力學與結構工程的案例
第27屆全國結構工程學術會議在西安召開
第27屆全國結構工程學術會議于2018年10月13日至14日在陜西西安建筑科技大學成功舉行。此次會議由中國力學學會結構工程專業委員會和中國力學學會《工程力學》編委會聯合西安建筑科技大學等單位共同舉辦。
中國力學學會副理事長、中國力學學會結構工程專業委員會名譽主任袁駟教授，中國力學學會結構工程專業委員會主任委員、清華大學土木水利學院宋二祥教授，中國力學學會《工程力學》主編、結構工程專業委員會副主任委員陸新征教授，西安建筑科技大學副校長郝際平教授，西安建筑科技大學土木工程學院院長史慶軒教授，結構工程專業委員會副主任兼秘書長葉康生副教授等出席會議。
本屆會議注冊正式代表320人，參會代表中高級職稱人員占三分之一以上，還有相當一批在讀博士生和碩士生以及工程界資深工程技術人員和科技出版社人員，會上會下充滿了老中青相互交流、共同提高的良好氣氛。
本次會議論文集共收錄論文180篇，分裝成2冊，共計1192頁，內容涵蓋結構工程及工程力學領域多方面的學術成果，包括力學分析與計算，公路、鐵路、橋梁、水工與港工，鋼筋混凝土結構、材料與構件，鋼結構、材料與構件，巖土、地基與基礎、隧道及地下結構，艦船、車輛、機械制造、航空航天結構，抗震、爆炸、沖擊、動力與穩定，工程設計、施工、結構加固、優化、可靠度及事故分析，新材料、新能源及交叉學科等。尤其受到代表們歡迎的是大會邀請的13個特邀報告，其中有新型力學計算方法，新型風電結構中的力學問題，鋼結構，竹結構，大跨空間結構，高層結構，橋梁結構，混凝土結構耐久性等，這些特邀報告內容涉及國民經濟發展中重大工程的技術難點和研究熱點，受到了與會代表的普遍關注。
會議舉行了中青年優秀論文評選。申請參選的論文多達125篇，最后根據論文的學術性、應用性和作者的口頭報告水平，經評審專家評選，共有64篇論文獲獎，其中一等獎24篇，二等獎40篇。
展開 《預應力結構錨固-接觸力學與工程應用》
頁數 237 字數 430千字 開本 16 裝幀 精裝
本書從彈一塑性力學和接觸力學的基本概念和理論出發，建立錨固一接觸力學的理論框架和有限元格式，給出有限元數值計算和分析的方法；結合錨具和構件的力學性能實驗，以及土木和水利工程的預應力結構實際問題，給出錨具設計和工程錨固的具體例題。本書的目的是使讀者在理論上可學、實驗上可信和設計上可用。
本書可供從事預應力結構科研、設計和施工的工程技術人員及高等院校土木和水利工程專業的教師和研究生等參考。
展開 有限元的歷史與現代工程結構力學
20世紀40年代，由于航空事業的飛速發展，設計師需要對飛機結構進行精確的設計和計算，便逐漸在工程中產生了的矩陣力學分析方法。
1955年，德國出版了第一本關于結構分析中的能量原理和矩陣方法的書，為后續的有限元研究奠定了重要的基礎。
1956年，M. J. Turner（波音公司工程師），R. W. Clough（土木工程教授），H. C. Martin（航空工程教授）及L. J. Topp （波音公司工程師）等四位共同在航空科技期刊上發表一篇采用有限元技術計算飛機機翼強度的論文，名為《Stiffness and Deflection Analysis of Complex Structures》，系統研究了離散桿、梁、三角形的單元剛度表達式，文中把這種解法稱為剛性法（Stiffness），一般認為這是工程學界上有限元法的開端。
Ray W.Clough博士首次提出有限元這一術語
1960年，美國克拉夫Ray W.Clough教授在美國土木工程學會（ASCE）之計算機會議上，發表了一篇處理平面彈性問題論文，名為《The Finite Element in Plane Stress Analysis》的論文，將應用范圍擴展到飛機以外之土木工程上，同時有限元法（Finite Element Method，簡稱FEM）的名稱也第一次被正式提出。
辛克維奇O. C. Zienkiewicz(1922-2009)，出版了世界上第一本有限元法著作
1967年，辛克維奇O. C.
展開 如何從力學概念角度來審視工程結構有限元分析？
把各種實際工程結構映射為一個力學問題的計算模型的時候，力學概念可以幫助確定應用何種單元類型。比如，梁彎曲問題的彈性力學解答告訴我們，彎曲應力沿橫截面高度實際上并不是線性的分布，尤其是對于跨高比較小的梁構件來說更為明顯，由彈性力學解答可以幫助分析者選擇更合適的單元類型來得到問題的正確解答，比如殼單元或連續體單元而不是采用梁單元。
工程結構中的實際問題通常包括強度、剛度、穩定性、振動等類型，對于力學概念清楚的分析者來說，這些問題是可以很好地映射為一個明確的力學問題的，進而在軟件中用計算模型將這個問題描述出來，這應當是解決工程問題的正確過程。這一過程可以形象地概括為有限元分析過程的“二次映射”，如下圖所示。
在第一次的“映射”過程中，各類工程問題被抽象為一個求解域、控制方程和定解條件都明確的具體力學問題。在第二次的“映射”過程中，通過具體的數值分析模型將待求解的問題描述出來。實際上，經過“二次映射”后，問題已經迎刃而解了。
在上述過程中，力學概念起到了由工程問題到計算模型中間的“橋梁”作用，而計算軟件則是數值分析實現的“載體”。
需要指出的一點是，對于從事研究工作的人來說，如果所研究問題的機理不能用現成的力學理論或方程來描述，那用分析軟件也同樣無法解答，因為分析軟件無非不過是一系列明確的力學問題的求解程序而已。
力學概念對于有限元分析的指導作用
前文已述及，工程結構有限元分析求解的問題在本質上是力學問題。有限元分析軟件的求解器，本質上是基于有限元方法編制的力學問題的計算程序。
既然有限元分析求解的問題都是力學問題，那么力學概念當然可以為有限元分析的過程提供理論依據和指導。
展開 
結構力學淺說!!
結構力學是固體力學的一個分支，它主要研究工程結構受力和傳力的規律，以及如何進行結構優化的學科。所謂工程結構是指能夠承受和傳遞外載荷的系統，包括桿、板、殼以及它們的組合體，如飛機機身和機翼、橋梁、屋架和承力墻等。
結構力學的任務是：研究工程結構在外載荷作用下的應力、應變和位移等的規律，分析不同形式和不同材料的工程結構，為工程設計提供分析方法和計算公式，確定工程結構承受和傳遞外力的能力，研究和發展新型工程結構。
觀察自然界中的天然結構，如植物的根、莖和葉，動物的骨骼，蛋類的外殼，可以發現它們的強度和剛度不僅與材料有關，而且和它們的造型有密切的關系，很多工程結構就是受到天然結構的啟發而創制出來的。結構設計不僅要考慮結構的強度和剛度，還要做到用料省、重量輕，減輕重量對某些工程尤為重要，如減輕飛機的重量就可以使飛機航程遠、上升快、速度大、能耗低。
結構力學的發展簡史
人類在遠古時代就開始制造各種器物，如弓箭、房屋、舟楫以及樂器等，這些都是簡單的結構。隨著社會的進步，人們對于結構設計的規律以及結構的強度和剛度逐漸有了認識，并且積累了經驗，這表現在古代建筑的輝煌成就中，如埃及的金字塔，中國的萬里長城、趙州安濟橋、北京故宮等等。盡管在這些結構中隱含有力學的知識，但并沒有形成一門學科。
就基本原理和方法而言，結構力學是與理論力學、材料力學同時發展起來的。所以結構力學在發展的初期是與理論力學和材料力學融合在一起的。
展開 理解結構力學：總結幾何不變體系組成規律 附結構力學教程龍馭球下載
（平行的三根鏈桿也看作會在無窮遠處相交）
下載地址：結構力學教程龍馭球
頁巖巖石力學特性及可壓裂性評價 附巖石力學與工程蔡美峰下載
公式1~3 巖石力學參數預測模型
圖4 吉木爾凹陷J251井的主要巖石力學特性與地應力縱向分布特征
由于縱向上各巖性地層存在顯著的巖石力學與地應力差異，在該儲層中進行壓裂改造，壓裂裂縫縱向延伸將可能受到高強度、高應力隔層的阻擋，從而降低裂縫的縱向溝通能力、限制儲層壓裂改造體積，難以達到預期壓裂效果。因此，可壓裂性評價及壓裂設計時，應對壓裂縫的縱向溝通能力進行評價、認識。
公式4~9 儲層可壓裂性評價模型
圖5 吉木薩爾凹陷JHW020井各級壓裂的縫網長度與縫網高度
圖6 吉木薩爾凹陷JHW020井的縫網體積、微地震事件數與可壓裂性指數的關系
結果表明，本文所建立的可壓裂性指數評價模型適用于蘆草溝組頁巖油儲層，分析結果具有一定可靠性，可為地質工程“甜點”區綜合評價以及壓裂選層、水平段分段分簇等壓裂設計提供基礎參考。
下載地址:巖石力學與工程蔡美峰
展開 結構力學仿真的完美圖形工作站、集群硬件配置推薦
結構力學是工程力學的一個分支，主要研究結構（如建筑物、橋梁、飛機等）的力學性能和行為。以下是結構力學的一些主要方面、常用仿真軟件以及相關的算法或求解器：
主要研究方面：
1) 應力分析：研究材料內部的應力分布，以確定結構是否在正常工作范圍內。這包括靜力學分析和動力學分析。
2) 變形分析：研究結構在承受荷載時的變形和位移。這有助于確定結構的強度、穩定性和剛度。
3) 疲勞分析：研究結構在長期循環荷載下的疲勞性能，以預測結構的壽命。
4) 振動分析：研究結構的自由振動和響應，對于設計振動抑制系統和避免共振很重要。
5) 材料特性研究：研究不同材料（如金屬、復合材料、混凝土等）的性能，包括彈性模量、屈服強度、斷裂韌性等。
常用仿真軟件：
1) ANSYS：ANSYS是一套廣泛用于結構分析的有限元分析軟件，提供了多種分析功能，包括靜力學、動力學、疲勞分析等。
2) Abaqus：Abaqus是另一款常用的有限元分析軟件，用于結構力學、熱分析、多物理場耦合等。
3) Nastran：Nastran是一種通用的有限元分析軟件，廣泛應用于航空航天、汽車和工程領域的結構分析。
4) COMSOL Multiphysics：COMSOL是一款多物理場仿真軟件，可用于結構分析以及其他物理現象的模擬。
5) LS-DYNA：雖然主要用于動力學和沖擊分析，但LS-DYNA也用于結構力學中的復雜仿真。
常用算法或求解器：
1) 有限元法（Finite Element Method，FEM）：有限元法是解決結構力學問題的常用數值方法。它將結構分割為有限數量的元素，然后在這些元素上建立數學方程，以模擬結構的行為。
展開 ABAQUS在結構工程中的應用 附ABAQUS結構工程分析及實例詳解下載
這些在土木工程的問題的求解過程中都可以得到應用。
多場耦合分析的應用可以使求解更接近于物理問題的真實解。
下載地址：ABAQUS結構工程分析及實例詳解
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展開 為什么我們的不少大學的力學課程與工程上的流行力學分析軟件脫節？
力學基礎與其工程上的常用計算機應用軟件如何結合？
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展開 CAE工程師必學：斷裂力學的一些知識點 附斷裂力學中的數值計算方法及工程應用下載
斷裂力學是近幾十年才發展起來了的一門新興學科，主要研究承載體由于含有一條主裂紋發生擴展（包括靜載及疲勞載荷下的擴展）而產生失效的條件。斷裂力學應用于各種復雜結構的分析，并從裂紋起裂、擴展到失穩過程都在其分析范圍內。由于它與材料或結構的安全問題直接相關，因此它雖然起步晚，但實驗與理論均發展迅速，并在工程上得到了廣泛應用。斷裂力學研究的方法是：從彈性力學方程或彈塑性力學方程出發，把裂紋作為一種邊界條件，考察裂紋頂端的應力場、應變場和位移場，設法建立這些場與控制斷裂的物理參量的關系和裂紋尖端附近的局部斷裂條件。
國內外相關研究現狀
目前，斷裂力學總的研究趨勢是：從線彈性到彈塑性；從靜態斷裂到動態斷裂；從宏觀微觀分離到宏觀與微觀結合；從確定性方法到概率統計性方法。所以就斷裂力學本身而言，根據研究的具體內容和范圍，它又被分為宏觀斷裂力學（工程斷裂力學）和微觀斷裂力學（屬金屬物理范疇）。宏觀斷裂力學又可分為彈性斷裂力學（它包括線性彈性斷裂力學和非線性彈性斷裂力學）和彈塑性斷裂力學（包括小范圍屈服斷裂力學和大范圍屈服斷裂力學及全面屈服斷裂力學）。工程斷裂力學還包括疲勞斷裂、蠕變斷裂、腐蝕斷裂、腐蝕疲勞斷裂及蠕變疲勞斷裂等工程中重要方面。如今在斷裂力學研究方法中，又引入可靠性理論，稱為概率斷裂力學，使斷裂力學的研究內容更加豐富，也使斷裂力學的理論得到進一步的發展和完善，并在工程實際中發揮出越來越大的指導作用。
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展開 ABAQUS的斷裂力學工程應用
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斷裂力學介紹
斷裂力學所說的裂紋是指宏觀的、肉眼可見的裂紋，工程材料中的各種缺陷可近似地看作裂紋。基本研究內容包括：
a) 裂紋的起裂條件；
b) 裂紋在外部載荷和（或）其他因素作用下的擴展過程；
c) 裂紋擴展到什么程度物體會發生斷裂。
根據工程方面的需要，可知斷裂力學研究問題分為三個方面：
① 含裂紋的結構在什么條件下破壞？
② 結構在給定載荷下可允許含有的裂紋大??？
③ 在裂紋和載荷條件確定時，結構的壽命是多少？
斷裂力學是研究含裂紋構件強度與壽命的一門固體力學新分枝，是結構損傷容限設計的理論基礎。從材料特定來看，包括兩類斷裂力學：
a) 線彈性斷裂力學：適用于裂紋尖端附近小范圍屈服的情況；
b) 彈塑性斷裂力學：適用于裂紋尖端附近大范圍屈服的情況。
展開 麻?。∕IT）的工程力學課件
不過看人文的也可以開闊一下視野
麻省（MIT）的工程力學課件2.rar
麻?。∕IT）的工程力學課件1.rar
