有限單元法原理及應(yīng)用簡明教程

內(nèi)容概要

　　《有限單元法原理及應(yīng)用簡明教程（附光盤）》在將結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、動力學(xué)等必要的基礎(chǔ)知識與有限單元法的基本原理及工程應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合起來的基礎(chǔ)上，對固體力學(xué)有限單元法的原理、方法由淺入深、簡明通俗地進(jìn)行了介紹。主要包括：概要地介紹了結(jié)構(gòu)幾何構(gòu)造分析及結(jié)構(gòu)計(jì)算的基本知識：較全面地講述了一維、二維、三維線彈性結(jié)構(gòu)的有限元分析；論述了材料非線性、幾何非線性、邊界非線性（接觸）、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定以及動力求解等有限單元法的核心問題?！　≌撌鲎⒅貙Ω拍畹睦斫?，重點(diǎn)難點(diǎn)突出，內(nèi)容翔實(shí)，并配以相應(yīng)的算例及大型工程軟件的使用范例、思考與練習(xí)題以及教學(xué)課CD盤?！　　队邢迒卧ㄔ砑皯?yīng)用簡明教程（附光盤）》可作為機(jī)械工程及相關(guān)多學(xué)科的研究生和高年級本科生，高年級?？粕ㄓ羞x擇地選取內(nèi)容）的教材，也可供工程設(shè)計(jì)人員、科研工作者作為參考書籍。

書籍目錄

第1章 概述1.1 有限單元法的概念1.2 有限單元法的基本步驟1.3 工程實(shí)例思考與練習(xí)題第2章 結(jié)構(gòu)幾何構(gòu)造分析2.1 結(jié)構(gòu)幾何構(gòu)造分析的必要性2.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算基本知識2.2.1 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖2.2.2 結(jié)構(gòu)的分類與基本特征2.2.3 結(jié)構(gòu)對稱性的利用2.3 結(jié)構(gòu)幾何構(gòu)造分析的自由度與約束2.3.1 自由度2.3.2 約束2.4 自由度計(jì)算公式2.4.1 桁架自由度計(jì)算公式2.4.2 平面混合結(jié)構(gòu)的自由度計(jì)算公式2.5 幾何不變結(jié)構(gòu)組成規(guī)律2.5.1 二元體規(guī)則2.5.2 兩剛片規(guī)則2.5.3 三剛片規(guī)則2.6 平面結(jié)構(gòu)幾何構(gòu)造分析示例2.7 空間結(jié)構(gòu)幾何構(gòu)造分析思考與練習(xí)題第3章 桿系結(jié)構(gòu)靜力分析的有限單元法3.1 結(jié)構(gòu)離散與向量表示3.1.1 結(jié)構(gòu)離散化3.1.2 坐標(biāo)系3.1.3 向量表示3.2 位移函數(shù)及單元的剛度矩陣3.2.1 軸向拉壓桿單元的位移函數(shù)3.2.2 梁單元平面彎曲的位移函數(shù)3.2.3 單元的應(yīng)力應(yīng)變3.2.4 平面剛架梁單元的剛度矩陣3.2.5 單元的剛度矩陣的性質(zhì)3.3 坐標(biāo)變換及單元剛度矩陣3.3.1 坐標(biāo)變換3.3.2 整體坐標(biāo)系下的單元剛度矩陣3.4 整體剛度矩陣3.4.1 整體剛度矩陣的建立3.4.2 整體剛度矩陣的集成3.4.3 整體剛度矩陣的性質(zhì)3.5 約束處理及求解3.5.1 約束處理的必要性3.5.2 約束處理方法3.6 計(jì)算示例3.7 ANSYS桁架結(jié)構(gòu)計(jì)算示例3.7.1 問題描述3.7.2 ANSYs求解操作過程3.7.3 結(jié)論3.8 ANSYS剛架結(jié)構(gòu)計(jì)算示例3.8.1 問題描述3.8.2 結(jié)論思考與練習(xí)題第4章 平面結(jié)構(gòu)問題的有限單元法4.1 平面應(yīng)力問題4.2 平面應(yīng)變問題4.3 平面問題的離散化4.4 平面三結(jié)點(diǎn)三角形單元4.4.1 位移函數(shù)4.4.2 形函數(shù)矩陣4.4.3 單元的應(yīng)力與應(yīng)變4.4.4 三角形單元剛度矩陣4.4.5 整體剛度矩陣4.5 ANSYS平面結(jié)構(gòu)計(jì)算示例4.5.1 問題描述4.5.2 ANSYS求解操作過程4.5.3 結(jié)論思考與練習(xí)題第5章 等參元5.1 坐標(biāo)變換與平面四結(jié)點(diǎn)等參元5.2 平面八結(jié)點(diǎn)等參單元5.3 單元剛度矩陣5.4 ANSYS等參元計(jì)算示例5.4.1 問題描述5.4.2 ANSYS求解操作過程5.4.3 結(jié)論思考與練習(xí)題第6章 空間問題的有限單元法6.1 三維應(yīng)力狀態(tài)6.2 空間結(jié)構(gòu)的離散化6.3 簡單四面體單元6.3.1 形狀函數(shù)6.3.2 單元剛度矩陣6.3.3 整體結(jié)構(gòu)載荷列向量6.4 20結(jié)點(diǎn)等參元6.4.1 形狀函數(shù)6.4.2 單元剛度矩陣6.5 ANSYS空間問題計(jì)算示例6.5.1 問題描述6.5.2 ANSYS求解操作過程6.5.3 結(jié)論思考與練習(xí)題第7章 軸對稱旋轉(zhuǎn)單元7.1 應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系7.2 單元剛度矩陣7.3 ANSYS軸對稱旋轉(zhuǎn)單元計(jì)算示例7.3.1 問題描述7.3.2 ANSYS求解操作過程7.3.3 結(jié)論思考與練習(xí)題第8章 板殼單元8.1 板殼結(jié)構(gòu)8.2 薄板基礎(chǔ)理論知識8.3 3結(jié)點(diǎn)三角形薄板單元8.3.1 坐標(biāo)變換8.3.2 位移向量8.3.3 應(yīng)變位移轉(zhuǎn)換矩陣8.3.4 單元剛度矩陣8.4 厚板基礎(chǔ)理論知識8.5 4結(jié)點(diǎn)四邊形板單元8.5.1 坐標(biāo)變換8.5.2 單元位移場與應(yīng)變位移轉(zhuǎn)換矩陣8.5.3 單元剛度矩陣8.6 殼單元8.6.1 板殼結(jié)構(gòu)物理特性8.6.2 結(jié)點(diǎn)平面殼單元8.7 ANSYS板殼單元計(jì)算示例8.7.1 問題描述8.7.2 ANSYS求解操作過程8.7.3 結(jié)論思考與練習(xí)題第9章 結(jié)構(gòu)動力分析的有限單元法9.1 運(yùn)動方程9.2 質(zhì)量矩陣和阻尼矩陣9.2.1 一致質(zhì)量矩陣9.2.2 集中質(zhì)量矩陣9.2.3 阻尼矩陣9.3 結(jié)構(gòu)的自振頻率及振型9.3.1 自振頻率及振型9.3.2 求解9.4 ANSYS結(jié)構(gòu)動力分析計(jì)算示例9.4.1 問題描述9.4.2 ANSYS求解操作過程9.4.3 結(jié)論思考與練習(xí)題第10章 結(jié)構(gòu)非線性分析的有限單元法簡介10.1 非線性問題分類及求解10.1.1 非線性問題分類10.1.2 非線性問題求解10.2 非線性問題求解方法10.2.1 直接迭代法10.2.2 牛頓-拉裴遜（Newton-Raphson）法10.2.3 載荷增量法10.3 材料非線性10.3.1 材料非線性特征10.3.2 材料非線性模型10.3.3 彈塑性問題有限元分析10.4 幾何非線性10.4.1 幾何非線性特征10.4.2 幾何非線性有限元分析10.4.3 桿單元剛度10.5 邊界非線性10.5.1 邊界非線性（接觸）問題概述10.5.2 接觸問題求解10.5.3 接觸對坐標(biāo)系及接觸條件10.6 非線性彈性穩(wěn)定性問題10.6.1 穩(wěn)定問題分類10.6.2 有限單元法求解10.7 非線性分析特點(diǎn)10.8 ANSYs非線性結(jié)構(gòu)計(jì)算示例10.8.1 問題描述10.8.2 ANSYS求解操作過程10.9 ANSYS穩(wěn)定性計(jì)算示例10.9.1 問題描述10.9.2 問題分析10.9.3 分析過程思考與練習(xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 概述　　有限單元法是力學(xué)與現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是力學(xué)學(xué)科在計(jì)算技術(shù)上實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的一個代表性的標(biāo)志。自20世紀(jì)70年代以來隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，如CAD優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限單元法以及三維動態(tài)設(shè)計(jì)等應(yīng)運(yùn)而生，解決了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和無法解決的或難以解決的工程實(shí)際問題。

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