工程結(jié)構(gòu)數(shù)值分析方法

前言

　　當(dāng)今世界，科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，全球經(jīng)濟(jì)一體化趨勢進(jìn)一步加強(qiáng)，科技對(duì)于經(jīng)濟(jì)增長的作用日益顯著，教育在國家經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展中所處的地位日益重要。進(jìn)入新世紀(jì)，面對(duì)國際國內(nèi)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展所出現(xiàn)的新特點(diǎn)，我國的高等教育迎來了良好的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也面，16著巨大的挑戰(zhàn)，高等教育的發(fā)展處在一個(gè)前所未有的重要時(shí)期。其一，加入WT0，中國經(jīng)濟(jì)已融入到世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的進(jìn)程之中，國家間的競爭更趨激烈，競爭的焦點(diǎn)已更多地體現(xiàn)在高素質(zhì)人才的競爭上，因此，高等教育所面臨的是全球化條件下的綜合競爭。其二，我國正處在由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)過渡的重要?dú)v史時(shí)期，這一時(shí)期，我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整將進(jìn)一步深化，對(duì)外開放將進(jìn)一步擴(kuò)大，改革與實(shí)踐必將提出許多過去不曾遇到的新問題，高等教育面臨加速改革以適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的需要。面對(duì)這樣的形勢與要求，黨中央國務(wù)院提出擴(kuò)大高等教育規(guī)模，著力提高高等教育的水平與質(zhì)量。這是為中華民族自立于世界民族之林而采取的極其重大的戰(zhàn)略步驟，同時(shí)，也是為國家未來的發(fā)展提供基礎(chǔ)性的保證?！　檫m應(yīng)高等教育改革與發(fā)展的需要，早在1998年7月，教育部就對(duì)高等學(xué)校本科專業(yè)目錄進(jìn)行了第四次全面修訂。在新的專業(yè)目錄中，土木工程專業(yè)擴(kuò)大了涵蓋面，原先的公路與城市道路工程、橋梁工程、隧道與地下工程等專業(yè)均納入土木工程專業(yè)。本科專業(yè)目錄的調(diào)整是為滿足培養(yǎng)“寬口徑”復(fù)合型人才的要求，對(duì)原有相關(guān)專業(yè)本科教學(xué)產(chǎn)生了積極的影響。這一調(diào)整是著眼于培養(yǎng)2工世紀(jì)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)人才的需要而進(jìn)行的，面對(duì)新的變化，要求我們對(duì)人才的培養(yǎng)規(guī)格、培養(yǎng)模式、課程體系和內(nèi)容都應(yīng)作出適時(shí)調(diào)整，以適應(yīng)要求?！　「鶕?jù)形勢的變化與高等教育所提出的新的要求，同時(shí)，也考慮到近些年來公路交通大發(fā)展所引發(fā)的需求，人民交通出版社通過對(duì)“八五”、“九五”期間的路橋及交通工程專業(yè)高校教材體系的分析，提出了組織編寫一套面向2工世紀(jì)的具有鮮明交通特色的高等學(xué)校教材的設(shè)想。這一設(shè)想，得到了原路橋教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)幾乎所有成員學(xué)校的廣泛響應(yīng)與支持。

內(nèi)容概要

本書是一本關(guān)于工程結(jié)構(gòu)中近似分析方法的專著。全書共分為十章，分別介紹了應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)分析計(jì)算中的變分法、差分法、積分變換法、加權(quán)殘值法、雜交方法、邊界單元法、攝動(dòng)方法、半解析半數(shù)值法等。書中不僅詳細(xì)地介紹了各種數(shù)值方法的基本原理和技巧，而且提供了每一方法的應(yīng)用實(shí)例，并有一些最新的研究成果?！　”緯捎糜诘缆?、橋梁、隧道、巖土、工民建及其他相關(guān)專業(yè)的研究生的“工程結(jié)構(gòu)數(shù)值分析”課程的教材，也可用作相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員和高年級(jí)本科生的參考書。

書籍目錄

第1章　緒論　1.1　數(shù)值方法的概念　1.2　數(shù)值方法的發(fā)展及應(yīng)用　1.3　工程結(jié)構(gòu)中的數(shù)值方法　本章參考文獻(xiàn)第2章　工程結(jié)構(gòu)問題的求解理論及方法　2.1　工程結(jié)構(gòu)問題的建立　2.2　工程結(jié)構(gòu)問題計(jì)算理論及基本方程　2.3　工程結(jié)構(gòu)問題的求解方法　本章參考文獻(xiàn)第3章　變分法　3.1　變分問題的建立　3.2　彈性力學(xué)問題的最小勢能原理　3.3　位移變分法　3.4　位移變分法的應(yīng)用　3.5　彈性力學(xué)問題的最小余能原理　3.6　應(yīng)力變分法　3.7　應(yīng)力變分法的應(yīng)用　3.8　康托洛維奇變分法　本章參考文獻(xiàn)第4章　有限差方法　4.1　有限差方法的基本概念和公式　4.2　插值公式　4.3　溫度場問題　4.4　應(yīng)力函數(shù)的差分解　本章參考文獻(xiàn)第5章　積分變換法　5.1　傅立葉積分變換法　5.2　弦、梁問題的傅立葉積分變換解　5.3　薄膜、薄板問題的傅立葉積分變換解　5.4　漢克爾變換的原理及應(yīng)用　5.5　無限大厚板的軸對(duì)稱變形問題　5.6　梅林變換及其應(yīng)用　本章參考文獻(xiàn)第6章　邊界單元法　6.1　基本概念　6.2　基本解　6.3　邊界積分方程與邊界元方法　6.4　平面問題　6.5　軸對(duì)稱問題　6.6　彈性薄板問題　本章參考文獻(xiàn)第7章　攝動(dòng)方法　7.1　小參數(shù)攝動(dòng)法的概念　7.2　小參數(shù)法的應(yīng)用　7.3　載荷小參數(shù)攝動(dòng)法　本章參考文獻(xiàn)第8章　加權(quán)殘值法　8.1　基本原理及方法　8.2　試函數(shù)和權(quán)函數(shù)的選擇　8.3　離散型加權(quán)殘值法　8.4　矩形薄板彎曲的最小二乘法　8.5　矩形薄板彎曲的伽遼金法　本章參考文獻(xiàn)第9章　雜交加權(quán)殘值法　9.1配線法　……第10章　半解析半數(shù)值法

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　1.1　數(shù)值方法的概念　　1.1.1　數(shù)值方法的概念　　在自然科學(xué)和工程應(yīng)用研究中，理論研究、實(shí)驗(yàn)?zāi)M和數(shù)值分析是三種不同的方法。這三種方法緊密相關(guān)、互相依賴、相輔相成，既可以完全獨(dú)立應(yīng)用于某一問題的研究，又可以完全同時(shí)求解共同的問題。就每一方法而言，實(shí)驗(yàn)?zāi)M展示了問題的物理本質(zhì)，而理論研究是對(duì)問題物理本質(zhì)的抽象和詮釋，數(shù)值分析則是對(duì)問題發(fā)展過程及最終結(jié)果的數(shù)量描述。然而，由于物質(zhì)世界的千變?nèi)f化和實(shí)際問題的復(fù)雜性，能用實(shí)驗(yàn)方法完全模擬或采用理論方法解析求解的問題實(shí)在太少，因而不得不依賴于數(shù)值分析方法。例如由于人力、物力和時(shí)司、環(huán)境的限制，人們不可能對(duì)所有的工程材料在不同的環(huán)境下進(jìn)行全部應(yīng)力應(yīng)變測試，而是借助CAT技術(shù)進(jìn)行數(shù)值仿真研究。又如自然科學(xué)和工程技術(shù)中的問題常常歸結(jié)為定解問題，即在一定的空間邊值條件或時(shí)間邊值條件（初始條件）下求解一系列的微分或積分方程組。但目前關(guān)于微分方程精確解的研究，僅僅局限于少量的常微分方程，對(duì)于偏{敏分方程組、多元積分方程組和非線性微分方程，不得不借助于數(shù)值分析方法近似求解?！　?shù)值分析方法是以某種計(jì)算技術(shù)或計(jì)算方法為基礎(chǔ)，借助于適當(dāng)?shù)挠?jì)算工具，將實(shí)驗(yàn)?zāi)M所提供的物理模型或者理論研究所提供的數(shù)學(xué)模型圍化為對(duì)其變化過程的數(shù)量描述和最終結(jié)果的數(shù)值表示。……　　……

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