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有限元基础教程


作者:
曾攀
定价:
44.10元
ISBN:
978-7-04-025841-7
版面字数:
460.000千字
开本:
16开
全书页数:
381页
装帧形式:
平装
重点项目:
暂无
出版时间:
2013-10-08
读者对象:
高等教育
一级分类:
力学类
二级分类:
力学专业课程
三级分类:
其他专业课

全书包括两大部分,共分9章。第1部分为有限元分析基本原理,包括第1~5章,内容有:绪论、有限元分析过程的概要、杆梁结构分析的有限元方法、连续体结构分析的有限元方法、有限元分析中的若干问题讨论;第2部分为有限元分析的典型应用领域,包括第6~9章,内容有:静力结构的有限元分析、结构振动的有限元分析、传热过程的有限元分析、弹塑性材料的有限元分析。本书以基本变量、基本方程、求解原理、单元构建、典型例题、MATLAB程序及算例、ANSYS算例等一系列规范性方式来描述有限元分析的力学原理、程序编制以及实例应用;给出的典型实例都提供了完整的数学推演过程以及ANSYS实现过程。本书的基本理论阐述简明扼要,重点突出,实例丰富,书中的两部分内容相互衔接,也可独立使用。适合于大学高年级学生作为课程教材,也适合于不同程度的读者进行自学;对于希望在MATLAB程序以及ANSYS平台进行建模分析的读者,本书更具备参考价值。本书就有限元分析中基本单元的MATLAB程序、ANSYS算例的编程提供有配书光盘(CDROM),以方便读者使用。

本书的读者对象为机械、力学、土木、水利、航空航天等专业的高年级本科生、工程技术人员、科研工作者。

  • 第1部分 有限元分析基本原理
    • 第1章绪论
      • 1.1 概况
      • 1.2 有限元方法的历史
      • 1.3 有限元分析的作用
    • 第2章有限元分析过程的概要
      • 2.1 有限元分析的目的和概念
      • 2.2 一维阶梯杆结构问题的求解
      • 2.3 有限元分析的基本流程
      • 2.4 有限元分析的特点
      • 2.5 本章要点
    • 第3章杆梁结构分析的有限元方法
      • 3.1 杆梁结构分析的工程概念
      • 3.2 杆件有限元分析的标准化表征与算例
        • 3.2.1 杆件分析的基本力学原理
        • 3.2.2 局部坐标系中的杆单元描述
        • 3.2.3 杆单元的坐标变换
        • 3.2.4 杆单元分析的MATLAB程序
        • 3.2.5 杆结构分析的算例
      • 3.3 梁件有限元分析的标准化表征与算例
        • 3.3.1 梁件分析的基本力学原理
        • 3.3.2 局部坐标系中的平面梁单元
        • 3.3.3 平面梁单元的坐标变换
        • 3.3.4 空间梁单元及坐标变换
        • 3.3.5 梁单元的常用等效节点载荷
        • 3.3.6 梁单元分析的MATLAB程序
        • 3.3.7 梁结构分析的算例
      • 3.4 应用:桥梁结构的ANSYS参数化分析
        • 3.4.1 桥梁结构描述
        • 3.4.2 基于ANSYS的桁架桥梁结构分析
      • 3.5 本章要点
      • 3.6 习题
    • 第4章连续体结构分析的有限元方法
      • 4.1 连续体结构分析的工程概念
      • 4.2 连续体结构分析的基本力学原理
      • 4.3 平面问题有限元分析的标准化表征
        • 4.3.1 平面问题的3节点三角形单元描述
        • 4.3.2 平面问题的4节点矩形单元描述
        • 4.3.3 平面问题3节点三角形单元的MATLAB程序
        • 4.3.4 平面问题4节点矩形单元的MATLAB程序
      • 4.4 轴对称问题有限元分析的标准化表征
        • 4.4.1 轴对称问题的基本变量及方程
        • 4.4.2 3节点三角形轴对称单元(环形单元)
        • 4.4.3 4节点矩形轴对称单元(环形单元)
      • 4.5 空间问题有限元分析的标准化表征
        • 4.5.1 空间问题的4节点四面体单元描述
        • 4.5.2 空间问题的8节点正六面体单元描述
        • 4.5.3 空间问题4节点四面体单元的MATLAB程序
        • 4.5.4 空间问题8节点正六面体单元的MATLAB程序
      • 4.6 形状映射参数单元的一般原理和数值积分
        • 4.6.1 两个坐标系之间的三个方面的变换
        • 4.6.2 参数单元的三种类型
        • 4.6.3 参数单元刚度矩阵计算的数值积分
      • 4.7 平面问题分析的算例
        • 4.7.1 平面3节点三角形单元分析的算例
        • 4.7.2 平面4节点四边形单元分析的算例
      • 4.8 空间问题分析的算例
        • 4.8.1 空间4节点四面体单元分析的算例
        • 4.8.2 空间8节点六面体单元分析的算例
      • 4.9 本章要点
      • 4.10 习题
    • 第5章有限元分析中的若干问题讨论
      • 5.1 单元的节点编号与总刚度阵的存储带宽
      • 5.2 单元形状函数与刚度矩阵系数的性质
        • 5.2.1 形状函数的性质
        • 5.2.2 刚度矩阵系数的性质
      • 5.3 边界条件的处理与支反力的计算
      • 5.4 单元位移函数构造与收敛性要求
        • 5.4.1 选择单元位移函数的一般原则
        • 5.4.2 关于收敛性问题
        • 5.4.3 位移函数构造的收敛性准则
      • 5.5 C0型单元与C1型单元
      • 5.6 有限元分析结果的性质与节点应力的平均处理
        • 5.6.1 有限元分析结果的下限性质
        • 5.6.2 共用节点上应力的平均处理
      • 5.7 高阶单元的构建
        • 5.7.1 一维高阶单元
        • 5.7.2 二维高阶单元
        • 5.7.3 三维高阶单元
      • 5.8 提高计算精度的h方法和p方法
      • 5.9 本章要点
      • 5.10 习题
  • 第2部分 有限元分析的典型应用领域
    • 第6章静力结构的有限元分析
      • 6.1 连续体平面问题的MATLAB有限元分析程序
        • 6.1.1 程序原理
        • 6.1.2 完整的MATLAB程序源代码
      • 6.2 受均匀载荷方形板的有限元分析
      • 6.3 自主程序开发与ANSYS前后处理器的衔接
      • 6.4 工程应用:预应力万吨液压机机架的参数化建模与分析
        • 6.4.1 模锻液压机的描述
        • 6.4.2 8万t模锻液压机主牌坊的简化模型的有限元分析
      • 6.5 习题
    • 第7章结构振动的有限元分析
      • 7.1 结构振动分析的基本原理
        • 7.1.1 结构振动分析的基本方程
        • 7.1.2 结构振动的有限元分析列式
        • 7.1.3 常用单元的质量矩阵
      • 7.2 汽车悬挂系统的振动模态分析
      • 7.3 带有张拉的绳索的振动模态分析
      • 7.4 机翼模型的振动模态分析
      • 7.5 习题
    • 第8章传热过程的有限元分析
      • 8.1 传热过程分析的基本原理
        • 8.1.1 传热过程的基本方程
        • 8.1.2 稳态传热过程的有限元分析列式
        • 8.1.3 热应力问题的有限元分析列式
      • 8.2 平面矩形板的稳态温度场分析
      • 8.3 金属材料凝固过程的瞬态传热分析
      • 8.4 温度变化下的结构热应力分析
      • 8.5 习题
    • 第9章弹塑性材料的有限元分析
      • 9.1 弹塑性材料分析的基本原理
        • 9.1.1 弹塑性材料的物理方程
        • 9.1.2 基于全量理论的有限元分析列式
        • 9.1.3 基于增量理论的有限元分析列式
        • 9.1.4 非线性方程求解的NewtonRaphson(NR)迭代法
      • 9.2 三杆结构塑性卸载后的残余应力分析
      • 9.3 悬臂梁在循环加载作用下的弹塑性分析
      • 9.4 习题
  • 各章典型例题、求解原理、MATLAB算例、ANSYS算例目录
  • 参考文献
  • 附录A MATLAB程序的基本操作
  • 附录B ANSYS程序的基本操作
  • 附录C 常用材料的力学性能
  • 附录D 常用材料的热力学参数
  • 附录E 英制单位和米制单位的换算表
  • 中文名词索引
  • 英文名词索引
  • 单元及编程索引

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