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本书紧密结合MATLAB编成语言,系统地介绍了杆系结构有限元分析方法。
本书共分9章,第1章概括地介绍了杆件结构的基本类型及其分析的基本概念。第2章到第7章分别介绍了连续梁、平面桁架、平面刚架、平面板架、空间桁架和空间刚架这6种典型杆系结构的分析方法,其中的第一章相对独立性比较强,便于读者快捷地学习各章内容。第8章给出了6种基本杆系结构类型的分析程序及分析例题。第9章比较详细地介绍了杆系结构特殊问题的分析方法,如支座发生位移、弹性支座、倾斜支座、平面节点、杆件传力中断、杆件端部弹性连接、梁柱单元等。另外,本书还给出了6种典型杆系结构的计算分析习题。在附录中给出了荷载和其他因素作用于约束杆件所产生的约束杆端力。
本书是结构工程及其相关专业的工程技术人员和科研人员从事结构分析计算的必备科技书,也可作为高等院校相关专业师生的教材和教学参考书。
前言
主要符号说明
第1章 概论
1.1 杆系结构的类型
1.2 杆件坐标系与结构坐标系
1.3 坐标系的旋转
1.4 杆件坐标系下单元刚度矩阵方程
1.5 总节点风度矩阵方程
1.6 总节点刚度矩阵方程的求解
1.7 最终杆端力的计算
1.8 双跨连续梁节点位移、支座反力和最终杆端力的计算
第2章 连续梁结构分析
2.1 连续梁单元刚度矩阵
2.2 连续梁总节点位移和总支座反力
2.3 连续梁的总节点刚度矩阵
2.4 连续梁综合节点荷载
2.5 杆件荷载引起的约束杆端力
2.6 最终杆端力计算
2.7 连续梁例题
2.8 连续梁MATLAB符号运算求解
第3章 平面桁架结构分析
3.1 平面桁架杆件坐标系定位与转轴矩阵
3.2 平面桁架的杆端位移与杆端力
3.3 平面桁架的转轴变换矩阵
3.4 平面桁架的单元刚度矩阵
3.5 平面桁架总节点位移与总支座反力
3.6 平面桁架的总节点刚度矩阵
3.7 平面桁架的综合节点荷载
3.8 杆件荷载引起的约束杆端力
3.9 平面桁架的最终杆端力
3.10 平面桁架例题
3.11 平面桁架符号运算分析求解
第4章 平面刚架结构分析
4.1 平面刚架杆件坐标系定位和转轴矩阵
4.2 平面刚架杆端位移与杆端力
4.3 平面刚架的单元刚度矩阵
4.4 平面刚架的总节位移和总支座反力
4.5 平面刚架的总节点刚度矩阵
4.6 平面刚架的综合节点荷载
4.7 杆件上荷载引起的约束杆端力
4.8 平面刚架的最终杆端力
第5章 板架结构分析
5.1 板架的杆件坐标系定位与转轴矩阵
5.2 板架的杆端位移与杆端力
5.3 板架的转轴变换矩阵
5.4 板架的单元刚度矩阵
5.5 板架的总节点位移与总支座反力
5.6 板架的总节点刚度矩阵
5.7 板架的综合节点荷载
5.8 杆件上荷载引起的约束杆端力
5.9 板架的最终杆端力
第6章 空间桁架结构分析
6.1 空间桁架杆件坐标系定位与转轴矩阵
6.2 空间桁架的杆端位移与杆端力
6.3 空间桁架的转轴变换矩阵
6.4 空间桁架的单元刚度矩阵
6.5 空间桁架的总节点位移与总支座反力
6.6 空间桁架的总节点刚度矩阵
6.7 空间桁架的综合节点荷载
6.8 杆件上荷载引起的约束杆端力
6.9 空间桁架的最终杆端力
第7章 空间刚架结构分析
7.1 空间刚架杆件坐标系定位与转轴矩阵
7.2 空间刚架的杆端位移与杆端力
7.3 空间刚架的转轴变换矩阵
7.4 空间刚架的单元刚度矩阵
7.5 空间刚架的总节点位移与总支座反力
7.6 空间刚架的总节点刚度矩阵
7.7 空间刚架的综合节点荷载
7.8 杆件上荷载引起的约束杆端力
7.9 空间刚架的最终杆端力
第8章 基本杆系结构的数值计算分析
第9章 杆系结构特殊情况分析
习题
附录1 约束杆端力
附录2 等直杆单元刚度系数
参考文献
它们拥有丰富完善的单元库、 材料模型库和求解器,并且具有相对独立的前、后处理模块,可以独立完成多学科、多领域的工程分析问题。其缺点是前处理模块中的几何建模功能不强,无法完成复杂模型的建模,因此降低了结...
有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成,对每一单元假定一个合适的(较简单的)近似解,然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件),从而...
一般的介质力学问题包括平衡方程、几何方程(应变位移关系)和本构方程,是一个偏微分方程组,正好可以利用力学中的变分原理或极值原理来建立泛函关系,从而实现有限元计算的需要。但是,有限元在岩土问题中的应用是...
空间杆系结构的随机有限元分析
空间杆系结构的随机有限元分析——空间杆系结构的随机有限元分析
机场道面结构有限元分析
? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net ? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net ? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net ? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights r
《MATLAB有限元分析与应用》特别强调对MATLAB的交互应用,书中的每个示例都以交互的方式求解,使读者很容易就能把MATLAB用于有限分析和应用。另外,《MATLAB有限元分析与应用》还提供了大量 免费资源。
《MATLAB有限元分析与应用》采用当今在工程和工程教育方面非常流行的数学软件MATLAB来进行有限元的分析和应用。《MATLAB有限元分析与应用》由简单到复杂,循序渐进地介绍了各种有限元及其分析与应用方法。书中提供了大量取自机械工程、土木工程、航空航天工程和材料科学的示例和习题,具有很高的工程应用价值。
第1章 引言 1
1.1 有限元方法的步骤 1
1.2 用于有限元分析的MATLAB函数 2
1.3 MATLAB指南 4
第2章 弹簧元 10
2.1 基本方程 10
2.2 用到的MATLAB函数 11
2.3 习题 23
第3章 线性杆元 24
3.1 基本方程 24
3.2 用到的MATLAB函数 25
3.3 习题 38
第4章 二次杆元 39
4.1 基本方程 39
4.2 用到的MATLAB函数 40
4.3 习题 52
第5章 平面桁架元 53
5.1 基本方程 53
5.2 用到的MATLAB函数 54
5.3 习题 76
第6章 空间桁架元 77
6.1 基本方程 77
6.2 用到的MATLAB函数 78
6.3 习题 91
第7章 梁元 92
7.1 基本方程 92
7.2 用到的MATLAB函数 93
7.3 习题 111
第8章 平面刚架元 113
8.1 基本方程 113
8.2 用到的MATLAB函数 114
8.3 习题 141
第9章 网格元 144
9.1 基本方程 144
9.2 用到的MATLAB函数 145
9.3 习题 158
第10章 空间刚架元 159
10.1 基本方程 159
10.2 用到的MATLAB函数 160
10.3 习题 182
第11章 线性三角形元 183
11.1 基本方程 183
11.2 用到的MATLAB函数 184
11.3 习题 207
第12章 二次三角形元 209
12.1 基本方程 209
12.2 用到的MATLAB函数 211
12.3 习题 231
第13章 双线性四边形元 232
13.1 基本方程 232
13.2 用到的MATLAB函数 234
13.3 习题 260
第14章 二次四边形元 262
14.1 基本方程 262
14.2 用到的MATLAB函数 264
14.3 习题 286
第15章 线性四面体(立体)元 287
15.1 基本方程 287
15.2 用到的MATLAB函数 290
15.3 习题 315
参考文献 317
习题答案 319 2100433B
有限元分析(FEA)是工程科学的重要工具,ANSYS是进行有限元分析的一种通用软件包,Matlab则是一种著名的数学软件。本书以理论介绍为主要目标,利用软件进行数学运算,并推荐一种三重难证的教学方法。本书首先介绍了计算机辅助工程分析的基本结构和有限元分析方法以及8种典型的形函数,然后按专题分别对桁架、梁、膜、板、壳等结构及三维实体、自由振动、弯曲、复合材料等运用三重验证的方法进行有限元分析。本书理论阐述透彻,教学方法新颖,适合作为力学、机械、土木、水利等专业本科生和研究生的教材,也可作为上述专业的工程技术人员和教师的参考书。2100433B