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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。
作者
2012.11
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。
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
〖1〗目录
目录
〖3〗〖3〗
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
4.28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
4.38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
4.420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
7.1.1Marc介绍
7.1.2ANSYS简介
7.1.3ABAQUS介绍
7.1.4MSC.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
8.3.130in隔水套管的优化设计
8.3.26t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
刚度矩阵和刚度差不多 就是把刚度变到了多维 比考虑了在多维的情况下 各个维度的相关性 单元刚度矩阵在有限元的概念 把物体离散为多个单元分析 每个单元的刚度矩阵 也就是单元刚度矩阵简称单刚
在 三桩承台 的界面中 切换 便于调整 三桩承台 的钢筋 调整钢筋方向和编辑承台钢筋。
有限元中一维梁单元分析在什么情况下与平面应力问题单元分析结果一致
可能一致吗?不可能吧!两种单元的自由度不同,形函数不同,精度也不相同。分析的结果总是会有些许差距的。位移值越大的解越靠近真实解。
有限单元法应用于基坑降水设计与实时控制
有限单元法应用于基坑降水设计与实时控制——介绍应用于基坑降水优化设计和施工作业实时控制的一种有限单元计算方法,给出有关数学模型、计算方法及微机程序运用技巧。应用它,可准确、快速地进行基坑抽降水超前模拟计算,依此进行基坑降水优化设计及施工期间的...
有限单元法应用于基坑降水设计与实时控制
有限单元法应用于基坑降水设计与实时控制——介绍应用于基坑降水优化设计和施二作业宴耐控制的一种有限单元计算方击,蛤出有关数学模型、计算方法厦微机程序运用技巧。应用它,可准确、快速地进行基坑抽降水超前模拟计算,依此进行基坑降水扰化设计及施工期间的...
《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。
序
第三版前言
第一版前言
第二版前言
第1章 杆系结构
第2章 弹性力学平面问题
第3章 单元分析
第4章 整体分析
第5章 平面问题高次单元
第6章 弹性力学轴对称问题
第7章 弹性力学空间问题
第8章 形函数、坐标变换、等参数单元与无阻单元
第9章 各种平面与空间单元的比较、应用实例
第10章 弹性薄板
第11章 弹性薄壳
第12章 轴对称壳
第13章 弹性厚板和厚壳
第14章 流体力学问题
第15章 热传导问题
第16章 非线性有限元分析方法
第17章 塑性力学问题
第18章 混凝土徐变、一般黏弹性及黏塑性问题
第19章 弹性稳定问题
第20章 大位移问题
第21章 断裂力学问题
第22章 结构动力学问题
第23章 岩石力学问题
第24章 土力学问题
第25章 混凝土与钢筋混凝土结构
第26章 工程反分析
第27章 网格自动生成、误差估计与自适应技术
附录2100433B
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