推荐几本力学和有限元的书

CAE技术交流2020-11-20 16:09:03

首先是本文的阅读指南,高能预警,温馨提示:笔者治学风工程,故尤善吹X,特喜装B于无形,如果阅读过程中有不适症状,请及时关闭文档。


最近总有师妹问我关于数值模拟、有限元、软件等方面的事情(别问我为什么只有师妹,那不是重点!),叫我帮着推荐一些相关的入门书单,今天借着酒兴一起说一下吧。


目前的数值计算方法主要包括:FEM(有限单元法)、DEM(离散元)、FVM(有限体积法)、X-FEM(扩展有限元)、FDM(有限差分法)、LBM(玻尔兹曼格子法)、SPH(光滑粒子流体动力学)等等,不一而足,各自有各自最适用的范围,他们好比少林七十二绝技,哪怕仅仅掌握好了一门也可以立足武林,不对,是立足工业界,掌握好了几门则可以威震江湖。


当然,鲁迅先生也曾说过“一部《红楼梦》,经学家看见《易》,道学家看见淫,才子看见缠绵,革命家看见排满,流言家看见宫闱秘事”(翻译成人话就是,仁者见仁,智者见智,一千个哈姆雷特),不同的人对此问题肯定有不同的看法,以下仅为一家之言,无意冒犯,欢迎交流。


固体力学里面,用的最多的还是有限单元法,笔者就厚着脸皮来扒一扒看过了还有印象的有限元入门书。哦,有一点忘说了,如果读者想看下面的这些书,看之前,还是希望读者可以懂一点材料力学,了解一点弹性力学,复习一下线性代数,重温一下张量表示,下面我们开扒。


首先是朱伯芳老先生的《有限单元法原理与应用》,敲黑板!!!划重点!!重点在这里!


这本书给了笔者很大的心灵启迪,此书成书于十年浩劫期间,可参考的资料很少,很多东西都是从最基本道理,最原始的公式推出来的,故读起来深入浅出,回味无穷,将高深的道理阐述的生动细致、环环入扣,引领笔者初窥了有限元的门径。


如果你初次接触有限元,那么Logan大大的那本《A first course in finite element method》也是不二之选,浅显易懂,看起来很有成就感。注意,有一本名字很相似的书《A first course in finite elements》(黄色封皮),同Logan的书名仅一字之差,是Jacob Fish和Ted Belytschko写的,也是很好的入门教材。


如果你要问我它为什么好,嘿嘿,你看看作者的名字啊—Jacob—,就是为了计算力学而生的好吧,如果你不知道Jacob矩阵,就当我啥也没说,但我也不会原谅你的浅薄的。



MIT大牛Bathe教授的传世之作《Finite Element Procedures》则是值得传颂的经典教材,辅以Bathe教授的公开课视频,再拿江小白泡点麦片,听着大牛吹着牛,看着教材学着知识,拿着白酒装着B,还能有比这更爽的事情吗?书中有很多的例题,读起来也不至于很枯燥。



如果一定要让我用一句话来形容一下Bathe教授的生平的话,我想那就是“生活要远比小说来的精彩”,在金矿和筑路队工作,在南非读书,到美国攻读博士,到MIT当教授,写了SAP软件,并将其开源(今天有个软件叫SAP2000吧,别问我为什么和Bathe写的软件名字那么像,这里面有一串指责抄袭与撕逼的罗生门故事,有机会再扒),创建了TADINAR&D公司,开发了ADINA软件,并以其变态的收敛性而闻名。


笔者曾用Workbench平台做流固耦合,流体模型和固体模型间数据传输的那个效率啊,气得我吐出三升老血,因为Workbench平台在流、固模型的数据传输过程中,只支持单核。后我用了ADINA,才发现世间竟有此神器,助我降妖除魔。好了扯远了。。。。。。总之就是这个老头很牛B,很牛逼。



提到了有限元,Zienkiewicz教授的《The Finite Element Method for Solid and Structural Mechanics》是不得不说的,该书可以说是FEM中的圣经,原因有二,一是因为其作者在该领域的鼻祖地位(Zienkiewicz是有限单元法的三位创始人之一),二是因为其涵盖范围非常之广无所不包。


但至于说到可读性嘛……我就甩个呵呵的表情吧,毕竟是圣经,原谅我只是个凡人。辛克维奇,这个名字听起来像苏联人,实际上他是波兰人,二战时德国攻陷的第一国家是哪里还记得吗,Zienkiewicz教授一家在二战开始的时候就辗转流落到了英国,后来也一直生活、工作在英国。


值得一提的是,Zienkiewicz教授的关门弟子就是我济的地下系系主任黄茂松教授。Zienkiewicz教授曾获得过铁摩辛柯奖(学过材料力学的,没有不知道铁摩辛柯的吧?!),我济的庄晓莹教授则曾获得过Zienkiewicz奖,宣父犹能畏后生,不知他日是否会有以庄晓莹老师命名的奖项,又不知哪位后生有幸可以荣获殊荣。

在非线性有限元方面,笔者推崇的书有两本:



Simo和Hughes的"Computational Inelasticity",经典的材料本构在本书中都有包含,如果想要编程实现其中一些的话,本书是不二之选,只要照着此书的步骤很容易实现。


Ted Belytschko 的《Nonlinear Finite Elements for Continua and Structures》,此书封面就是一个非线性有限元中的经典问题(壳体碰撞后的大变形)。此书有中文译本,是清华的庄茁老师翻译的,首先承认一点,如果是我来翻译的话,那么一定翻译的没有庄老师的这版好,但是我也不想恭维他这版译本翻译的有多好。学好外语很重要,直接看原版(虽然贵了点)!!


贝公在非线性有限元,无网格法、扩展有限元等领域造诣颇深、著作等身,而且是第一个提出了“无网格法”这一名字的人(注意,只是最早命名了无网格法,而不是最早提出了无网格法,笔者有的时候还是很严肃的,哈哈!!)。 Belytschko有一位学生叫J.S. Chen,在当今计算力学界也是赫赫有名,J.S. Chen有位学生就是我济的任晓丹老师,而笔者我…………则去听过任老师的一堂课,所以各位看官也别指望我说的有多好,毕竟我连再传弟子都算不上,但我善于吹啊!


一口气写了这么多,都是固体力学的东西,还没来得及谈及我目前正在做的流体力学的东西,就要草草收场,改日再扒流体的那些事吧!至于改到那日,就再说吧,毕竟笔者很懒很懒。


最近我一直在思考一个问题:资本推手对实业的意义何在,是共赢般扶持企业成长抑或是吸血剥皮?AT&T上市后为迎合华尔街而垮了,顺丰没抵住资本市场的诱惑上市了,老干妈坚决不上市也不知还能坚持多久。但我敢肯定的是,坚定不移走实业兴国,技术为本这一路线绝对没有错。


来源:小同人工作室



下半年计划

序号

课程名称

日期

价格

开课地点

联系人:吴嵌   电话:13511013150   邮箱:wq@vipstq.com

1

Fluent 中 UDF 和 UDS 二次开发高级课程培训

8月10日-13日

3980

北  京

2

ACP 复合材料结构强度与设计专题培训

8月13日-16日

3980

北  京

3

LS-DYNA 高速冲击碰撞、流固与爆炸计算

8月24日-27日

3980

北  京

4

基于VB的ANSYS二次开发

8月份

3980

南  京

5

电子设备热仿真分析高级工程应用

8月份

3980

北  京

6

焊接结构强度与疲劳寿命计算专题培训

9月06日-09日

3980

北  京

7

结构抗震计算方法高级培训

 9月13日-16日

3980

北  京

8

Advanced  Courses(高级专题培训)

9月份

6800

北  京

9

压力容器强度与寿命计算专题培训

9月16日-19日

3980

南  京

10

hypermesh网格划分实例

9月份

3980

上  海

11

HyperMesh前处理培训

9月份

3980

北  京

12

Autoform分析培训

10月份

4980

北  京

13

流体高级工程实例计算方法专题培训

10月19-22

3980

北   京

14

机电产品结构、流体、热、振动、噪声、电磁、多场耦合分析设计高级培训

10月25-31

7600

北  京

15

ABAQUS接触非线性理论与工程应用专题

10月份

3980

西  安

16

工程声学高级仿真技术

10月份

3980

北  京

17

经典ANSYS命令流APDL高级课程

10月份

3980

北  京

18

ABAQUS橡胶产品

10月份

3980

西  安

19

Dynaform分析培训

10月份

3980

北  京

20

结构断裂力学与裂纹扩展寿命计算专题培训

11月9-12

3980

南  京

21

新能源汽车电池发热与热管理计算高级技术培训

11月份

6800

北  京

22

流-热-固多物理场耦合高级技术培训

11月16-19

3980

西  安

23

Fluent 气动噪声计算高级培训

11月30-12.3

3980

北  京

24

产品跌落冲击计算方法高级培训

12月14-17

3980

南  京

25

结构强度、刚度与轻量化设计专题

12月21-24

3980

成  都

26

增材制造部件精度分析工程应用高级培训

12月份

3980

西  安

27

结构振动、冲击强度与寿命计算工程应用专题

1月13-16

3980

西  安

《CAEMC-国际注册CAE工程管理咨询师》证书,需另交纳1600元,该证书可作为能力评估、考核和任职的重要依据,获得全球157个WTO成员国政府认可,全球通用,被称为二十一世纪“求职绿卡”,可作为企业招投标过程中优势资源。


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