OpenSees實用教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

古泉，黃素蓉 著

圖書標籤:

• OpenSees
• 結構分析
• 有限元
• 教程
• 工程結構
• 地震工程
• 計算力學
• 軟件應用
• 數值方法
• 結構建模

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030518088

版次：31

商品編碼：12069803

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-04-01

頁數：187

字數：232000

正文語種：中文

內容簡介

《OpenSees實用教程》深入淺齣地介紹非綫性有限元計算軟件OpenSees的基本建模與編程的方法，針對初學者設計瞭一係列循序漸進的算例，介紹編譯和添加新材料方法，幫助使用者快速掌握OpenSees用法與編程。

目錄

目錄
第一部分 OpenSees的使用 1
1.1 下載與運行 1
1.2 簡單算例設計方法 4
1.3 簡單的Tcl語法介紹 9
1.3.1 Tcl與OpenSees 9
1.3.2 基本語法 10
1.3.3 變量 12
1.3.4 錶達式 13
1.3.5 字符串操作 15
1.3.6 列錶 16
1.3.7 控製結構 17
1.3.8 過程 20
1.3.9 文件操作 20
1.4 框架結構分析 21
1.4.1 二維彈性竪嚮懸臂梁的靜、動力分析 21
1.4.2 二維非彈性混凝土門式框架的靜力和動力分析 28
1.4.3 二維縴維截麵混凝土門式剛架的靜、動力分析 36
1.4.4 三維框架結構地震下的響應分析 44
1.5 土-結構相互作用體係 55
1.6 流固耦閤體係 72
1.7 砂土液化數值分析 78
1.8 數值優化 84
1.8.1 基於SNOPT優化 84
1.8.2 實例分析 87
1.9 基於CS技術的OpenSees耦閤計算方法 93
1.10 OpenSees的前後處理軟件GID介紹 99
1.10.1 GID的基本用法 99
1.10.2 OpenSees的問題類型定義(GID) 103
1.10.3 OpenSees的前處理實現方法 108
1.10.4 OpenSees的後處理實現方法 109
1.10.5 實例 112
第二部分 OpenSees編程基礎 120
2.1 下載與編譯 120
2.1.1 下載OpenSees源代碼 120
2.1.2 下載並安裝TCL 122
2.1.3 下載並安裝Visual Studio 2010 123
2.1.4 測試Visual Studio是否安裝成功 123
2.1.5 編譯OpenSees源代碼 125
2.2 C++基本語法 130
2.2.1 OOP與C++ 131
2.2.2 C++基本語法概述 131
2.2.3 變量與常量 133
2.2.4 錶達式與運算符 135
2.2.5 函數 137
2.2.6 控製程序流程 139
2.2.7 數組與指針 143
2.2.8 類與對象 145
2.2.9 繼承 150
2.2.10 多態 153
2.3 OpenSees添加material 154
2.3.1 添加新材料背景 155
2.3.2 代碼修改過程 156
2.3.3 建立Tcl模型，調試程序 169
2.4 OpenSees添加一維理想彈塑性材料 172
2.4.1 添加新材料背景資料介紹 172
2.4.2 配置開發環境 173
2.4.3 代碼修改過程 173
2.4.4 建立Tcl模型，調試程序 184
索引 188

《結構分析與模擬：理論、方法與實踐》 內容簡介 本書是一部全麵深入探討結構分析與模擬的專著，旨在為土木工程師、結構工程師、機械工程師以及對工程模擬感興趣的研究人員提供堅實的理論基礎、先進的計算方法和豐富的實踐經驗。本書內容廣泛，涵蓋瞭從基礎力學理論到復雜工程結構的數值分析，力求為讀者構建一個係統、完整的知識體係，提升解決實際工程問題的能力。 第一部分：結構分析基礎理論 本部分聚焦於結構分析的核心理論，為後續的數值模擬打下堅實基礎。 緒論：工程結構與分析的重要性 工程結構的多樣性及其在現代社會中的關鍵作用（橋梁、建築、航空航天、機械設備等）。 結構失效的潛在後果，強調精確分析與模擬的必要性。 結構分析的曆史沿革與發展趨勢，從早期手工計算到現代高性能計算。 數值模擬在結構設計、優化、安全評估和災害預測中的核心地位。 本書的寫作宗旨、目標讀者與學習路徑建議。 材料力學基礎 應力與應變： 詳細闡述應力張量、應變張量，以及它們與外力的關係。介紹不同應力狀態（拉伸、壓縮、剪切、彎麯、扭轉）下的應力分布規律。深入探討應變的概念，包括幾何應變和物理應變，以及它們與位移的關係。 本構關係： 詳細介紹綫彈性、彈塑性、粘彈性、損傷等多種材料本構模型。重點講解各模型的物理意義、數學描述和適用範圍。討論材料非綫性行為（屈服、強化、斷裂）的模擬方法。 材料強度理論： 介紹Tresca（最大剪應力）理論、Von Mises（最大畸變能）理論等屈服準則，以及它們在塑性分析中的應用。討論疲勞、斷裂等強度問題。 杆件與梁的受力分析： 深入分析軸力、剪力、彎矩、扭矩等內力及其在截麵上的分布。推導梁的彎麯微分方程、剪應力公式，講解聖維南原理。 結構力學基礎 靜力平衡與動力平衡： 詳細闡述力的平衡條件、力矩的平衡條件，以及它們在靜力分析中的應用。引入慣性力，建立動力平衡方程，為動力分析奠定基礎。 結構體係的分類與自由度： 介紹梁、桁架、框架、薄殼、闆等典型結構體係，分析它們的靜不定度。明確結構體係的自由度及其在數值建模中的意義。 能量原理： 詳細介紹虛功原理（虛位移法、虛力法）、卡氏定理（最小勢能原理、最小餘能原理）。闡述這些能量原理在推導結構方程中的應用，以及它們在變分法中的重要作用。 結構荷載與邊界條件： 講解各種荷載類型（集中力、均布力、移動荷載、溫度荷載、地震荷載等）的錶示方法。強調邊界條件（固定、鉸接、自由、彈性約束）對結構響應的關鍵影響。 第二部分：數值分析方法 本部分將重點介紹結構分析中主流的數值計算方法，使讀者能夠理解並掌握其實現原理。 有限差分法 (FDM) 基本思想與離散化： 介紹將連續域離散為節點網格的思想。闡述如何用差商近似取代微分算子，將偏微分方程轉化為代數方程組。 差分格式的建立： 講解前嚮差分、後嚮差分、中心差分等基本差分格式，以及它們在不同階導數近似中的應用。 邊界條件的離散化： 介紹如何將各種邊界條件轉化為節點處的代數方程。 FDM在簡單結構問題中的應用： 以一維梁的撓度計算、二維平闆的應力分析為例，展示FDM的求解過程。 FDM的優缺點與適用範圍。 有限元法 (FEM) 基本原理與離散化： 深入闡述將連續區域劃分為若乾個相互連接的有限單元的思想。介紹單元節點、單元域、形函數等基本概念。 單元分析： 形函數（插值函數）的構造： 詳細介紹拉格朗日形函數、Hermite形函數等，以及它們在描述單元內位移場中的作用。 單元剛度矩陣的推導： 以一維杆單元、梁單元為例，詳細推導其剛度矩陣。講解如何利用虛功原理或變分原理獲得單元剛度矩陣。 單元荷載嚮量的計算： 講解如何將節點外力、體力、麵力等轉化為節點荷載嚮量。 單元幾何非綫性與材料非綫性的處理： 簡要介紹單元層閤、塑性力矩等概念。 整體分析： 組裝整體剛度矩陣： 介紹單元剛度矩陣嚮整體剛度矩陣的組裝過程（直接剛度法、變分法）。 整體平衡方程的建立： 形式為 [K]{u} = {F}，其中 [K] 為整體剛度矩陣，{u} 為節點位移嚮量，{F} 為整體節點荷載嚮量。 邊界條件的施加： 詳細介紹如何處理固定邊界、位移約束、荷載邊界等。 求解節點位移： 介紹Gauss消元法、Crout分解法、迭代法等綫性方程組的求解算法。 後處理： 如何根據節點位移計算單元內力、應力、應變等。 高階單元與奇異單元： 介紹更高階形函數單元的優勢，以及奇異單元在處理裂紋尖端等問題中的應用。 FEM的優缺點與適用範圍。 其他數值方法簡介 邊界元法 (BEM)： 介紹其基本原理，特彆是在無限域和半無限域問題中的優勢。 離散元法 (DEM)： 介紹其在模擬顆粒流、岩土工程等離散介質中的應用。 譜方法 (Spectral Methods)： 簡介其在高精度計算中的應用。 第三部分：結構動力學分析 本部分將重點關注結構在動態荷載作用下的響應分析。 自由振動分析（模態分析） 動力平衡方程： 建立結構在無外力作用下的運動方程：[M]{ddot{u}} + [K]{u} = {0}，其中 [M] 為質量矩陣。 固有頻率與振型： 介紹如何求解特徵值問題 [K]{φ} = ω²[M]{φ}，得到結構的固有頻率（圓頻率）和振型。 振型疊加法： 介紹如何利用振型將結構響應分解為模態響應的疊加。 瑞利商 (Rayleigh Quotient)： 介紹其在估算結構固有頻率中的應用。 受迫振動分析 瞬態動力分析 (Transient Dynamic Analysis) 基本方程： [M]{ddot{u}} + [C]{dot{u}} + [K]{u} = {F(t)}，其中 [C] 為阻尼矩陣。 阻尼模型： 介紹瑞利阻尼、庫侖阻尼等。 求解方法： 直接積分法： 詳細介紹中心差分法、Wilson-θ法、Newmark-β法等顯式與隱式數值積分方法。分析各方法的穩定性、精度和收斂性。 模態疊加法： 介紹如何將動力方程解耦，並利用模態響應進行疊加，特彆是在綫彈性結構中的應用。 穩態動力分析 (Steady-State Dynamic Analysis) 諧響應分析： 介紹結構在周期性荷載作用下的穩態響應，包括幅值和相角。 頻率響應分析： 介紹結構在不同頻率激勵下的響應特性。 地震工程中的動力分析 地震波的傳播與模擬： 介紹地震波的生成與傳播機製。 地震動記錄與譜分析： 介紹加速度時程記錄、反應譜、功率譜密度等在地震工程中的應用。 基於時程的地震反應分析： 詳細講解如何利用地震動時程作為輸入進行瞬態動力分析。 基於反應譜的分析方法： 介紹如何使用反應譜進行簡化分析。 非綫性動力學分析 幾何非綫性： 考慮大位移、大轉動對結構剛度的影響。 材料非綫性： 考慮材料的塑性、損傷、斷裂等行為對結構動力響應的影響。 接觸非綫性： 考慮結構部件之間的接觸與碰撞。 隱式與顯式求解器的選擇與應用。 第四部分：高級主題與工程應用 本部分將拓展到更復雜的問題和實際工程中的應用。 結構穩定性分析 屈麯分析： 介紹結構的臨界屈麯荷載計算，包括歐拉臨界荷載等。 非綫性屈麯分析： 考慮幾何非綫性與材料非綫性耦閤的屈麯行為。 結構可靠性與不確定性分析 隨機變量與概率模型： 介紹荷載、材料參數等變量的不確定性錶示。 可靠度指標與失效概率計算： 介紹Monte Carlo模擬、一次二階矩（FORM）、二次二階矩（SORM）等方法。 結構優化設計 拓撲優化、尺寸優化、形狀優化。 與數值模擬方法的結閤。 斷裂力學與損傷分析 斷裂韌度、應力強度因子。 疲勞裂紋擴展。 損傷纍積模型。 工程案例分析 橋梁結構的動力響應分析： 風振、車輛激勵、地震響應。 高層建築的抗震設計與分析。 機械設備的振動與噪聲控製。 岩土工程中的邊坡穩定性與固結分析。 航空航天結構的熱應力與振動分析。 第五部分：軟件應用與實踐指導（概述性提及，不具體深入某個軟件） 主流結構分析軟件介紹： 簡要提及ANSYS, ABAQUS, SAP2000, ETABS等常見軟件的特點與應用領域。 數值建模的流程： 前處理（幾何建模、網格劃分）、求解、後處理（結果可視化、提取數據）。 模型驗證與確認 (V&V)。 誤差控製與網格收斂性分析。 結論 本書緻力於為讀者提供一個全麵、深入且實用的結構分析與模擬知識體係。通過理論講解、方法介紹和實踐案例，本書旨在幫助讀者掌握現代結構分析的關鍵技術，理解數值模擬的精髓，並能將其有效地應用於解決復雜的工程問題，從而在工程設計、安全評估和科學研究中取得更大的成就。本書的編寫力求嚴謹、準確，語言清晰，同時注重啓發讀者的工程思維和創新能力。

評分☆☆☆☆☆

從一個資深用戶的心態來看，這本書最大的價值在於它搭建瞭一個完善的知識生態係統。它不隻是關於軟件操作手冊的簡單升級，它更像是對整個分析範式的重塑。作者巧妙地將底層的數值方法與上層的應用場景進行瞭無縫對接，使得讀者在調用功能時，心中能清晰地映射齣背後對應的物理意義和數學模型。此外，書中關於結果後處理和圖形展示的章節，也極大地提升瞭報告的專業度。作者展示瞭如何利用軟件的定製化能力，生成符閤國際規範的輸齣圖錶，這對於撰寫技術報告或進行成果匯報的工作至關重要。總而言之，這本書超越瞭工具書的範疇，它更像是一份指導工程師實現技術躍遷的行動指南，其深度和廣度，足以支撐我未來多年的專業發展。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實用性簡直超乎我的預期。許多同類書籍往往停留在理論層麵，或者提供的示例代碼過於簡化，難以應對實際工程中的復雜工況。然而，這本書不同，它似乎將作者多年的工程實踐經驗傾注其中。我驚喜地發現，其中涵蓋瞭許多教科書上很少提及的非綫性分析技巧、材料模型的定製化方法，以及如何處理邊界條件下的奇異性問題。這些“乾貨”對於在實際項目中遇到瓶頸的設計師來說，簡直是雪中送炭。每一個案例分析都配有詳細的輸入文件解讀，甚至連常見錯誤提示的分析和解決方案也被囊括在內，這錶明作者對讀者可能遇到的“陷阱”有著深刻的預見。讀完一個章節，我不僅學到瞭“是什麼”，更重要的是明白瞭“為什麼這樣做”以及“在實際中該如何操作”。

評分☆☆☆☆☆

初翻閱這本技術手冊時，我立刻被其內容構建的邏輯性所摺服。它不是那種零散地堆砌知識點的資料匯編，而是一條清晰、連貫的學習路徑。作者似乎非常清楚初學者在麵對復雜軟件時的睏惑點，所以每一章節的過渡都處理得極其自然，仿佛是一位經驗豐富的前輩在手把手地引導。從最基礎的語法介紹到高級模塊的調用，層次分明，步步深入。尤其是對於那些核心算法的解釋部分，作者采用瞭多角度的闡述方式，結閤瞭理論推導和實際案例的對比，這種嚴謹又不失溫度的講解方式，極大地降低瞭學習的門檻。我感覺自己不是在被動地接受信息，而是在主動地參與一個探索結構分析奧秘的過程。這種精心編排的敘事結構，對於想要係統掌握某一領域知識的工程師來說，是極其寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得非常吸引人，那種深邃的藍色調搭配著簡潔的白色字體，給人一種專業而又可靠的感覺。我拿到手的時候，首先被它的紙質感所打動，內頁采用的紙張厚實，印刷清晰，即便是長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。裝幀也很考究，平攤在桌麵上的時候非常平整，這對於需要對照代碼和文字進行學習的讀者來說，無疑是一個巨大的加成。我特彆欣賞作者在排版上的用心，無論是公式的對齊還是圖錶的清晰度，都達到瞭很高的水準。尤其是那些復雜的結構圖示，通過細緻的綫條和恰當的標注，使得原本晦澀難懂的概念變得直觀易懂。可以說，從物理接觸這本書的那一刻起，我就感受到瞭它作為一本嚴肅技術參考書的專業態度。我期待著深入其中，去探索它為我們構建的知識殿堂，我相信這種精良的製作背後，必然凝聚著作者對內容質量的嚴格把控。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭整整一個下午來研究其中關於時間步長控製和收斂性判據的部分。老實說，這部分內容是結構動力學分析中最容易讓人抓狂的。然而，作者在這裏的錶現堪稱教科書級彆。他沒有簡單地羅列公式，而是通過對比不同的求解器（比如隱式與顯式）在處理衝擊載荷時的性能差異，生動地展示瞭參數選擇對計算結果影響的敏感性。更絕的是，書中還穿插瞭一些關於計算資源優化的建議，這對於處理大型有限元模型的設計師來說，無疑是極具價值的參考信息。整個段落的論證過程流暢、嚴密，數據支撐充分，讓原本感覺像是玄學的收斂問題，變得清晰可控。這種對細節的極緻打磨，體現瞭作者深厚的學術功底和對工程實際的深刻洞察力。

評分☆☆☆☆☆

不錯的，剛好要學這個軟件，希望能有些幫助

評分☆☆☆☆☆

國內的os書極少，非常實用

評分☆☆☆☆☆

包裝很結實，書很不錯，下次會繼續光臨的

評分☆☆☆☆☆

包裝很結實，書很不錯，下次會繼續光臨的

評分☆☆☆☆☆

儲備貨物，特價活動滿減，不錯啊，很好！！！

評分☆☆☆☆☆

物流很快，第二天就到瞭，書有點貴

評分☆☆☆☆☆

好

評分☆☆☆☆☆

簡潔明瞭，重點突齣，不錯的參考資料

評分☆☆☆☆☆

書很不錯，內容很深刻