內(nèi)容簡介:本書共三篇，分別為有限元原理、有限元建模、有限元可視化程序設(shè)計。有限元原理部分重點介紹具有限元課程特點的基本內(nèi)容及程序設(shè)計思想，主要包括彈性問題、彈塑性問題、結(jié)構(gòu)動力問題的有限元法；從實用角度介紹有限元建模方法、有限元可視化程序設(shè)計。做到理論體系完整，理論與應(yīng)用并重。本書采用模塊式結(jié)構(gòu)，三篇內(nèi)容相對獨立，可根據(jù)需要選學(xué)。

作者簡介:梁清香，教授，碩士生導(dǎo)師。1987年本科畢業(yè)于太原理工大學(xué)應(yīng)用力學(xué)專業(yè)，1995年碩士研究生畢業(yè)于西安交通大學(xué)振動沖擊噪聲專業(yè)。主編《有限元與MARC實現(xiàn)》（2003年2月，機械工業(yè)出版社）、《有限元與MARC實現(xiàn)》第2版（2005年4月，機械工業(yè)出版社），《理論力學(xué)》副主編（2000年8月，機械工業(yè)出版社）。主持科研項目5項，主持省級重點教研項目1項，獲山西省教學(xué)成果一等獎1項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇。

目錄:第1篇有限元原理
第1章有限元法概述
1.1有限元法的發(fā)展概況
1.2有限元法的主要優(yōu)點
1.3有限元法在工程中的應(yīng)用
1.4通用有限元軟件簡介
1.4.1通用有限元軟件的共同之處
1.4.2幾個通用有限元軟件簡介
1.5有限元法基本知識
1.5.1有限元法基本思想
1.5.2有限元法分類
1.5.3有限元法分析工程實際問題的一般過程
1.5.4單元位移函數(shù)的選取與收斂性分析
1.6預(yù)備知識
1.6.1彈性力學(xué)基本方程的矩陣表示
1.6.2變形體虛位移原理
習(xí)題
第2章平面問題的有限元法
2.1彈性力學(xué)平面問題
2.1.1平面應(yīng)力問題
2.1.2平面應(yīng)變問題
2.2三角形單元位移函數(shù)和形函數(shù)
2.2.1單元位移函數(shù)
2.2.2位移函數(shù)的收斂性
2.2.3形函數(shù)的性質(zhì)
2.2.4位移函數(shù)和形函數(shù)的幾何意義
2.3單元等效節(jié)點載荷向量
2.3.1集中載荷的等效節(jié)點載荷
2.3.2分布體力的等效節(jié)點載荷
2.3.3分布面力的等效節(jié)點載荷
2.4應(yīng)變矩陣、應(yīng)力矩陣和單元剛度矩陣
2.4.1應(yīng)變矩陣
2.4.2應(yīng)力矩陣
2.4.3單元剛度矩陣
2.4.4計算單元剛度矩陣的程序設(shè)計
2.5整體平衡方程與整體剛度矩陣
2.5.1由節(jié)點平衡建立整體平衡方程
2.5.2整體剛度矩陣的集成
2.5.3整體剛度矩陣的特點
2.5.4整體剛度矩陣的存儲
2.5.5形成整體剛度矩陣的程序設(shè)計
2.6整體節(jié)點載荷向量
2.6.1整體節(jié)點載荷向量的集成
2.6.2注意事項
2.6.3形成單元節(jié)點載荷向量和整體節(jié)點載荷向量的程序設(shè)計
2.7約束條件的引入
2.7.1引入約束條件的過程
2.7.2幾點說明
2.7.3引入約束條件的程序設(shè)計
2.8求解
2.9應(yīng)力計算及結(jié)果整理
2.10較精密的平面單元
2.10.1矩形單元
2.10.2六節(jié)點三角形單元
2.11等參元
2.11.1母單元與子單元
2.11.2標(biāo)準(zhǔn)化坐標(biāo)系下矩形單元族的形函數(shù)
2.11.3等參變換的唯一性及等參元位移函數(shù)的收斂性
2.11.4等參元的單元剛度矩陣與單元等效節(jié)點載荷向量
2.11.5數(shù)值積分
習(xí)題
第3章空間問題的有限元法
3.1空間問題的離散化
3.2四面體單元
3.2.1位移函數(shù)
3.2.2應(yīng)變矩陣、應(yīng)力矩陣
3.2.3單元剛度矩陣
3.2.4體積坐標(biāo)
3.2.5單元等效節(jié)點載荷向量
3.2.6高階四面體單元
3.3六面體單元
3.3.1八節(jié)點六面體單元
3.3.2二十節(jié)點六面體單元
3.3.3單元剛度矩陣
3.3.4單元等效節(jié)點載荷
3.4五面體單元
3.5實體單元比較與選擇
習(xí)題
第4章空間軸對稱問題的有限元法
4.1空間軸對稱問題概述
4.1.1空間軸對稱問題的幾何方程與物理方程
4.1.2空間軸對稱問題的離散化
4.2單元位移函數(shù)
4.3應(yīng)變矩陣、應(yīng)力矩陣和單元剛度矩陣
4.3.1應(yīng)變矩陣
4.3.2應(yīng)力矩陣
4.3.3單元剛度矩陣
4.4單元等效節(jié)點載荷
習(xí)題
第5章桿系結(jié)構(gòu)的有限元法
5.1桿系結(jié)構(gòu)有限元法概述
5.2一維等直桿單元
5.2.1拉壓桿單元
5.2.2扭轉(zhuǎn)桿單元
5.3桁架結(jié)構(gòu)的有限元法
5.3.1桁架結(jié)構(gòu)概述
5.3.2桁架結(jié)構(gòu)的有限元分析
5.4梁單元
5.4.1梁的基本公式
5.4.2平面彎曲梁單元
5.4.3平面自由式梁單元
5.4.4考慮剪切變形的梁單元
5.4.5空間梁單元
5.5剛架結(jié)構(gòu)的有限元法
5.5.1剛架結(jié)構(gòu)概述
5.5.2剛架結(jié)構(gòu)的有限元分析
習(xí)題
第6章板殼問題的有限元法
6.1板殼彎曲問題有限元法概述
6.2板理論基礎(chǔ)
6.2.1彈性力學(xué)薄板理論
6.2.2板的橫向剪切變形理論
6.3薄板彎曲問題的有限元法
6.3.1離散化
6.3.2矩形薄板單元
6.3.3三角形薄板單元
6.3.4小片試驗
6.3.5離散的基爾霍夫理論薄板單元
6.4厚板單元簡介
6.5殼理論簡介
6.6三角形平板薄殼單元
6.6.1局部坐標(biāo)系中的單元剛度矩陣
6.6.2單元剛度矩陣從局部坐標(biāo)系到整體坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換
6.6.3局部坐標(biāo)的方向余弦
6.7軸對稱殼單元
6.7.1軸對稱薄殼理論
6.7.2薄殼截錐單元
習(xí)題
第7章結(jié)構(gòu)動力問題的有限元法
7.1引言
7.2結(jié)構(gòu)離散化與動力平衡方程
7.2.1結(jié)構(gòu)離散化與動載荷
7.2.2動力平衡方程
7.3集中質(zhì)量矩陣和一致質(zhì)量矩陣
7.3.1幾個簡單單元的集中質(zhì)量矩陣和一致質(zhì)量矩陣
7.3.2質(zhì)量矩陣的特點
7.4自由振動分析
7.4.1特征值問題
7.4.2幾種求解特征值問題的方法概述
7.5動力響應(yīng)分析
7.5.1阻尼模型
7.5.2振型疊加法
7.5.3直接積分法
習(xí)題
第8章彈塑性問題的有限元法
8.1彈塑性有限元法概述
8.2彈塑性理論基礎(chǔ)
8.2.1材料的塑性性質(zhì)
8.2.2Mises屈服準(zhǔn)則及硬化定律
8.2.3PrandtlReuss塑性流動增量理論
8.3彈塑性有限元法
8.3.1彈塑性有限元法的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系
8.3.2彈塑性有限元方程
8.3.3彈塑性有限元方程的求解
習(xí)題
第2篇有限元建模
第9章有限元模型
9.1有限元模型的重要性
9.2有限元模型的定義
9.2.1分析問題類型
9.2.2幾何模型
9.2.3單元類型的選擇
9.2.4網(wǎng)格布局及網(wǎng)格劃分
9.2.5邊界條件
9.2.6材料參數(shù)與幾何特性
習(xí)題
第10章有限元建模過程
10.1有限元建模的一般過程
10.2有限元建模舉例
習(xí)題
第3篇有限元程序可視化設(shè)計
第11章面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計概述
11.1面向?qū)ο蟮幕靖拍?
11.1.1對象的基本概念
11.1.2對象的特征
11.1.3對象的要素
11.1.4面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法
11.1.5面向?qū)ο蟮哪Ｐ?
11.2面向?qū)ο蟮姆治?
11.2.1對象的分析
11.2.2建立對象模型
11.2.3建立動態(tài)模型
11.2.4建立功能模型
11.2.5確定操作
11.3面向?qū)ο蟮脑O(shè)計
11.3.1面向?qū)ο笤O(shè)計的準(zhǔn)則
11.3.2面向?qū)ο笤O(shè)計的啟發(fā)規(guī)則
11.3.3系統(tǒng)設(shè)計
11.3.4對象設(shè)計
11.4面向?qū)ο蟮膶崿F(xiàn)
11.4.1程序設(shè)計語言
11.4.2類的實現(xiàn)
11.4.3應(yīng)用系統(tǒng)的實現(xiàn)
11.4.4面向?qū)ο鬁y試
11.5面向?qū)ο蠛突趯ο蟮膮^(qū)別
第12章平面問題可視化程序設(shè)計
12.1程序總體框架與主要功能
12.2原始數(shù)據(jù)準(zhǔn)備及錄入界面
12.3數(shù)據(jù)輸入驗證及糾錯
12.4單元網(wǎng)格圖及計算結(jié)果的顯示
12.4.1單元網(wǎng)格圖顯示程序
12.4.2節(jié)點位移圖顯示程序
12.4.3單元應(yīng)力圖顯示程序
12.5原始數(shù)據(jù)生成與保存
12.6計算部分處理框圖
12.7算例
12.8程序代碼
參考文獻