析上的基础性，又侧重土木工程应用上的实用性，比较系统地阐述了有限元数值分析基本理论和工程应用的基本方法，对以往土木工程数值分析的科研成果进行了分类总结，形成了多个实用的数值分析实例。

　　梁力，1982年2月毕业于东北大学工程力学专业，长期从事教学与科研工作，现任东北大学资源与土木工程学院教授、博士生导师，土木工程研究所所长。曾作为中英联合培养的博士研究生在英国威尔士斯望西大学土木工程系留学。辽宁省土木建筑学会常务理事，《桥梁建设》杂志编委会委员。先后为本科生、研究生讲授了十余门课程，承担了二十余项国家、省部级与合作科研项目，在国内外学术会议和杂志上发表了五十多篇学术论文。多年来主要从事工程力学中的有限单元数值分析方法及工程应用研究，特别是在有限元离散化方法与自适应分析方面作了较深入系统的研究，在国内出版了第一本关于《有限元离散化方法和自适应分析》的专著。

第1章 绪论
　1.1 有限元数值计算方法及其工程应用
　1.2 计算机仿真技术的意义与趋势
　1.3 现代计算机协同仿真技术与发展
　1.4 土木工程数值计算与仿真分析软件简介
第2章 有限元数值计算和仿真技术的理论与方法
　2.1 弹性力学的基本理论与基本方程
　　2.1.1 弹性力学中的基本概念
　　2.1.2 弹性力学中的基本假定
　　2.1.3 弹性力学的两种平面问题
　　2.1.4 平面问题的基本方程与边界条件
　　2.1.5 圣维南原理与叠加原理
　2.2 有限元数值分析的基本理论与方法
　　2.2.1 有限单元离散
　　2.2.2 位移模式与形函数
　　2.2.3 虚位移原理与虚功方程
　　2.2.4 单元刚度矩阵与整体刚度矩阵
　　2.2.5 计算荷载的种类与数值处理
　2.3 多媒体技术与实现仿真的基本方法
　　2.3.1 多媒体技术简介
　　2.3.2 多媒体协同设计环境
　　2.3.3 工程研究的多媒体仿真分析
　2.4 线性与非线性有限元数值求解方法
　　2.4.1 线性代数方程组的求解
　　2.4.2 工程中的非线性问题及特点
　　2.4.3 非线性方程组的求解
　2.5 结构局部与整体稳定问题的数值分析
　　2.5.1 结构屈曲基本原理及分类
　　2.5.2 结构稳定问题计算方法
　　2.5.3 有限元求解结构屈曲的基本方法
　　2.5.4 应用ANSYS求解结构屈曲的实现
　　2.5.5 非线性屈曲分析的具体注
　2.6 岩土工程问题稳定性数值分析方法
　　2.6.1 瑞典圆弧法计算原理
　　2.6.2 毕肖普法计算原理
　　2.6.3 简布的普遗条分法计算原理
　2.7 动力学问题的基本方程与求解方法
　　2.7.1 动力响应及荷载类型
　　2.7.2 振动问题与波动问题
　　2.7.3 动力响应基本方程与波动问题的求解
　2.8 渗流与地震反应问题的数值求解方法
　　2.8.1 渗流问题的数值求解方法
　　2.8.2 地震反应分析的数值求解方法
　2.9 有限元并行计算技术及应用前景
　　2.9.1 单元分析的并行计算
　　2.9.2 总体刚度矩阵的并行装配
　　2.9.3 约束条件的并行处理
　2.10 参数化设计方法与用户可编程特性
　　2.10.1 参数化设计语言APD
　　2.10.2 参数化设计宏文件
　　2.10.3 ANSYS的用户可编程特性
第3章 有限元数值计算与仿真分析的前处理方法
第4章 有限元数值计算误差估计与自适应分析方法
第5章 有限元数值计算与仿真分析的后处理方法
第6章 土木工程数值计算与仿真技术应用实例
主要参考文献