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《有限单元法及工程应用》分为8章。第1章为绪论,介绍了有限元的发展概况和《有限单元法及工程应用》的写作目的,第2章为弹性力学的基本方程和定解条件,第3章为平面问题的有限单元法,第4章为空间问题的有限单元法,第5章为板壳问题的有限单元法,第6章为杆件结构的有限单元法,第7章为有限元商业软件介绍与有限元的实施,第8章为有限元法的工程应用。
《有限单元法及工程应用》是作者多年从事有限元教学、科学研究、工程实践和培训工程技术人员经验的积累与总结。《有限单元法及工程应用》可以作为大学生、研究生的教材和工程技术人员的参考书。
第1章绪论
1.1关于弹性力学
1.2关于数值解法
1.3关于有限单元法
1.4有限元法在工程中的应用
1.5有限元软件的发展
1.6本书的写作目的
第2章弹性力学的基本方程和定解条件
2.1弹性力学的基本假设
2.2平衡方程与应力边界条件
2.2.1应力的概念
2.2.2平衡方程
2.2.3斜截面应力公式与应力边界条件
2.3几何方程
2.4物理方程
2.5三维问题的基本方程与定解条件
2.6平面问题的基本方程与定解条件
2.7薄板弯曲问题的基本方程与定解条件
2.7.1薄板弯曲问题的基本假设
2.7.2几何方程
2.7.3物理方程
2.7.4平衡方程
2.7.5定解条件
第3章平面问题的有限单元法
3.1有限元法的物理模型
3.2有限元单元特性矩阵
3.2.1构造单元位移插值函数
3.2.2位移插值函数的性质
3.2.3应变矩阵和应力矩阵
3.2.4单元节点载荷列阵
3.2.5单元刚度矩阵
3.3节点平衡方程的建立
3.4节点位移附加方程的引入
第4章空间问题的有限单元法
4.1概述
4.1.1三维问题的基本方程
4.1.2常用的三维单元
4.2 8节点六面体单元
4.2.1单元的局部坐标和坐标变换
4.2.2单元位移插值函数
4.2.3单元刚度矩阵
4.3 8节点直边任意六面体单元
4.3.1单元的局部坐标和坐标变换
4.3.2单元位移插值函数
4.4 20节点曲边六面体单元
4.4.1单元的局部坐标和坐标变换
4.4.2单元的位移插值函数
第5章板壳问题的有限单元法
5.1薄板弯曲问题的基本方程
5.1.1几何方程
5.1.2物理方程
5.1.3平衡方程
5.2薄板弯曲问题有限元列式的推导
5.2.1单元位移插值函数
5.2.2位移插值函数的某些性质
5.2.3几何矩阵和内力矩阵
5.2.4单元载荷列阵
5.2.5单元刚度矩阵
第6章杆件结构的有限单元法
6.1拉压问题的杆单元
6.1.1拉压杆件的基本方程
6.1.2拉压杆件的有限元列式推导
6.2弯曲问题的梁单元
6.2.1梁弯曲问题的基本方程
6.2.2梁弯曲问题的有限元列式推导
第7章有限元商业软件介绍与有限元的实施
7.1有限元商业软件介绍
7.1.1 Marc介绍
7.1.2 ANSYS简介
7.1.3 ABAQUS介绍
7.1.4 MSC.NASTRAN介绍
7.2有限元的实施
7.3菜单方法和编程方法
第8章有限元法的工程应用
8.1有限元法在铸件凝固过程中的应用
8.2有限元法在金属成型中的应用
8.2.1冷拔钢管成型过程的模拟
8.2.2焊管成型过程的模拟
8.3有限元法在结构强度分析和优化设计中的应用
8.3.1 30in隔水套管的优化设计
8.3.2 6t吊笼结构设计
8.3.3舰用钢丝绳在挤压力下的有限元分析
8.3.4液压密封圈的有限元分析及结构优化
8.3.5单螺杆泵定子橡胶的接触磨损分析
8.3.6冰箱压缩机排气系统的有限元分析与优化设计
8.3.7压缩机吸气阀片的优化设计
8.3.8热塑性复合材料的粘塑性有限元法
8.3.9焦炭塔地震动力响应分析
8.4有限元法在土木工程与地震预测中的应用
8.4.1 钢筋混凝土斜交刚构连续梁桥的实验与数值分析
8.4.2钢结构外伸端板连接抗火性能研究
8.4.3轻型钢筋混凝土复合楼板的有限元分析
8.4.4超高层钢筋混凝土结构梁柱节点的有限元分析
8.4.5含硬包体岩石破裂演化过程的声发射数值模拟
8.5有限元法在生物力学中的应用
8.5.1有限元法在膝关节修复中的应用
8.5.2有限元法在漏斗胸矫形手术中的应用 参考文献
版权页:
插图:2100433B
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随着计算机软硬件的发展,有限元方法日渐成熟,广泛用于诸多工程领域。学习掌握有限元的基本理论与方法,运用大型有限元多物理场分析软件解决工程实际问题是大学生、研究生和工程技术人员的基本能力之一。本书是作者多年从事有限元教学、科学研究、工程实践和培训工程技术人员经验的积累与总结。
本书具有3个明显的特点:①采用尽可能少的数学知识推导有限元列式以及引入附加方程,目的在于化解学习有限元的难度,在工程师中普及有限单元法的知识,推广有限单元法在工程中的应用;②以实施一个完整的有限元计算为主线,用读者熟悉的问题说明有限元计算的主要步骤;③作者精选了计算实例,包括有限元软件使用的算例以及工程应用的算例,全部为作者的研究成果。算例的内容广泛,包括了多物理场耦合与多重非线性耦合问题,有较好的参考价值。
本书第1章由张敬宇执笔,第2章由蔡宗熙执笔,第3,4章由李林安执笔,第5章由叶金铎执笔,第6章由沈珉执笔,第7,8章由杨秀萍和叶金铎执笔。丹佛斯(天津)有限公司的叶航,天津理工大学的李哲硕士、席玉廷硕士参与了第8章算例的编写,天津理工大学的田倩倩硕士、王献抗硕士参与了第4章的编写。
本书经过天津市科学技术协会专家组的评审,出版得到了天津市科学技术协会的资助,作者对此表示感谢。
第05讲-有限元分析方法及工程常用单元类型、单元选择
第05讲-有限元分析方法及工程常用单元类型、单元选择
有限单元法在边坡工程计算中的应用
滑坡问题是危害非常大的自然灾害之一,滑坡的产生会阻碍交通、淤堵河道和毁坏村庄,对人民生活造成极大的危害,同时也会造成巨大的经济损失。工程中计算边坡问题应用最多的一种方法就是极限平衡法,尤其是极限平衡法中的条分法,但该方法在处理复杂边界条件、影响因素较多时存在较多困难难以应用。而有限单元法恰巧在这些方面具有很大的优势,随着计算机技术以及有限元理论的的发展,有限单元法势必成为边坡工程计算的重要方法。基于ANSYS软件的有限单元法分析边坡问题具有计算效率高,成本低,计算精度高等优势,所以有限单元法关于边坡问题的计算理论仍是目前研究的一个重要问题,随着计算理论的不断完善,有限单元法将是今后边坡工程计算的一个重要发展方向。
主要包括:概要地介绍了结构几何构造分析及结构计算的基本知识:较全面地讲述了一维、二维、三维线弹性结构的有限元分析;论述了材料非线性、几何非线性、边界非线性(接触)、结构稳定以及动力求解等有限单元法的核心问题。论述注重对概念的理解,重点难点突出,内容翔实,并配以相应的算例及大型工程软件的使用范例、思考与练习题以及教学课CD盘。 {zzjj}
全书分为8章。
第1章为绪论,介绍了有限元的发展概况和本书的写作目的,
第2章为弹性力学的基本方程和定解条件,
第3章为平面问题的有限单元法,
第4章为空间问题的有限单元法,
第5章为板壳问题的有限单元法,
第6章为杆件结构的有限单元法,
第7章为有限元商业软件介绍与有限元的实施,
第8章为有限元法的工程应用。
本书可以作为大学生、研究生的教材和工程技术人员的参考书。
前言
第1章 绪论
第2章 平面弹性力学问题
第3章 等参有限单元法
第4章 空间弹性力学问题
第5章 大型稀疏线性代数方程组的解法
第6章 平面等参有限元的程序设计
第7章 弹塑性问题
第8章 混凝土徐变和黏弹性问题
第9章 温度场及温度应力
第10章 弹性动力问题
第11章 板壳问题
第12章 混凝土细观力学问题
附录 有限元教学程序及使用说明
参考文献