有限元法基本原理及應用

前言

　　隨著CAD／CAE／CAM技術(shù)的日益成熟以及計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，產(chǎn)品的設(shè)計與制造方法、方式也隨之發(fā)生了根本性的改變。為了更好地滿足使用者的需求，現(xiàn)代企業(yè)越來越關(guān)注產(chǎn)品質(zhì)量、-產(chǎn)品的開發(fā)周期和開發(fā)成本，有限元法及其軟件作為產(chǎn)品開發(fā)的重要技術(shù)之一，其應用價值日益顯現(xiàn)。　　本教材以工程實際運用為背景，系統(tǒng)介紹了有限元法基本原理、基本方法及其應用軟件。全書分為上下兩篇共九章。上篇共分四章，系統(tǒng)地闡述了有限元法的基本原理。第1章概述，主要介紹了有限元法的基本思想、特點及其應用領(lǐng)域；第2章彈性力學基本理論，主要介紹了彈性力學的基本假設(shè)、基本概念、基本方程、求解平面問題的基本理論和彈性力學中的能量原理；第3章彈性力學有限元法，主要介紹了有限元求解問題的基本步驟，包括連續(xù)體離散化、單元分析、整體分析、邊界約束條件處理及求解和后處理等內(nèi)容；第4章有限元分析中的若干問題，主要介紹了有限元建模的基本原則和簡化策略。下篇共分五章，主要以ANSYS為平臺，系統(tǒng)論述了有限元求解問題的基本方法。第5章ANSYS概述，主要介紹ANSYS的主要功能、界面及使用與設(shè)置；第6章ANSYS建模與網(wǎng)格劃分，主要介紹ANSYS的坐標系統(tǒng)、ANSYS的建模和網(wǎng)格劃分；第7章A：NSYS加載與求解，主要介紹ANSYS的載荷的概念、加載、求解與后處理；第8章.ANSYS工程應用實例，主要對常見的平面梁架類、一般平面類、板殼類等工程問題進行了詳細的分析；第9章動力學分析簡介，簡單介紹了動力學分析過程中的一些常見問題。

內(nèi)容概要

　　《有限元法基本原理及應用》首先系統(tǒng)地闡述了有限元分析的基本理論，在此基礎(chǔ)之上詳細地介紹了通用有限元分析軟件ANSYS的具體應用。全書分為上下兩篇。上篇闡述了有限元法的基本原理，包括有限元法的基本思想、特點及其應用領(lǐng)域，彈性力學基本理論，彈性力學有限元法，有限元分析中的若干問題等內(nèi)容。下篇以ANSYS為平臺，系統(tǒng)論述了有限元求解問題的基本方法，內(nèi)容包括ANSYS概述，ANSYS建模與網(wǎng)格劃分，ANSYS加載與求解，ANSYS工程應用實例及其動力學分析等?！　　队邢拊ɑ驹砑皯谩房梢宰鳛槔砉ゎ愒盒１究粕?、研究生及教師學習有限元法的基本原理及ANSYS軟件的教材，也可以作為機械工程、土木工程、交通運輸工程、電力電子、航空航天、石油化工、水利工程等領(lǐng)域的科研人員和工程技術(shù)人員使用ANSYS軟件的參考書。

書籍目錄

第l章 概述1.1 有限元法的基本思想1.2 有限元法的特點1.3 有限元法的發(fā)展及其應用領(lǐng)域1.3.1 有限元法的發(fā)展1.3.2 有限元法的應用領(lǐng)域1.4 本章 小結(jié)第2章 彈性力學基本理論2.1 彈性力學的基本假設(shè)2.2 彈性力學的基本概念2.2.1 體力2.2.2 面力2.2.3 應力2.2.4 應變2.2.5 位移2.2.6 主應力2.2.7 主應變2.3 彈性力學基本方程2.3.1 平衡微分方程2.3.2 幾何方程2.3.3 物理方程2.3.4 邊界條件2.4 平面問題的基本理論2.4.1 F面應力問題2.4.2 5tF面應變問題2.4.3 平面問題的基本方程2.5 彈性力學中的能量原理2.5.1 虛位移原理2.5.2 極小勢能原理2.6 本章 小結(jié)第3章 彈性力學有限元法3.1 有限元法求解問題的基本步驟3.2 連續(xù)體離散化3.2.1 桿狀單元3.2.2 平面單元3.2.3 薄板彎曲單元和薄板單元3.2.4 多面體單元3.2.5 等參單元3.2.6 軸對稱單元3.3 單元分析3.3.1 單元的插值函數(shù)3.3.2 單元分析3.3.3 載荷移置3.4 整體分析3.5 邊界條件處理3.5.1 劃行劃列法3.5.2 對角線元素置l法3.5.3 對角線元素乘大數(shù)法3.6 求解、計算結(jié)果的整理和有限元后處理3.7 本章 小結(jié)第4章 有限元分析中的若干問題4.1 有限元計算模型的建立4.1.1 有限元建模的準則4.1.2 邊界條件的處理4.1.3 連接條件的處理4.2 減小解題規(guī)模的常用措施4.2.1 對稱性和反對稱性4.2.2 周期性條件4.2.3 降維處理和幾何簡化4.2.4 子結(jié)構(gòu)技術(shù)4.2.5 線性近似化4.2.6 多種載荷工況的合并處理4.2.7 節(jié)點編號的優(yōu)化4.3 本章 小結(jié)第5章 ANSYS概述5.1 ANSYS的功能5.1.1 基本功能5.1.2 高級功能5.2 ANSYS界面介紹5.3 ANSYS使用與設(shè)置5.3.1 啟動與退出5.3.2 圖形拾取操作5.3.3 ANSYS圖形控制5.3.4 ANSYS文件管理5.3.5 ANSYS單位制5.4 本章 小結(jié)5.5 習題第6章 ANSYS建模與網(wǎng)格劃分6.1 ANSYS的坐標系統(tǒng)6.1.1 總體坐標6.1.2 局部坐標6.1.3 顯示坐標6.1.4 節(jié)點坐標6.1.5 單元坐標6.1.6 結(jié)果坐標6.1.7 工作平面6.2 ANSYS的建模6.2.1 實體建模6.2.2 自底向上建模6.2.3 自頂向下建模6.2.4 布爾運算6.3 網(wǎng)格劃分6.3.1 定義單元屬性6.3.2 網(wǎng)格劃分6.3.3 直接生成節(jié)點和單元6.4 耦合與約束6.4.1 耦合6.4.2 約束6.5 本章 小結(jié)6.6 習題第7章 ANSYS加載與求解7.1 載荷的概念7.1.1 ANSYS中的載荷類型7.1.2 載荷步和子步7.1.3 寸間的作用7.1.4 階躍載荷與斜坡載荷7.2 加載7.2.1 自由度約束7.2.2 集中力加載7.2.3 面載荷7.2.4 其他載荷的加載7.2.5 刪除載荷和其他操作7.3 求解7.3.1 求解器7.3.2 分析類型7.3.3 求解7.3.4.多載荷步結(jié)構(gòu)分析實例7.4 后處理7.4.1 通用后處理器7.4.2 通用后處理器的選項控制7.4.3 圖形顯示結(jié)果數(shù)據(jù)7.4.4 結(jié)果查詢7.4.5 結(jié)果瀏覽器7.4.6 單元表7.4.7 路徑操作7.4.8 載荷工況7.4.9 中間歷程后處理器7.5 本章 小結(jié)7.6 習題第8章 ANSYSI程應用實例8.1 平面梁架類問題第9章 動力學分析附錄參考文獻后記

章節(jié)摘錄

　　有限元法（FEM，F(xiàn)inite Element Method）是一種結(jié)構(gòu)分析的方法，其基本思想是將連續(xù)的求解區(qū)域離散為一組由有限個單元組成并按一定方式相互連接在一起的單元組合體來加以分析。假想將物體劃分為小的單元，然后對各個單元進行分析，最后再把單元分析結(jié)果整合到整個對象的分析結(jié)果中。有限元法的一個重要特點是利用每一個單元內(nèi)的近似函數(shù)來分片地表示全求解域上的待求未知場函數(shù)。單元內(nèi)的近似函數(shù)通常由未知場函數(shù)或其導數(shù)在單元的各個結(jié)點的數(shù)值及其插值來表示。這樣一來，在針對一個問題的有限元分析中，未知場函數(shù)或其導數(shù)在各個結(jié)點上的數(shù)值就成為新的未知量，從而使一個連續(xù)的無限自由度問題變成離散的有限自由度問題。一旦求解出這些未知量，就可以通過插值函數(shù)計算出各個單元內(nèi)場函數(shù)的近似值，從而得到整個求解域的近似值?！　≡谟脝卧亚蠼鈪^(qū)域離散化方面，存在一個自由度數(shù)量的選取問題。如果自由度選得太少，近似解的誤差很大，導致結(jié)果沒有應用價值；而如果自由度取得過多，解的近似程度相應增大，方程的求解規(guī)模也隨之增大?！　∮邢拊ㄟm合解決區(qū)域比較復雜的偏微分方程的定解問題。有限單元能按不同的連接方式進行組合，且單元本身又可以有不同的形狀，因而可以適用于幾何形狀復雜的求解區(qū)域，有限元法在網(wǎng)格劃分方面也比較靈活。

圖書封面

圖書標簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    有限元法基本原理及應用 PDF格式下載

---