第二版序言

第一版前言

主要符号

引言

第一章 杆件结构

1.1 直梁

1.2 平面刚架

1.3 空间杆结构

练习题

第二章 平面问题——直接离散化

2.1 平面问题的应变与应力

2.2 单元与节点——连续体的离散化

2.3 三角形三节点单元刚度分析

2.4 解题过程

2.5 矩形四节点单元

练习题

第三章 势能极小原理的有限元解法

3.1 求解域的剖分和分片插值

3.2 刚度矩阵及其迭加

3.3 节点载荷与位移方程

3.4 收敛条件

练习题

第四章 三维问题

4.1 三维应力状态

4.2 三维分析的简单四面体单元

4.3 轴对称变形

4.4 轴对称问题的简单三角形单元

练习题

第五章 薄板弯曲

5.1 薄板的弯曲变形

5.2 四节点的矩形薄板单元

5.3 薄板弯曲的相容性问题

5.4 九参数三角形薄板单元

5.5 其他板单元

练习题

第六章 薄壳

6.1 概壳

6.2 矩形板单元用于柱壳分析

6.3 用三角形平板单元分析任意形状壳体

6.4 轴对称薄壳

练习题

第七章 参数单元

7.1 平面四节点等参元

7.2 20节点三维等参元

7.3 一般的等参元

练习题

第八章 温度场及热应力的有限元计算

8.1 平面稳定温度场

8.2 平面热应力

练习题

第九章 结构有限元动力分析

9.1 结构的动力方程

9.2 动力方程的简化

练习题

第十章 复杂结构分析的几个问题

10.1 不同单元的组合

10.2 位移约束处理

练习题

附录 结构有限元分析练习程序

参考文献

汉英名词对照索引

作者简介 2100433B

《结构有限元分析（第2版）》主要介绍结构有限元分析的基本理论和方法，包括刚架、平面、三维和板壳等内容。另外也简要介绍了结构动力分析、温度场和热应力计算。书中附有简单的有限元分析通用程序，供上机实践。《结构有限元分析（第2版）》可作为工科院校力学本科生和机械类研究生的教材，也可供有关专业工程技术人员和教师参考。

《高等学校教材:结构有限元分析》系统介绍了结构有限元分析的基本原理。主要内容包括杆系结构、弹性力学问题和薄板弯曲问题的有限元法。在重点阐述有限元法基本概念的同时，对有关的数值算法和计算程序也作了详细介绍，并对一些重要过程和算法给出了详细的计算框图和相应的子程序，同时给出了具有多种功能、可供实际结构分析使用的用FORTRAN77编写的空间杆系结构静力分析程序。

书名 机械结构有限元分析

书号 978-7-118-06861-0

作者 宋志安等

出版时间 2010年6月

译者

版次 1版1次

开本 16

装帧 平装

出版基金

页数 298

字数 430

中图分类 TH112

丛书名 普通高等院校“十二五”规划教材

定价 35.00

机械结构有限元分析:ANSYS与ANSYS Workbench工程应用

第1章 绪论1

1.1 有限元法国内外发展概况1

1.2 基于 MATLAB 的有限元法基本理论2

1.2.1 变分法2

1.2.2 Rayleigh-Ritz 方法4

1.2.3 加权余量法10

1.2.4 函数降阶与试探函数16

1.3 有限元的特点18

1.4 有限元法的应用19

1.4.1 有限元法的应用范围19

1.4.2 有限元法在产品开发中的应用19

思考题21

第2章 ANSYS 基本操作22

2.1 ANSYS12.0 基本介绍22

2.1.1 ANSYS12.0 运行环境的配置22

2.1.2 ANSYS12.0 界面介绍23

2.1.3 ANSYS 文件类型25

2.1.4 ANSYS 工作方式26

2.1.5 ANSYS 的基本分析步骤27

2.2 建立模型28

2.2.1 指定工作目录、作业名和分析标题28

2.2.2 定义图形界面过滤参数29

2.2.3 ANSYS 的单位制29

2.2.4 定义单元类型30

2.2.5 定义单元实常数32

2.2.6 定义材料属性34

2.2.7 创建几何模型35

2.2.8 对实体模型划分网格46

2.3 加载和求解51

2.3.1 加载51

2.3.2 求解57

2.4 后处理61

2.4.1 读入结果数据61

2.4.2 使用单元表62

2.4.3 使用POST1 查看计算结果65

思考题69

第3章 桁架70

3.1 一 维 桁 架70

3.1.1 一维桁架传统法求解理论70

3.1.2 一维桁架传统法求解方法72

3.1.3 基于ANSYS 的有限元分析过程74

3.2 二维桁架78

3.2.1 二维桁架基础理论78

3.2.2 二维桁架工程实例传统解法81

3.2.3 传统解题方法82

3.2.4 基于MATLAB 的求解方法84

3.2.4 基于ANSYS 的求解方法86

3.3 空间桁架93

3.3.1 引言93

3.3.2 三维桁架分析理论基础93

3.3.3 编程思路95

3.3.4 程序实现99

3.3.5 结论102

3.3.6 基于ANSYS 的有限元分析方法102

思考题106

第4章 梁理论与实例108

4.1 梁理论108

4.2 ANSYS 梁单元109

4.3 位移函数推导梁单元的有限元格式109

4.4 梁结构的静力学分析实例111

4.4.1 均布载荷力下梁的挠度分析111

4.4.2 桥式起重机大梁受到均布载荷和集中力作用下的分析118

4.4.3 悬臂梁优化算例129

思考题139

第5章 平面问题和轴对称问题的有限元法141

5.1 平面问题基本知识141

5.1.1 平面应力问题141

5.1.2 平面应变问题141

5.1.3 平面问题基本方程142

5.1.4 平面问题的三角形单元求解143

5.2 轴对称问题基本知识145

5.2.1 轴对称问题的定义145

5.2.2 基本变量和基本方程146

5.3 板分析实例148

5.3.1 问题的描述148

5.3.2 ANSYS 操作步骤148

5.4 轴对称圆筒分析实例161

5.4.1 问题描述161

5.4.2 ANSYS 操作步骤162

思考题173

第6章 薄板弯曲问题的有限元法174

6.1 薄板弯曲的基本方程174

6.1.1 定义及假设174

6.1.2 薄板弯曲的基本方程175

6.2 矩形薄板单元分析179

6.2.1 矩形薄板单元的位移函数179

6.2.2 矩形薄板单元的刚度矩阵182

6.2.3 矩形薄板单元的载荷移置186

6.2.4 计算例题187

6.3 三角形薄板单元分析188

6.3.1 三角形薄板单元的位移函数189

6.3.2 三角形薄板的单元刚度矩阵192

6.3.3 三角形薄板单元的载荷移置195

6.4 ANSYS 求解板壳问题196

6.4.1 壳单元的定义与使用196

6.4.2 带有加强筋平板的静力分析197

思考题205

第7章 空间轴对称问题206

7.1 离散化206

7.2 单元的应变和应力207

7.2.1 单元位移函数207

7.2.2 几何方程208

7.2.3 应力方程209

7.3 单元刚度矩阵和等效节点载荷210

7.3.1 单元刚度矩阵210

7.3.2 等效节点载荷210

第8章 三维实体213

8.1 三维实体模型的定义213

8.2 四节点四面体单元213

8.3 基于四节点四面体单元的三维固体力学问题的有限元分析215

8.4 ANSYS 中的三维单元示例220

8.4.1 热力学—实体单元220

8.4.2 结构—实体单元221

8.5 三维实体建模222

8.5.1 模型生成222

8.5.2 实体造型224

8.6 ANSYS 与其他三维建模软件的接口235

8.6.1 用IGES 文件进行工作235

8.6.2 IGES 输入过程236

8.6.3 ANSYS 和Pro/E 接口方法236

8.6.4 ANSYS 和Catia 接口方法237

8.7 对实体单元划分网格的方法237

8.7.1 如何对实体模型进行网格划分237

8.7.2 定义单元类型238

8.7.3 网格划分控制238

8.8 工程实例——轮子的受力分析241

8.8.1 问题的描述241

8.8.2 GUI 操作方式242

8.8.3 命令流方式254

思考题257

第9章 ANSYS Workbench 简介及应用258

9.1 参数化建模模块DM259

9.1.1 DM 模块启动259

9.1.2 DM 中建立螺旋弹簧模型261

9.1.3 简单几何体特征创建263

9.2 分析工具模块 DesignSpace266

9.2.1 DS 模块启动266

9.2.2 螺旋弹簧的静力分析267

9.2.3 螺旋弹簧的模态分析279

9.3 优化设计模块DX281

9.3.1 DX 模块启动283

9.3.2 螺旋弹簧的优化设计283

思考题289

参考文献290"