有限元分析及應用

前言

　　有限元法經(jīng)過四十多年的發(fā)展，尤其是近二十年來，隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，已經(jīng)成為工程力學問題數(shù)值分析的有效方法之一。強大的分析能力是有限元法最突出的特點，它所解決的問題種類之廣泛，幾乎囊括了結(jié)構(gòu)分析的各個方面。本書不準備（事實上也不可能）面面俱到地敘述這一方法在各學科中的理論和應用，力求對結(jié)構(gòu)分析中經(jīng)常遇到的幾類典型問題的有限元解法進行闡述。　　本書是根據(jù)作者多年來從事石油設備力學分析研究成果和教學經(jīng)驗編寫而成。全書注重有限元法的基本理論與基本過程的闡述和工程應用相結(jié)合，書中論述了“石油鉆采管柱接觸非線性分析的間隙元法”和“石油化工設備有限元分析”，給出了典型工程實例的分析過程和計算結(jié)果，以便讀者學有所用?！　”緯纱髴c石油學院劉揚、劉巨保、羅敏編著。在本書的編寫過程中，內(nèi)容上力求理論聯(lián)系實際，緊密結(jié)合工程應用；表達上力求精練，深入淺出。全書共12章。第1章簡要介紹了有限元法的基本概念；第2章介紹了桿系結(jié)構(gòu)有限元法；第3章介紹了彈性力學平面問題有限元法；第4章介紹了彈性力學軸對稱問題有限元法；第5章介紹了彈性力學空間問題有限元法；第6章介紹了板殼問題的有限元法；第7章介紹了彈性穩(wěn)定問題的有限元分析；第8章介紹了結(jié)構(gòu)動力學問題的有限元法；第9章介紹了材料非線性有限元法；第10章介紹了幾何非線性問題有限元法；第11章介紹了接觸非線性有限元分析；第12章介紹了石油鉆采管柱非線性有限元分析。　　在本書編寫過程中，大慶石油學院張學鴻教授、李治淼、丁宇奇老師給予了很大幫助，博士生張強和碩士生王琳、岳欠杯、欒一秀、朱霞、姜斌等為本書的部分算例、書稿的打印、繪圖花費了大量精力和時間，在此向他們表示衷心的感謝?！　”緯烧憬髮W丁皓江教授主審，并提出了許多寶貴意見和建議，在此表示衷心的感謝?！　∮捎诰幷咚剿?，書中難免有疏漏或不足之處，敬請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

本書為21世紀高等學校規(guī)劃教材。　　本書以簡明、淺顯的方式系統(tǒng)地闡述了結(jié)構(gòu)分析中的有限元法基本理論及其應用，內(nèi)容豐富、概念清晰，注重理論聯(lián)系實際，附有大量工程實例。主要內(nèi)容包括：桿系結(jié)構(gòu)、彈性力學平面和軸對稱問題、空間問題、板殼、彈性穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)動力學、材料非線性、幾何非線性、接觸非線性和石油鉆采管柱非線性有限元分析?！　”緯勺鳛楣た圃盒Ｏ嚓P(guān)專業(yè)本科高年級學生和研究生的教材，也可供機械、石油工程等工程專業(yè)的技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言1　有限元法的基本概念    1.1　概述    1.2　有限元的發(fā)展及常用軟件介紹    1.3　有限元分析的基本步驟2　桿系結(jié)構(gòu)有限元法    2.1　平面桁架有限元法    2.2　平面剛架有限元法    2.3　空間剛架有限元法    2.4　化工熱力管系結(jié)構(gòu)有限元分析    2.5　石油井架有限元分析3　彈性力學平面問題有限元法    3.1　三節(jié)點三角形單元    3.2　四節(jié)點矩形單元    3.3　高次三角形單元和矩形單元    3.4　平面等參數(shù)單元    3.5　計算例題4　彈性力學軸對稱問題有限元法    4.1　三節(jié)點三角形環(huán)狀單元    4.2　四邊形環(huán)狀等參數(shù)單元    4.3　計算實例5　彈性力學空間問題有限元法    5.1　常應變四面體單元    5.2　二次四面體單元    5.3　六面體單元    5.4　空間等參數(shù)單元    5.5　射孔套管承載能力有限元分析    5.6　井口裝置承壓本體有限元分析6　板殼問題的有限元法    6.1　薄板彎曲問題的基本公式    6.2　矩形薄板單元    6.3　三角形薄板單元    6.4　平面殼體單元    6.5　輸油管線三通應力的有限元分析    6.6　1萬m3拱頂油罐頂板應力分析7　彈性穩(wěn)定問題的有限元分析    7.1　梁單元的幾何剛度矩陣    7.2　板單元的幾何剛度矩陣    7.3　整體分析    7.4　桿件結(jié)構(gòu)算例    7.5　彈性薄板算例8　結(jié)構(gòu)動力學問題的有限元法    8.1　動力學方程    8.2　單元質(zhì)量矩陣    8.3　阻尼矩陣    8.4　特征值問題及其解法    8.5　結(jié)構(gòu)動力學方程的求解    8.6　鋼絲繩抽油桿瞬態(tài)動力學分析9　材料非線性有限元法    9.1　非線性有限元問題的求解方法    9.2　非線性彈性力學問題    9.3　彈塑性應力一應變關(guān)系    9.4　彈塑性問題的求解方法    9.5　桿系結(jié)構(gòu)的塑性分析10　幾何非線性問題有限元法    10.1　非線性問題的簡述    10.2　幾何非線性問題的一般性討論    10.3　大撓度板單元的切線剛度矩陣    10.4　非線性三維單元的切線剛度矩陣    10.5　大位移三維實體單元    10.6　雙重非線性一彈塑性大位移問題11　接觸非線性有限元分析    11.1　概述    11.2　接觸問題有限單元法的基本概念    11.3　接觸問題求解的一般過程    11.4　接觸問題的罰函數(shù)法    11.5　接觸問題的間隙單元法    11.6　管道螺紋連接處接觸應力分析    11.7　雙層套箍式加氫反應器殼體接觸應力分析    11.8　卡箍型快開盲板結(jié)構(gòu)應力分析    11.9　電泵機組花鍵軸花鍵處應力分析    11.10　急冷鍋爐殼程筒體法蘭和管箱法蘭間接觸應力分析12　石油鉆采管柱非線性有限元分析參考文獻

章節(jié)摘錄

　　1　有限元法的基本概念　　1.1　概述　　在石油石化設備研制中，首先要滿足工藝提出的各種要求，其次要保證設備能夠安全可靠的工作，尤其是在高溫高壓、有毒介質(zhì)和井下工作時的設備安全可靠度要求更高，這就需要對石油設備的力學分析更加準確，方可提供可靠的理論依據(jù)，確保石油石化設備的安全可靠運行。　　石油石化設備力學分析的特殊性主要表現(xiàn)在以下三個方面：　?。?）設備結(jié)構(gòu)較復雜，如鉆井過程中的井架和底座是由數(shù)千根桿件采用不同連接方式形成的大型空間剛架結(jié)構(gòu)，化工設備中開有各種孔、配有各種筋的化工容器等；　?。?）設備載荷復雜，大部分石油設備都受自重、風載、雪載、溫度、壓力等各種載荷的綜合作用；　?。?）邊界條件復雜，如井下管柱與井壁的隨機多向接觸摩擦，井架底座和容器的地基下陷等?！　∵@些特殊性給石油設備的力學分析帶來了一定難度，很難用工程力學理論描述出結(jié)構(gòu)的實際受力狀態(tài)或用彈性力學方法得到問題的解析解。為此，當電子計算機問世以后，人們研究了各種數(shù)值方法來分析這些復雜的工程問題，主要包括有限元法、有限差分法、邊界元法、加權(quán)殘數(shù)法等，其中有限元法以其概念淺顯、應用范圍廣、計算效率高等特征在工程中得到了廣泛應用，已成為工程師們解決結(jié)構(gòu)部件應力分析與強度、剛度設計問題的主要手段之一。

圖書封面

圖書標簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    有限元分析及應用 PDF格式下載

---