MATLAB有限元分析與應(yīng)用

前言

　　本書適用于酷愛有限元和MATLAB的有關(guān)人員。我們將使用流行的計算機軟件包MATLAB作為矩陣計算器進(jìn)行有限元分析。除了某些手動操作(特別是邊界條件設(shè)置)外，主要使用MATLAB解決冗長的矩陣計算問題。本書著重強調(diào)有限元方法的步驟。讀者可能會發(fā)現(xiàn)，本書中并沒有使用現(xiàn)成的、類似黑盒子的MATLAB程序，而是利用MATLAB對有限元習(xí)題的求解步驟進(jìn)行詳細(xì)的檢驗。線彈性結(jié)構(gòu)力學(xué)的問題貫穿全書。本書的重點不在于大量的計算和編程，而在于學(xué)習(xí)使用有限元方法進(jìn)行計算并理解有限元基本概念。除了MATLAB，第12、13和14章還用到了MATLAB的Symbolic Math工具箱。　　本書討論的有限元類型包括：彈簧元，桿元，二維和三維桁架元，平面、空間梁和剛架元，用于平面應(yīng)力和平面應(yīng)變問題的二維彈性元，以及三維立體元。每一章只討論一種類型的有限元。每一章的開始都會首先簡單介紹該元的基本方程，并隨后利用示例闡述所用到的MATLAB函數(shù)的用法。然后在每一章的結(jié)束提供許多用于學(xué)生練習(xí)的練習(xí)題?！　”緯饕菫槟切┦状谓佑|有限元分析的學(xué)生而編寫的，是有限元方法入門課程主教材的補充教材。由于有限元的計算通常包括矩陣和矩陣的操作，因此同學(xué)們通常會用一個基于矩陣的軟件包(如MATLAB)進(jìn)行這些計算。事實上，MATLAB這個詞的意思是矩陣實驗室(MATrix LABoratory)。本書的主要特色在于：共分為15個章節(jié)，各章節(jié)都有很好的闡述并相互關(guān)聯(lián)。　　本書第1章包括了一個簡短的關(guān)于MATLAB的使用指南，概述了有限元分析方法的6個步驟。以后每章都系統(tǒng)地應(yīng)用了這6個步驟?！　∥覀?yōu)楸緯峁┝艘粋€免費資源文件，其中包含了本書用到的75個MATLAB函數(shù)(M文件)。這些函數(shù)組成了MATLAB有限元工具箱(MATLAB Finite Element Toolbox)，該工具箱主要用于結(jié)構(gòu)力學(xué)分析。它所提供的MATLAB函數(shù)設(shè)計簡單，使用方便。這些函數(shù)均在MATLAB 5.0、5.3和6.1版本中成功測試過，并將繼續(xù)用于后續(xù)版本。另外，該資源文件中還提供了解答手冊。該手冊包含了所有習(xí)題的詳細(xì)解答?！　”緯鴱娬{(diào)MATLAB的交互應(yīng)用，每個示例都以與MATLAB交互對話的方式解決，并沒有提供任何現(xiàn)成可用的子程序。　　在本書的最后提供了所有習(xí)題的答案。　　在此謹(jǐn)向在本書撰寫過程中給予合作和幫助的Springer-Verlag出版公司(尤其是Thomas Ditzinger博士)致以謝意。并要特別感謝我的家人，沒有他們的支持和鼓勵，我是不可能完成本書的。尤其感謝Nicola Kattan，書中大部分插圖都是由他繪制而成。

內(nèi)容概要

本書采用當(dāng)今在工程和工程教育方面非常流行的數(shù)學(xué)軟件MATLAB來進(jìn)行有限元的分析和應(yīng)用。本書由簡單到復(fù)雜，循序漸進(jìn)地介紹了各種有限元及其分析與應(yīng)用方法。書中提供了大量取自機械工程、土木工程、航空航天工程和材料科學(xué)的示例和習(xí)題，具有很高的工程應(yīng)用價值。本書特別強調(diào)對MATLAB的交互應(yīng)用，書中的每個示例都以交互的方式求解，使讀者很容易就能把MATLAB用于有限元分析和應(yīng)用。另外，本書還提供了大量免費資源。 
   本書示例豐富，語言簡潔準(zhǔn)確，可操作性強，可以作為高等院校相關(guān)專業(yè)學(xué)生的教材或參考書，對相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員也有很大的參考價值。

書籍目錄

第1章  引言   1．1  有限元方法的步驟   1．2  用于有限元分析的MATLAB函數(shù)   1．3  MATLAB指南 第2章  彈簧元   2．1  基本方程   2．2  用到的MATLAB函數(shù)   2．3  習(xí)題 第3章  線性桿元   3．1  基本方程   3．2  用到的MATLAB函數(shù)   3．3  習(xí)題 第4章  二次桿元   4．1  基本方程   4．2  用到的MATLAB函數(shù)   4．3  習(xí)題 第5章  平面桁架元   5．1  基本方程   5．2  用到的MATLAB函數(shù)   5．3  習(xí)題 第6章  空間桁架元   6．1  基本方程   6．2  用到的MATLAB函數(shù)   6．3  習(xí)題 第7章  梁元   7．1  基本方程   7．2  用到的MATLAB函數(shù)   7．3  習(xí)題 第8章  平面剛架元   8．1  基本方程   8．2  用到的MATLAB函數(shù)   8．3  習(xí)題 第9章  網(wǎng)格元   9．1  基本方程   9．2  用到的MATLAB函數(shù)   9．3  習(xí)題 第10章  空間剛架元   10．1  基本方程   10．2  用到的MATLAB函數(shù)   10．3  習(xí)題 第11章  線性三角形元   11．1  基本方程   11．2  用到的MATLAB函數(shù)   11．3  習(xí)題 第12章  二次三角形元   12．1  基本方程   12．2  用到的MATLAB函數(shù)   12．3  習(xí)題 第13章  雙線性四邊形元   13．1  基本方程   13．2  用到的MATLAB函數(shù)   13．3  習(xí)題 第14章  二次四邊形元   14．1  基本方程   14．2  用到的MATLAB函數(shù)   14．3  習(xí)題 第15章  線性四面體(立體)元   15．1  墓本方程   15．2  用到的MATLAB函數(shù)   15．3  習(xí)題   參考文獻(xiàn)   習(xí)題答案

編輯推薦

　　《MATLAB有限元分析與應(yīng)用》示例豐富，語言簡潔準(zhǔn)確，可操作性強，可以作為高等院校相關(guān)專業(yè)學(xué)生的教材或參考書，對相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員也有很大的參考價值。

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