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(shì)進(jìn)一步加強(qiáng)，科技對(duì)于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的作用日益顯著，教育在國(guó)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(guó)際國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展所出現(xiàn)的新特點(diǎn)，我國(guó)的高等教育迎來(lái)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(guó)經(jīng)濟(jì)已融入到世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的進(jìn)程之中，國(guó)家間的競(jìng)爭(zhēng)更趨激烈，競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)已更多地體現(xiàn)在高素質(zhì)人才的競(jìng)爭(zhēng)上，因此，高等教育所面臨的是全球化條件下的綜合競(jìng)爭(zhēng)。其二，我國(guó)正處在由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)過(guò)渡的重要?dú)v史時(shí)期，這一時(shí)期，我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整將進(jìn)一步深化，對(duì)外開(kāi)放將進(jìn)一步擴(kuò)大，改革與實(shí)踐必將提出許多過(guò)去不曾遇到的新問(wèn)題，高等教育面臨加速改革以適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的需要。面對(duì)這樣的形勢(shì)與要求，黨中央國(guó)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(guó)家未來(lái)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(zhuān)業(yè)目錄進(jìn)行了第四次全面修訂。在新的專(zhuān)業(yè)目錄中，土木工程專(zhuān)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(zhuān)業(yè)均納入土木工程專(zhuān)業(yè)。本科專(zhuān)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(zhuān)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(shì)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(lái)公路交通大發(fā)展所引發(fā)的需求，人民交通出版社通過(guò)對(duì)“八五”、“九五”期間的路橋及交通工程專(zhuān)業(yè)高校教材體系的分析，提出了組織編寫(xiě)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(shū)是一本關(guān)于工程結(jié)構(gòu)中近似分析方法的專(zhuān)著。全書(shū)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(shū)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?shū)可用于道路、橋梁、隧道、巖土、工民建及其他相關(guān)專(zhuān)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(zhuān)業(yè)工程技術(shù)人員和高年級(jí)本科生的參考書(shū)。

書(shū)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(wèn)題的求解理論及方法　2.1　工程結(jié)構(gòu)問(wèn)題的建立　2.2　工程結(jié)構(gòu)問(wèn)題計(jì)算理論及基本方程　2.3　工程結(jié)構(gòu)問(wèn)題的求解方法　本章參考文獻(xiàn)第3章　變分法　3.1　變分問(wèn)題的建立　3.2　彈性力學(xué)問(wèn)題的最小勢(shì)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(wèn)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(chǎng)問(wèn)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?jiǎn)栴}的傅立葉積分變換解　5.3　薄膜、薄板問(wèn)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(wú)限大厚板的軸對(duì)稱(chēng)變形問(wèn)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(wèn)題　6.5　軸對(duì)稱(chēng)問(wèn)題　6.6　彈性薄板問(wèn)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(lài)、相輔相成，既可以完全獨(dú)立應(yīng)用于某一問(wèn)題的研究，又可以完全同時(shí)求解共同的問(wèn)題。就每一方法而言，實(shí)驗(yàn)?zāi)M展示了問(wèn)題的物理本質(zhì)，而理論研究是對(duì)問(wèn)題物理本質(zhì)的抽象和詮釋?zhuān)瑪?shù)值分析則是對(duì)問(wèn)題發(fā)展過(guò)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(wèn)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(wèn)題實(shí)在太少，因而不得不依賴(lài)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(cè)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(wèn)題常常歸結(jié)為定解問(wèn)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。　　數(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(guò)程的數(shù)量描述和最終結(jié)果的數(shù)值表示。……　　……

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