新书正版 基于ANSYS的复合材料有限元分析和应用-ANSYS工程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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店铺： 昊宇轩书店

出版社： 中国水利水电出版社发行部

ISBN：9787517055761

商品编码：27556605590

基本信息

商品名称： 基于ANSYS的复合材料有限元分析和应用	出版社： 中国水利水电出版社	出版时间：2017-08-01
作者：李占营	译者：	开本： 32开
定价： 56.00	页数：	印次： 1
ISBN号：9787517055761	商品类型：图书	版次： 1

《现代工程设计与仿真：多物理场耦合与高性能计算》 内容简介： 本书深入探讨了现代工程设计与仿真领域的前沿技术，重点聚焦于多物理场耦合现象的精确建模与高效求解，以及高性能计算在复杂工程问题中的应用。本书旨在为工程师、研究人员和高级工程专业学生提供一套系统、深入且实用的知识体系，帮助他们应对日益复杂的工程挑战，提升设计效率与产品性能。 第一部分：多物理场耦合的理论基础与建模方法 在现代工程实践中，许多关键问题并非由单一物理现象决定，而是由多种物理场之间相互作用、相互耦合所驱动。例如，结构承受载荷时会产生变形，但同时也会引起温度变化；电磁场的变化可能导致材料的机械应力；流体流动不仅产生压力和速度，其温度和化学反应也可能显著影响工程系统的行为。理解并精确模拟这些多物理场耦合效应，是实现高性能、高可靠性产品设计的关键。 本部分将从理论层面，系统阐述几种核心物理场之间的耦合机制。首先，我们将深入分析结构-热耦合（Thermo-Mechanical Coupling），探讨温度变化如何引起材料膨胀收缩，从而在结构中产生热应力和应变；反之，结构变形和载荷也可能因材料非线性或摩擦等因素导致局部温度升高。我们将详细介绍如何通过有限元方法（FEM）对热传导、热辐射、对流以及结构动力学进行耦合建模，特别关注稳态与瞬态耦合分析的设置与求解策略。 其次，我们将聚焦流固耦合（Fluid-Structure Interaction, FSI），这是航空航天、汽车工程、生物医学等领域不可或缺的分析技术。我们将解析流体对固体结构的载荷作用（如压力、剪切力），以及结构变形对流场特性的反馈影响（如改变通道截面、诱发涡流）。本书将介绍不同的FSI耦合策略，包括单向耦合、双向耦合，以及相应的数值离散方法，并探讨在不同场景下（如薄壁结构振动、大形变问题）的建模重点与难点。 接着，我们将探讨电磁-结构耦合（Electro-Mechanical Coupling），这在电磁驱动器、传感器、微机电系统（MEMS）等设计中至关重要。我们将讲解电场、磁场与力学场之间的相互作用，例如压电效应、磁致伸缩效应，以及反过来，机械形变对电磁场分布的影响。本书将提供基于有限元和有限差分等方法的电磁场计算模型，并介绍如何将其与结构力学模型进行耦合，以分析电磁设备的动态响应和性能。 此外，本部分还将涉及流体-化学耦合（Fluid-Chemistry Coupling）以及多相流耦合（Multi-Phase Flow Coupling）等更复杂的多物理场耦合问题。例如，在化工反应器、燃烧器设计中，流体动力学、传热传质以及化学反应动力学相互交织，深刻影响着反应效率和产物分布。本书将介绍如何建立耦合模型，捕捉这些复杂相互作用，并进行仿真预测。 在建模方法方面，本书将强调统一的离散化技术和界面处理技术。我们将详细阐述有限元方法在不同物理场建模中的应用，包括单元选择、网格生成、边界条件设置等。对于不同物理场之间的耦合界面，本书将介绍各种接口算法，如迭代求解法、松弛迭代法、预估-校正法等，以及如何有效传递和处理耦合边界上的信息（如位移、温度、力、流速等），确保仿真结果的准确性和收敛性。 第二部分：高性能计算在多物理场仿真中的应用 随着多物理场耦合模型的复杂度和精度的不断提高，传统的单机串行计算模式已难以满足工程仿真的时效性要求。高性能计算（High-Performance Computing, HPC）技术，包括并行计算、分布式计算以及GPU加速计算，为解决这一挑战提供了强大的支撑。 本部分将系统介绍HPC技术在多物理场仿真中的关键应用。首先，我们将回顾并行计算的基本原理，包括任务分解、通信开销、负载均衡等核心概念，并介绍常见的并行计算模型，如共享内存模型（OpenMP）和分布式内存模型（MPI）。本书将详细讲解如何将大型有限元模型进行并行剖分，以及如何对数值求解器进行并行化设计，以充分利用多核CPU和多节点计算集群的计算能力。 接着，我们将深入探讨大规模稀疏矩阵求解器的并行化。在有限元分析中，求解线性方程组是计算量最大的环节之一。本书将介绍多种并行化求解器，包括并行迭代求解器（如GMRES、CG）和并行直接求解器（如LU分解、Cholesky分解），以及相应的并行算法和数据结构。 此外，本部分还将重点介绍GPU（图形处理器）加速计算在有限元分析中的应用。GPU拥有海量的并行处理单元，特别适合执行大规模、高度并行的浮点运算。我们将讲解如何利用GPU对数值积分、单元计算、稀疏矩阵向量乘法等关键计算任务进行加速，并介绍常用的GPU编程模型（如CUDA、OpenCL）和相关的数值库。通过实际案例，本书将展示GPU加速如何显著缩短复杂多物理场仿真的计算时间。 在分布式计算方面，我们将探讨如何利用集群计算和云计算平台来解决超大规模的仿真问题。本书将介绍任务调度、资源管理、数据存储与迁移等分布式计算中的关键技术，以及如何构建和管理高性能仿真平台。 最后，本部分将讨论高性能仿真的最佳实践。这包括模型降阶技术（Model Order Reduction, MOR）的应用，通过构建低维模型来加速仿真；自适应网格细化（Adaptive Mesh Refinement, AMR）技术，在关键区域自动加密网格，提高局部精度；以及并行文件I/O和可视化技术，以高效地处理和分析海量仿真数据。 第三部分：多物理场耦合仿真的工程应用案例与最佳实践 理论与技术的结合最终要落实在实际工程应用中。本部分将通过一系列详实的工程案例，展示多物理场耦合仿真在不同行业中的价值与应用。 我们将选取航空航天领域的案例，例如飞机结构在复杂气动载荷、温度变化和振动环境下的服役性能分析；发动机涡轮叶片在高温高压下的热应力与疲劳寿命预测；以及飞行器蒙皮的气动弹性稳定性分析。 在汽车工程领域，我们将探讨发动机冷却系统中的流体-热耦合分析，以优化散热效率；车辆在碰撞过程中的结构-动力学耦合与能量吸收分析；以及电池组在充放电过程中的热管理与电化学-热耦合仿真。 在能源与化工领域，我们将分析核反应堆的燃料组件的热-结构耦合与蠕变分析；化工管道中多相流的流动与传热传质耦合；以及燃烧过程中火焰传播与化学反应动力学的耦合仿真。 在生物医学工程领域，我们将展示人工关节的生物力学与磨损耦合分析；心脏瓣膜在血流作用下的流固耦合仿真；以及药物释放过程中多孔介质内的溶质传输与耦合现象。 每个案例都将从问题提出、模型建立、仿真设置、计算执行到结果分析与验证，进行详细的阐述。本书将强调仿真与实验的对比验证，以及如何根据仿真结果来指导工程设计优化，从而实现性能提升、成本降低和安全性增强。 此外，本部分还将总结多物理场耦合仿真中的最佳实践。这包括：如何进行仿真前的数据准备与模型选择；如何合理设置边界条件与初始条件，以准确反映工程实际；如何评估仿真结果的可靠性与不确定性；以及如何将仿真结果与设计流程进行有效整合。本书还将讨论仿真软件的选择与配置，以及如何根据具体的工程问题选择合适的仿真平台和求解器。 总结： 《现代工程设计与仿真：多物理场耦合与高性能计算》不仅仅是一本技术手册，更是一套解决复杂工程问题的思维框架和实践指南。通过深入理解多物理场耦合的本质，掌握高性能计算的核心技术，并结合丰富的工程案例，读者将能够显著提升在复杂工程设计与仿真领域的分析能力与创新能力，为推动工程技术的发展贡献力量。本书适合作为高等院校相关专业本科生、研究生教材，以及工业界工程师、研发人员的参考书。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，《基于ANSYS的复合材料有限元分析和应用-ANSYS工程》这本书的出现，确实让我感到欣喜。我长期以来都在寻找一本能够将理论与实践完美结合的书籍，尤其是针对复合材料这样具有高度异性且力学行为复杂的材料。这本书的标题就已经非常明确地指出了它的核心内容，让我对它充满了期待。我个人比较关注的是它在分析方法上的先进性，以及在实际工程应用中的可靠性。复合材料的分析难点在于其非均质性和各向异性，这使得传统的均质各向同性材料的分析方法难以适用。我希望这本书能够提供一套严谨的理论框架，来描述和预测复合材料在各种复杂载荷下的响应，包括应力、应变、变形以及最终的失效。ANSYS作为一款领先的工程仿真软件，在处理这类复杂问题时有着强大的能力，但如何有效地利用这些能力，需要专业的指导。我期待这本书能够深入剖析ANSYS在复合材料建模、材料属性定义、单元选择、边界条件设置以及求解器配置等方面的最佳实践。特别是关于损伤模型和失效准则的引入，对于确保仿真结果的准确性和可靠性至关重要。我希望书中能够详细介绍如何将不同的损伤模型（如 Tsai-Wu、Hashin、Puck 等）在ANSYS中实现，以及如何根据具体的复合材料类型和失效机制选择合适的模型。此外，书中如果能包含一些具体的工程案例，例如航空航天、汽车、风力发电等领域中复合材料结构的分析与设计，那将对我来说非常有价值，能够让我更直观地理解这些理论知识在实际工程中的应用。

评分☆☆☆☆☆

在拿到《基于ANSYS的复合材料有限元分析和应用-ANSYS工程》这本书的瞬间，我就感受到了一种踏实的工程气息。我一直以来都对复合材料的力学行为及其分析技术有着浓厚的兴趣，并且深知ANSYS在这一领域的强大之处。这本书的出现，恰好满足了我寻找一本既有理论深度，又能指导实际操作的完美书籍的愿望。我更倾向于关注书中在“应用”方面的详细阐述，尤其是如何将复杂的复合材料概念转化为ANSYS软件中的具体操作。例如，如何精确地建立层合板结构模型，如何定义不同层级的材料属性，以及如何针对性地选择单元类型以捕捉纤维方向和层合顺序对整体刚度和强度的影响，这些都是我迫切想要学习的。对于复合材料的失效分析，更是我关注的重点。我希望书中能够系统地介绍ANSYS中用于预测复合材料损伤和失效的各种模型和准则，比如基体开裂、纤维断裂、分层等，并详细讲解如何在ANSYS环境中进行这些分析，包括损伤的萌生、扩展以及最终的失效判据。书中的“ANSYS工程”副标题，让我对其实用性和工程指导性充满了信心。我期待通过书中丰富的实例分析，能够直观地了解ANSYS在解决实际工程问题中的应用，例如在航空航天、汽车、轨道交通等领域的复合材料结构设计与优化，从而提升我的工程实践能力，并为我未来的工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

对于《基于ANSYS的复合材料有限元分析和应用-ANSYS工程》这本书，我怀有极大的好奇心。我是一位在研发一线工作的工程师，工作中经常会遇到需要对复合材料结构进行力学分析和性能评估的挑战。长期以来，我一直在寻找一本既能提供扎实的理论基础，又能指导实际操作的参考书，而这本书的出现，正是我所需要的。我尤其看重的是它在“应用”层面的内容，以及如何在ANSYS软件中实现这些应用。复合材料的性能往往与纤维的排列、铺层顺序、以及界面特性等密切相关，这些因素在建模过程中都需要细致考虑。我希望这本书能够提供清晰的指导，说明如何在ANSYS中有效地构建复合材料的模型，包括如何进行材料属性的定义，如何设置铺层信息，以及如何选择合适的单元类型来准确捕捉其力学行为。对于损伤和失效的分析，这更是复合材料结构设计中的重中之重。我期待书中能够详细介绍如何利用ANSYS的各种损伤模型和失效准则来预测复合材料的失效模式和剩余寿命，例如基体开裂、纤维断裂、分层等。通过具体的工程案例，能够让我更深入地理解如何将这些理论知识转化为实际的仿真操作，从而为产品的设计和优化提供科学依据。这本书的“ANSYS工程”副标题，让我对它的实用性和工程导向性充满了信心。我希望它能够帮助我提升在复合材料仿真分析方面的技能，更好地解决工作中遇到的实际问题，并为公司的技术创新贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

对于《基于ANSYS的复合材料有限元分析和应用-ANSYS工程》这本书，我首先是被它清晰而直观的标题所吸引。作为一名对复合材料力学分析和工程应用都有浓厚兴趣的学生，我一直在寻找一本能够将理论知识与实际操作完美结合的书籍。这本书的出现，无疑满足了我的这一需求。我非常期待书中能够深入浅出地讲解复合材料的力学行为，特别是其各向异性和非均质性如何影响其在不同载荷下的响应。更重要的是，我希望能从书中学习到如何利用ANSYS这款强大的仿真软件，将这些理论知识转化为实际的有限元模型，并进行准确的分析。例如，关于复合材料的建模方法，如何精确地定义材料属性，如何选择合适的单元类型，以及如何设置复杂的边界条件和载荷，这些都是我特别想掌握的技能。此外，我对复合材料的损伤与失效分析也充满了好奇。我希望书中能够详细介绍ANSYS中用于预测复合材料失效的各种损伤模型和失效准则，并讲解如何在实际的仿真中应用它们，例如如何模拟基体开裂、纤维断裂、分层等失效模式，并最终评估结构的可靠性。本书的“ANSYS工程”副标题，更是让我对它的实用性和工程导向性充满了信心。我期待它能为我提供扎实的理论基础和丰富的实践经验，帮助我更好地理解和掌握复合材料的有限元分析技术，为我未来的学习和研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

从拿到这本《基于ANSYS的复合材料有限元分析和应用-ANSYS工程》开始，我就被它所展现出的深度和广度所吸引。虽然我不是第一次接触有限元分析，但专门针对复合材料这一复杂领域，并结合ANSYS这样强大的工程仿真软件，确实让我眼前一亮。我更看重的是它在方法论上的清晰阐述，以及如何将复杂的理论模型转化为可执行的仿真步骤。对于复合材料，其内部结构的复杂性，比如纤维的铺层方向、体积分数、基体材料的性能等，都会对其宏观力学性能产生显著影响。我希望这本书能够提供一套系统性的方法，指导读者如何准确地在ANSYS中定义这些复杂的材料特性，并建立起能够真实反映其行为的有限元模型。尤其是在损伤力学方面，复合材料的失效是一个多阶段、多机制的过程，理解和模拟这些过程是进行可靠性评估的关键。我期待书中能有详细的讲解，包括各种损伤模式（如基体开裂、纤维断裂、纤维-基体界面脱粘等）的引入和评估方法。此外，ANSYS软件本身的功能非常强大，但如何有效地利用其在复合材料分析中的特定模块和功能，对我来说是一个挑战。我希望这本书能够提供清晰的操作指导，从前处理的建模技巧，到求解器的选择与设置，再到后处理的损伤评估与失效预测，都能有详尽的阐述。我对书中可能包含的各种复合材料的实例分析，特别是那些能够展示ANSYS在解决实际工程问题中的应用场景，充满了浓厚的兴趣。这本书不仅仅是一本教科书，更像是一本“操作手册”，能够帮助我迅速掌握复合材料有限元分析的精髓，并将其应用于我的实际工作中。

评分☆☆☆☆☆

《基于ANSYS的复合材料有限元分析和应用-ANSYS工程》这本书，对我而言，是一本充满潜力的工具书。我是一名软件工程师，工作中经常需要接触到各种工程分析的软件，我对ANSYS这款软件的强大功能早有耳闻，但将其应用于复合材料这种复杂的材料领域，还是有一定门槛的。这本书的标题非常明确地指出了它的核心内容，让我对它充满了期待。我更关注的是它在“应用”层面所能提供的具体指导。复合材料的分析之所以困难，在于其内部结构的复杂性，以及由此带来的力学行为的各向异性。我希望这本书能够详细讲解如何在ANSYS中建立精确的复合材料模型，包括如何定义纤维、基体以及界面等细观层面的材料属性，如何处理层合板的铺层顺序以及方向等关键信息。同时，我也期望书中能够深入探讨ANSYS在复合材料损伤和失效分析方面的功能。例如，如何利用ANSYS的损伤力学模型来预测复合材料在不同载荷下的失效行为，如何进行渐进损伤分析以评估结构的剩余寿命。书中的“ANSYS工程”副标题，让我相信这本书不仅仅是理论的堆砌，而是更加注重于解决实际工程问题。我希望通过这本书，能够学习到如何将ANSYS这款强大的仿真工具，有效地应用于复合材料的分析和设计中，从而提升我在工程仿真领域的专业能力，并能够更好地支持公司的研发项目。

评分☆☆☆☆☆

我是一名长期从事材料分析工作的研究者，对于《基于ANSYS的复合材料有限元分析和应用-ANSYS工程》这本书，我怀揣着极大的探索欲。复合材料作为一种高性能的先进材料，其力学行为的复杂性和分析的挑战性一直是我关注的焦点。而ANSYS作为一款强大的工程仿真软件，在这一领域具有不可替代的地位。我非常期待这本书能够提供一个系统而深入的框架，来阐述复合材料有限元分析的理论基础，并详细介绍如何在ANSYS软件中实现这些分析。我尤为关注的是书中关于复合材料建模、材料属性定义以及损伤与失效分析的部分。对于复合材料的各向异性和非均质性，如何在ANSYS中进行精确的建模，并准确地输入相关的材料参数，是我一直以来都在探索的问题。我希望书中能够提供清晰的指导，包括如何处理层合板的建模，如何定义纤维、基体以及界面等细观层面的材料特性，以及如何将其宏观化应用于有限元分析。此外，复合材料的损伤和失效分析是一个复杂的过程，涉及多种失效机理。我期待书中能够详细介绍ANSYS中用于预测复合材料损伤和失效的各种模型和准则，并阐述如何在实际的仿真中应用它们，例如如何进行渐进损伤分析，如何评估结构的可靠性。这本书的“ANSYS工程”定位，也让我相信它不仅是理论的探讨，更是对工程实际应用的关注。我希望通过阅读本书，能够进一步提升我在复合材料有限元分析方面的专业技能，并为我的科研工作提供有力的工具和方法。

评分☆☆☆☆☆

我刚拿到这本《基于ANSYS的复合材料有限元分析和应用-ANSYS工程》已经有一段时间了，虽然还没来得及深入研读每一个章节，但仅仅是初步浏览，就足以让我感受到作者在复合材料有限元分析领域的深厚功底和丰富的实践经验。这本书的装帧设计就透着一股严谨和专业的气息，封面简洁大气，书页纸质优良，印刷清晰，这都为后续的阅读体验打下了良好的基础。我尤其期待它在理论讲解的深度和实例应用的广度上能给我带来新的启发。作为一名正在攻读硕士学位的学生，我一直在寻找一本能够系统梳理复合材料力学行为，并且能够与当前主流仿真软件ANSYS紧密结合的教材，而这本书的出现，简直如同及时雨。我个人对复合材料的各项异性以及其在复杂应力状态下的失效模式一直有着浓厚的兴趣，也曾尝试过一些零散的文献和教程，但总感觉缺乏一个系统性的框架。我希望这本书能够填补我在这方面的知识空白，让我能够更清晰地理解复合材料内部的应力分布、变形规律，以及在各种载荷作用下的损伤累积过程。尤其是ANSYS软件在复合材料分析中的具体应用，例如如何准确建立复合材料的建模，如何定义材料属性，如何设置单元类型以及如何进行结果后处理，这些都是我迫切需要掌握的技能。这本书的副标题“ANSYS工程”也进一步增强了我对它实用性的信心，预示着它不仅仅是理论的堆砌，而是更加贴近工程实际，能够指导我解决实际工程问题。我对书中可能包含的先进仿真技术，比如损伤力学模型、非线性分析、以及针对特定复合材料（如碳纤维增强聚合物、玻璃纤维增强复合材料等）的专门分析方法，都充满了好奇和期待。我希望这本书能够帮助我将理论知识转化为实际的仿真操作能力，为我的科研项目和未来的职业发展打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我对于《基于ANSYS的复合材料有限元分析和应用-ANSYS工程》这本书的期待，更多地源于它所解决的“痛点”。作为一名学生，我一直对复合材料的独特性能及其在现代工程中的广泛应用深感兴趣，但同时我也深知，要准确地分析和预测它们的行为，需要强大的理论基础和精通的仿真工具。这本书正好填补了我在这方面的空白。我非常期待书中能够对复合材料的细观、中观及宏观力学行为进行深入的剖析，并清晰地阐述如何将这些理论转化为ANSYS软件中的数值模型。例如，纤维、基体以及纤维-基体界面在力学性能中的作用，以及如何通过ANSYS的材料模型来准确地描述这些相互作用，是我非常关注的内容。同时，损伤和失效分析也是复合材料结构设计中的关键环节。我希望书中能够详细介绍ANSYS在预测复合材料损伤萌生、扩展和最终失效方面的各种方法和技术，例如如何应用损伤力学模型、如何进行渐进损伤分析等。通过具体的案例分析，我希望能够学习到如何根据不同的失效模式选择合适的分析策略，并最终得出可靠的仿真结果。这本书的“ANSYS工程”定位，让我相信它不仅仅是理论的堆砌，而是更注重于解决实际工程问题。我期待它能够提供切实可行的操作指南，帮助我将所学的理论知识应用到实际的仿真工作中，从而为我未来的学习和研究提供有力的支持。

评分☆☆☆☆☆

读到《基于ANSYS的复合材料有限元分析和应用-ANSYS工程》这本书的名字，我便立刻被它所吸引。作为一名材料科学领域的学生，我对复合材料的结构、性能以及其在现代工程中的广泛应用充满了浓厚的兴趣。然而，我也深知，要准确地分析和预测复合材料的行为，需要深入理解其力学特性，并掌握强大的仿真工具。ANSYS作为业界领先的工程仿真软件，在复合材料分析中扮演着至关重要的角色。我非常期待这本书能够系统地介绍复合材料的有限元分析方法，并详细阐述如何在ANSYS软件中实现这些分析。我特别关注的是书中关于复合材料建模、材料属性定义以及损伤与失效分析的内容。对于复合材料的各向异性和非均质性，如何在ANSYS中进行精确的建模，并准确地输入相关的材料参数，是我一直以来都在探索的问题。我希望书中能够提供清晰的指导，包括如何处理层合板的建模，如何定义纤维、基体以及界面等细观层面的材料特性，以及如何将其宏观化应用于有限元分析。此外，复合材料的损伤和失效分析是一个复杂的过程，涉及多种失效机理。我期待书中能够详细介绍ANSYS中用于预测复合材料损伤和失效的各种模型和准则，并阐述如何在实际的仿真中应用它们，例如如何进行渐进损伤分析，如何评估结构的可靠性。这本书的“ANSYS工程”定位，也让我相信它不仅是理论的探讨，更是对工程实际应用的关注。我希望通过阅读本书，能够进一步提升我在复合材料有限元分析方面的专业技能，并为我的科研工作提供有力的工具和方法。