书中主要内容包括：以弹性力学为基础的有限元的概念和基本理论，等参有限元的基本理论和形函数的统一构造方法，主要的高效数值算法和有限元程序设计，以及弹塑性问题、结构动力问题、温度场与温度应力问题、混凝土徐变和粘弹性问题、板壳问题、混凝土细观力学问题。部分章节还包括了作者近年来的最新研究成果。本书最后附有5个有限元教学程序及其使用说明，供不同专业和不同教学对象选择使用，有的程序可以直接用来解决生产实际问题。

本书可作为水利、土木类相关专业研究生和工程力学专业本科生的教材，也可供高等院校相关专业教师和工程技术人员参考。

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

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}

《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 概述

1.1 有限单元法的概念

1.2 有限单元法的基本步骤

1.3 工程实例

思考与练习题

第2章 结构几何构造分析

2.1 结构几何构造分析的必要性

2.2 结构计算基本知识

2.2.1 结构计算简图

2.2.2 结构的分类与基本特征

2.2.3 结构对称性的利用

2.3 结构几何构造分析的自由度与约束

2.3.1 自由度

2.3.2 约束

2.4 自由度计算公式

2.4.1 桁架自由度计算公式

2.4.2 平面混合结构的自由度计算公式

2.5 几何不变结构组成规律

2.5.1 二元体规则

2.5.2 两刚片规则

2.5.3 三刚片规则

2.6 平面结构几何构造分析示例

2.7 空间结构几何构造分析

思考与练习题

第3章 杆系结构静力分析的有限单元法

3.1 结构离散与向量表示

3.1.1 结构离散化

3.1.2 坐标系

3.1.3 向量表示

3.2 位移函数及单元的刚度矩阵

3.2.1 轴向拉压杆单元的位移函数

3.2.2 梁单元平面弯曲的位移函数

3.2.3 单元的应力应变

3.2.4 平面刚架梁单元的刚度矩阵

3.2.5 单元的刚度矩阵的性质

3.3 坐标变换及单元刚度矩阵

3.3.1 坐标变换

3.3.2 整体坐标系下的单元刚度矩阵

3.4 整体刚度矩阵

3.4.1 整体刚度矩阵的建立

3.4.2 整体刚度矩阵的集成

3.4.3 整体刚度矩阵的性质

3.5 约束处理及求解

3.5.1 约束处理的必要性

3.5.2 约束处理方法

3.6 计算示例

3.7 ANSYS桁架结构计算示例

3.7.1 问题描述

3.7.2 ANSYs求解操作过程

3.7.3 结论

3.8 ANSYS刚架结构计算示例

3.8.1 问题描述

3.8.2 结论

思考与练习题

第4章 平面结构问题的有限单元法

4.1 平面应力问题

4.2 平面应变问题

4.3 平面问题的离散化

4.4 平面三结点三角形单元

4.4.1 位移函数

4.4.2 形函数矩阵

4.4.3 单元的应力与应变

4.4.4 三角形单元刚度矩阵

4.4.5 整体刚度矩阵

4.5 ANSYS平面结构计算示例

4.5.1 问题描述

4.5.2 ANSYS求解操作过程

4.5.3 结论

思考与练习题

第5章 等参元

5.1 坐标变换与平面四结点等参元

5.2 平面八结点等参单元

5.3 单元刚度矩阵

5.4 ANSYS等参元计算示例

5.4.1 问题描述

5.4.2 ANSYS求解操作过程

5.4.3 结论

思考与练习题

第6章 空间问题的有限单元法

6.1 三维应力状态

6.2 空间结构的离散化

6.3 简单四面体单元

6.3.1 形状函数

6.3.2 单元刚度矩阵

6.3.3 整体结构载荷列向量

6.4 20结点等参元

6.4.1 形状函数

6.4.2 单元刚度矩阵

6.5 ANSYS空间问题计算示例

6.5.1 问题描述

6.5.2 ANSYS求解操作过程

6.5.3 结论

思考与练习题

第7章 轴对称旋转单元

7.1 应力与应变关系

7.2 单元刚度矩阵

7.3 ANSYS轴对称旋转单元计算示例

7.3.1 问题描述

7.3.2 ANSYS求解操作过程

7.3.3 结论

思考与练习题

第8章 板壳单元

8.1 板壳结构

8.2 薄板基础理论知识

8.3 结点三角形薄板单元

8.3.1 坐标变换

8.3.2 位移向量

8.3.3 应变位移转换矩阵

8.3.4 单元刚度矩阵

8.4 厚板基础理论知识

8.5 4结点四边形板单元

8.5.1 坐标变换

8.5.2 单元位移场与应变位移转换矩阵

8.5.3 单元刚度矩阵

8.6 壳单元

8.6.1 板壳结构物理特性

8.6.2 结点平面壳单元

8.7 ANSYS板壳单元计算示例

8.7.1 问题描述

8.7.2 ANSYS求解操作过程

8.7.3 结论

思考与练习题

第9章 结构动力分析的有限单元法

9.1 运动方程

9.2 质量矩阵和阻尼矩阵

9.2.1 一致质量矩阵

9.2.2 集中质量矩阵

9.2.3 阻尼矩阵

9.3 结构的自振频率及振型

9.3.1 自振频率及振型

9.3.2 求解

9.4 ANSYS结构动力分析计算示例

9.4.1 问题描述

9.4.2 ANSYS求解操作过程

9.4.3 结论

思考与练习题

第10章 结构非线性分析的有限单元法简介

10.1 非线性问题分类及求解

10.1.1 非线性问题分类

10.1.2 非线性问题求解

10.2 非线性问题求解方法

10.2.1 直接迭代法

10.2.2 牛顿-拉裴逊（Newton-Raphson）法

10.2.3 载荷增量法

10.3 材料非线性

10.3.1 材料非线性特征

10.3.2 材料非线性模型

10.3.3 弹塑性问题有限元分析

10.4 几何非线性

10.4.1 几何非线性特征

10.4.2 几何非线性有限元分析

10.4.3 杆单元刚度

10.5 边界非线性

10.5.1 边界非线性（接触）问题概述

10.5.2 接触问题求解

10.5.3 接触对坐标系及接触条件

10.6 非线性弹性稳定性问题

10.6.1 稳定问题分类

10.6.2 有限单元法求解

10.7 非线性分析特点

10.8 ANSYs非线性结构计算示例

10.8.1 问题描述

10.8.2 ANSYS求解操作过程

10.9 ANSYS稳定性计算示例

10.9.1 问题描述

10.9.2 问题分析

10.9.3 分析过程

思考与练习题

参考文献2100433B