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第一章 绪论1

1.1 计算机仿真技术的应用1

1.2 工程结构计算机仿真分析的基本思路2

第二章 工程结构的数值分析方法4

2.1 概述4

2.2 差分法5

2.2.1 有限差分表达式5

2.2.2 简支梁的差分解6

2.2.3 用差分法解直杆稳定7

2.2.4 用差分法求直梁的自振频率8

2.2.5 用差分法解弹性地基梁9

2.2.6 用差分法解薄板挠曲11

2.3.1 概述15

2.3 有限元法15

2.3.2 平面桁架单元19

2.3.3 空间桁架单元21

2.3.4 平面刚架单元24

2.3.5 空间刚架单元25

2.3.6 平面三角形单元30

2.3.7 平面问题矩形单元32

2.3.8 平面4结点等参单元35

2.3.9 8结点曲边四边形等参元55

2.3.10 8结点及20结点的立体等参元56

2.3.11 虚拟单元59

2.4 加权残值法63

2.4.1 概述63

2.4.2 配点法64

2.4.4 最小二乘法65

2.4.3 子域法65

2.4.5 伽辽金法66

2.4.6 矩量法66

2.5 半解析数值法68

2.5.1 有限条法68

2.5.2 有限元线法70

2.5.3 边界元法70

2.6 离散单元法73

2.7 动力分析数值法75

2.7.1 概述75

2.7.2 振型组合法75

2.7.3 平均加速度法76

2.7.4 中心差分法82

2.7.5 威尔逊-θ（Wilson-θ）法84

2.7.6 纽马克（Newmark）法92

第三章 仿真分析的数学模型93

3.1 概述93

3.2 确定性数学模型93

3.2.1 局部倒塌模型94

3.2.2 全部倒塌模型94

3.2.3 上部倒塌堆积模型95

3.3 随机性数学模型96

3.3.1 混凝土抗剪强度的随机性数学模型96

3.3.2 人工地震波的产生98

3.4 模糊性数学模型99

3.5 智能型数学模型104

3.5.1 大体积混凝土裂缝的诊断与处理104

3.5.2 城市现有房屋震害预测105

4.1 应力状态不变量109

第四章 本构模型109

4.2 破坏准则117

4.2.1 古典强度理论117

4.2.2 多参数破坏准则120

4.3 一维应力状态下材料的本构关系125

4.3.1 线弹性本构关系125

4.3.2 非线性弹性关系125

4.3.3 弹塑性关系125

4.3.4 粘弹性与粘塑性的关系127

4.3.5 内时理论133

4.3.6 断裂力学理论134

4.3.7 损伤力学理论136

4.4 线性及非线性弹性本构关系137

4.4.1 线弹性关系表达式137

4.4.2 全量E-v型（Ottosen模型）139

4.4.3 变弹性本构模型141

4.4.4 增量型非线性弹性本构关系154

4.5 弹塑性本构关系159

4.5.1 形变理论159

4.5.2 增量理论162

第五章 仿真分析中的计算机图形技术172

5.1 图形的矩阵变换172

5.1.1 二维几何变换172

5.1.2 三维几何变换179

5.1.3 三维图形的透视投影183

5.2 图形的窗口、裁剪和视图区187

5.2.1 二维图形的裁剪方法187

5.2.2 窗口一视图区变换189

5.3.1 桁架、刚架的计算简图191

5.3 结构仿真分析的计算简图191

5.3.2 有限元网格图193

5.4 结构的位移图198

5.4.1 桁架及有限单元结点位移图198

5.4.2 刚架位移图199

5.5 结构的应力图200

5.6 等值线的绘制202

5.6.1 三角形网格上等值线的绘制203

5.6.2 矩形域上等值线的绘制205

5.7 动画技术207

5.8 曲线拟合209

5.8.1 代数插值209

5.8.2 样条函数插值211

5.8.3 Bezier曲线及样条216

6.1 混凝土柱体受压破坏过程的仿真219

第六章 仿真分析实例219

6.2 混凝土构件计算机模拟教学试验的仿真系统223

6.2.1 构件参数的随机处理224

6.2.2 裂缝显示224

6.2.3 破坏模式的判别226

6.3 钢筋混凝土结构的弹塑性动力仿真分析231

6.4 上海杨浦区震害和倒塌瓦砾的分布预测241

6.5 汽车冲撞钢筋混凝土护栏的仿真分析245

6.5.1 汽车－钢筋混凝土防撞护栏系统的计算模型245

6.5.2 运动方程的求解247

6.5.3 计算结果及分析247

6.6 离散单元法模拟不连续岩体的滑动249

6.7 改进离散单元法模拟房屋破坏过程251

参考文献255