译者前言Ⅰ

前言Ⅲ

1引文及流体动力学方程

1.1本书所涉及流体力学问题的概述与分类

1.2流体力学控制方程

1.3不可压缩（或近似不可压缩）流动

1.4本章小结

参考文献

2对流主导问题： 对流扩散方程的有限单元近似

2.1引言

2.2一维定常问题

2.3二维（或三维）定常问题

2.4定常问题——结论

2.5瞬态介绍

2.6基于特征线的方法

2.7标量变量的TaylorGalerkin方法

2.8定常条件

2.9非线性波和激波

2.10向量变量

2.11总结和结论

参考文献

3可压缩和不可压缩流动的一般方法——特征分裂方法

3.1前言

3.2特征分裂方法（CBS）

3.3显式、半隐式和近似隐式格式

3.4“避免”BabuskaBrezzi（BB）约束

3.5单步格式

3.6边界条件

3.7无粘问题的两步和单步算法

3.8结论

参考文献

4不可压缩层流——牛顿和非牛顿流体

4.1引言和基本方程

4.2无粘不可压缩流动（有势流）

4.3不可压缩流动和近似不可压缩流动的CBS算法

4.4边界出口条件

4.5自适应网格加密

4.6为瞬时问题生成的自适应网格

4.7稳定对流项的重要性

4.8蠕流——混合和罚函数

4.9非牛顿流体——金属与聚合体成形

4.10求解瞬态金属成形问题的直接位移法

4.11总结

参考文献

5自由表面，浮力和不可压缩湍流

5.1前言

5.2自由表面流动

5.3浮力驱动的流动

5.4湍流

参考文献

6可压缩高速气体流动

6.1引言

6.2控制方程

6.3边界条件——亚音速和超音速流动

6.4数值近似和CBS算法

6.5激波捕捉

6.6Euler方程的一些简单例子

6.7自适应加密和Euler问题中的激波捕捉

6.8定常中的三维非粘性示例

6.9二维和三维的瞬时问题

6.10二维粘性问题

6.11三维粘性问题

6.12边界层——无粘Euler解的耦合

6.13总结

参考文献

7浅水流问题

7.1引言

7.2浅水流方程的基础

7.3数值近似

7.4应用实例

7.5干燥区域

7.6浅水输运

参考文献

8波

8.1引言与方程

8.2闭区域内的波——有限元模拟

8.3模拟表面波的难点

8.4底部摩擦和其他影响

8.5短波问题

8.6无界区域内的波（外表面波动问题）

8.7无界问题

8.8边界阻尼

8.9与到外问题求解的连接

8.10无限元

8.11映射周期无限元

8.12Burnett和Holford椭圆形无限元

8.13波包无限元

8.14无限元的精度

8.15瞬态问题

8.16表面波的三维效应

参考文献

9用计算机实现CBS算法

9.1引言

9.2数据输入模块

9.3求解模块

9.4输出模块

9.5CBS流动程序可能的扩展

参考文献

附录ANavierStokes方程的非守恒形式

附录B求解对流扩散方程的非连续Galerkin方法

附录C基于边界的有限元公式

附录D多重网格

附录E边界层无粘流耦合

索引

《有限元方法》一书涵盖了有限元的基本方法，以及这一方法在固体和结构力学、流体动力学问题中的应用。第1卷完整地介绍了有限元方法的基础知识，适于本科生、研究生以及专业工程师学习。第2卷集中介绍了有限元方法在非线性固体和结构力学中的应用，适合这一领域内的研究生和专业工程师阅读。本书为其第3卷，面向有一定流体力学基础的读者，集中介绍有限元方法在流动数值模拟中的应用。尽管本卷是与第1卷配套出版的，但对于通过其他途径学习有限元方法的读者，也适于单独阅读。

内容包括：

特征分裂方法，这是一种统一算法，应用于亚音速、超音速和高超音速流动；

特征Galerkin方法的最新研究进展；

处理超音速和高超音速问题的最新方法；

解决自由表面问题中的最新进展；

研究周期短波问题的新方法；

工程中的有限元方法（第3版）

作者：曾攀

ISBN：9787302131724

定价：45元

印次：1-1

装帧：平装

印刷日期：2006-11-7

该书是近年来在国际上有限元分析教学方面具有较大影响的大学教程之一，由著名的PrenticeHall公司出版第3版。该书的一个显著特点是：在介绍有限元方法基本原理的同时，提供相应的工程背景和建模技巧，书中所给出的实例和习题几乎都对应有或涉及到实际工程背景，使读者在学习过程中就体会和了解实际问题的有限元建模过程。全书共分12章，第1章和第2章为基础知识，包括力学分析基础和矩阵代数；第3章和第4章为一维问题的有限元方法，包括杆单元和桁架单元；第5章至第7章为二维连续体问题的有限元方法，包括常应变三角形单元(CST)、轴对称单元和等参元；第8章为三维的梁单元和框架单元；第9章为三维连续体问题的有限元方法；第10章为标量场问题的有限元方法，涉及传热、扭转、流体流动、渗透、电磁场、管道流动、声学等问题；第11章为动力学问题的有限元方法；第12章为有限元分析的前后处理。

该书特别考虑了课程教学的特点，注重方法原理的论述与实用例题的展示，提供了250多个图示和大量的实例，本书所附光盘还提供了所有的计算机程序源代码。

该书可作为机械、力学、土木、水利、航空航天等专业的高年级本科生、研究生的教材或教学参考书，也可供工程技术人员、科研工作者使用；若该书与原英文教材结合起来使用，可成为学习专业英语和开展双语教学的成套教材。

目录

第1章基本概念1

1.1引言1

1.2历史背景1

1.3本书概要2

1.4应力与平衡方程2

1.5边界条件4

1.6应变位移关系5

1.7应力-应变关系5

1.8温度效应8

1.9势能与平衡方程，RayleighRitz法8

1.10Galerkin方法12

1.11圣维南原理14

1.12von Mises应力15

1.13计算机程序15

1.14小结16

有限元发展过程的参考文献16

习题16

第2章矩阵代数与高斯消元法20

2.1矩阵代数20

2.2高斯消元法27

2.3方程求解的共轭梯度法37

习题39

程序清单40

第3章一维问题43

3.1概述43

3.2建立有限元模型44

3.3坐标和形状函数46

3.4势能方法49

3.5Galerkin方法52

3.6整体刚度矩阵和载荷列阵的组装54

3.7K的性质57

3.8有限元方程，边界条件的处理58

3.9二次形状函数71

3.10温度效应78

习题81

程序清单88

第4章桁架93

4.1引言93

4.2平面桁架问题94

4.3三维桁架问题104

4.4基于带状法和特征顶线法对整体刚度矩阵进行组装106

习题109

程序清单114

第5章三角形常应变单元与二维问题求解117

5.1引言117

5.2有限元模型118

5.3常应变三角形单元（CST）119

5.4建立模型和边界条件136

5.5正交各向异性材料138

习题145

程序清单152

第6章轴对称问题156

6.1引言156

6.2轴对称列式156

6.3有限元建模：轴对称三角形单元158

6.4建模和边界条件处理168

习题174

程序清单179

第7章二维等参元与数值积分182

7.1引言182

7.2四节点四边形单元182

7.3数值积分188

7.4高阶单元193

7.5轴对称问题的四节点四边形单元198

7.6四边形单元的共轭梯度法199

习题202

程序清单204

第8章梁和框架结构208

8.1引言208

8.2有限元列式210

8.3载荷列阵213

8.4边界条件的处理214

8.5剪切力和弯矩215

8.6具有弹性支承的梁217

8.7平面框架218

8.8三维框架223

8.9讨论226

习题229

程序清单235

第9章应力分析中的三维问题242

9.1引言242

9.2有限元分析列式243

9.3应力的计算247

9.4网格划分247

9.5六面体单元和高阶单元251

9.6问题的建模252

9.7有限元矩阵的波前法254

习题259

程序清单261

第10章标量场问题270

10.1引言270

10.2稳态传热问题272

10.3扭转292

10.4位势流、渗流、电磁场以及管道中的流动问题297

10.5小结307

习题309

程序清单316

第11章动力学分析322

11.1引言322

11.2基本公式322

11.3单元质量矩阵325

11.4特征值与特征向量的求解329

11.5与有限元程序的接口及确定轴旋转临界速度的程序343

11.6GUYAN缩减344

11.7刚体模态347

11.8小结349

习题351

程序清单355

第12章前处理与后处理362

12.1引言362

12.2网格的生成362

12.3后处理369

12.4小结373

习题374

程序清单376

附录AdA=detJdξdη的证明388

附录B光盘内容391

附录C一些材料的典型物理属性395

附录D中华人民共和国部分法定计量单位及其与非法定计量单位的换算关系式396

部分习题答案398

索引400

参考文献411 2100433B

第12篇 轴

第1章 概述

1 轴的分类

2 轴的设计特点和步骤

3 轴的常用材料

第2章 轴的结构设计

1 轴上零件的定位和固定

2 提高轴疲劳强度的结构措施

3 轴伸和轴颈的结构尺寸

4 轴的结构工艺性

第3章 轴的强度计算

1 按转矩估算轴径

2 按当量弯矩近似计算轴的强度

3 轴的强度计算实例

第4章 轴的刚度校核

1 轴的弯曲刚度校核

2 轴的扭转刚度校核

3 轴的刚度计算实例

第5章 轴的临界转速

1 不带圆盘的均质轴的临界转速

2 带圆盘的轴的临界转速

3 光轴的一阶临界转速计算

4 轴的临界转速计算示例

第6章 钢丝软轴

1 软轴的结构型式和规格

2 软轴的选择和使用

第7章 低速曲轴

1 曲轴的结构设计

2 曲轴的受力分析与计算

参考文献

第13篇 滑动轴承

第1章 滑动轴承的应用

1 滑动轴承的类型

2 滑动轴承的基本形式

3 常用轴瓦材料及其性能

4 标准轴套与轴瓦

5 滑动轴承的结构要素

6 滑动轴承的润滑

7 滑动轴承的速度与载荷

8 滑动轴承设计资料

第2章 无润滑滑动轴承

1 无润滑轴承的结构和材料

2 参数的选择

3 性能计算

第3章 固体润滑滑动轴承

1 覆膜轴承

2 烧结轴承

3 浸渍复合轴承

4 镶嵌轴承

第4章 含油轴承

1 粉末冶金含油轴承

2 铸铜合计含油轴承

3 成长铸铁含油轴承

4 聚合物含油轴承

5 青铜石墨含油轴承

第5章 脂、滴油、油绳或油垫润滑滑动轴承

1 轴承的性能

2 主要参数选取

3 适宜的工况参数

4 润滑剂及其粘度的选择

第6章 液体动压径向滑动轴承

1 压力供油径向圆形轴承

2 多楔径向轴承

第7章 可倾瓦块滑动轴承

1 可倾瓦块径向轴承

2 可倾瓦块止推轴承

第8章 液体动压止推轴承

1 润滑方式与润滑油温度

2 参数选择

3 平面瓦块止推轴承

4 斜-平面瓦块止推轴承

5 阶梯面瓦块止推轴承

第9章 液体静压轴承

1 设计基础

2 止推轴承

3 径向轴承

4 径向止推轴承

5 动静压混合轴承

第10章 气体轴承

1 气体静压轴承

2 气体动压轴承

3 气体动静压混合轴承

4 气体轴承材料与精度

第11章 其他轴承

1 箔轴承

2 静压轴承

3 磁力轴承

4 宝石轴承

第12章 滑动轴承座

1 整体有衬正滑动轴承座

2 对开式二螺柱正滑动轴承座

3 对开式四螺柱正滑动轴承座

4 对开式四螺柱斜滑动轴承座

第14篇 滚动轴承

第1章 滚动轴承的分类、结构与代号

1 通用轴承的分类

2 专用轴承的分类、结构与代号

3 关节轴承的分类、结构与代号

4 直线运动滚动支撑的分类、结构与代号

第2章 滚动轴承的特性与选用

1 常用滚动轴承的特性

2 滚动轴承的选用

第3章 滚动轴承计算

1 滚动轴承的失效形式

2 通用轴承计算

3 关节轴承的计算

4 直线运动滚动支承计算

第4章 滚动轴承的组合设计

1 轴承配置

2 支承结构的基本形式

3 轴向紧固

4 滚动轴承的配合（摘自GB/T 307.1—2005，GB/T 307.4—2002，GB/T 275—1993）

5 轴承的预紧

6 轴承的密封

7 轴承的润滑

8 轴承的安装于拆卸

9 滚动轴承组合典型结构

第5章 滚动轴承支承设计实例

1 立柱式悬臂起重机支承设计

2 圆锥圆柱齿轮减速器支承设计

第6章 常用滚动轴承的基本尺寸与数据

1 深沟球轴承

2 调心球轴承

3 角接触球轴承

4 圆柱滚子轴承

5 调心滚子轴承

6 圆锥滚子轴承

7 推力滚子轴承

8 推力滚子轴承

9 滚针轴承

10 带座外球面球轴承

11 滚动轴承附件及滚动轴承座

12 回转支承

13 关节轴承

14 直线运动滚动支承

附录

1 国外著名轴承公司通用轴承代号

2 国内外通用轴承代号对照

3 国内外钢球公差等级对照

4 国内外常用轴承钢材牌号对照

5 国内外常用轴承油品牌号对照

6 各国滚动轴承代号对照

参考文献

第15篇 联轴器、离合器与制动器

第1章 联轴器

1 常用联轴器的类型性能、特点及应用

2 机械式联轴器的选择

3 联轴器的轴孔型式与键槽型式及尺寸

4 固定式刚性联轴器

5 可移式刚性联轴器

6 万向联轴器

7 弹性联轴器

第2章 离合器

1 常用离合器的类型、性能、特点与应用

2 离合器的选用与计算

3 嵌合式离合器

4 摩擦离合器

5 电磁离合器

6 磁粉离合器

7 离心离合器

8 超越离合器

9 安全离合器

10 气压离合器和液压离合器

第3章 制动器

1 制动器的功能、分类、特点与应用

2 制动器的选择与设计

3 外抱块式制动器

4 内张蹄式制动器

5 带式制动器

6 盘式制动器

7 其他制动器和辅助装置

8 制动器的驱动装置

9 停止器

参考文献

第16篇 弹簧

第1章 螺旋弹簧

1 圆柱螺旋弹簧的型式、代号及参数系列

2 弹簧材料和许用应力

3 压缩、拉伸弹簧的设计

4 扭转弹簧的设计

5 圆柱螺旋弹簧技术要求

6 设计计算例题

7 矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧

8 圆锥螺旋压缩弹簧的设计计算

第2章 蝶形弹簧

1 蝶形弹簧的结构和尺寸系列

2 蝶形弹簧的设计计算

3 蝶形弹簧的许用应力和疲劳极限

4 蝶形弹簧的技术要求

5 计算例题

6 蝶形弹簧工作图

第3章 开槽蝶形弹簧

1 开槽蝶形弹簧的特性曲线

2 开槽蝶形弹簧设计参数的选择

3 开槽蝶形弹簧的设计计算

4 设计计算例题

第4章 片弹簧和线弹簧

1 片弹簧的结构与特点

2 片弹簧的设计计算

3 片弹簧的应力分析

4 片弹簧的材料和许用应力

5 线弹簧

6 设计计算问题

7 片弹簧技术要求

第5章 环形弹簧

1 环形弹簧的结构、特点和应用

2 环形弹簧的设计计算

3 环形弹簧的材料和许用应力

4 环形弹簧的技术要求

第6章 平面涡卷弹簧

1 非接触型平面涡卷弹簧的设计计算

2 接触型平面涡卷弹簧

3 弹簧的材料和许用应力

4 设计计算例题

第7章 扭杆弹簧

1 扭杆弹簧的结构和特点

2 扭杆弹簧的设计计算

3 扭杆端部结构和有效工作长度

4 扭杆弹簧的材料和许用应力

5 扭杆弹簧的技术要求

6 计算例题

第8章 空气弹簧

1 空气弹簧的结构和特性

2 空气弹簧的刚度计算

3 空气弹簧的强度计算

第9章 橡胶弹簧

1 橡胶弹簧的特点

2 橡胶材料的静弹性特性

3 橡胶材料的动弹性特性

4 橡胶弹簧的设计计算

5 橡胶弹簧的材料和许用应力

6 设计计算问题

参考文献

第17篇 起重机运输机械零部件和操作件

第1章 起重机零部件

1 起重机分级

2 钢丝绳

3 绳具

4 卷筒

5 滑轮和滑轮组

6 起重链和链轮

7 吊钩

8 车轮和轨道

9 缓冲器

10 棘轮逆止器

第2章 运输机械零部件

1 普通带式输送机及其主要组成部分

2 气垫带式输送机

3 输送链和链轮

4 逆止器

第3章 操作件

1 手柄

2 手轮

3 把手

4 操作件技术要求

参考文献

第18篇 机架与箱体

第1章 机架设计概论

1 机架设计一般要求

2 机架的常用材料及热处理

3 机架的截面形状、肋的布置及壁板上的孔

4 铸造机架

5 焊接机架

6 机架的连接结构设计

7 非金属机架

第2章 机架的设计与计算

1 框架式及梁柱式机架的设计与常规计算

2 箱体的设计与计算

参考文献

第19篇 管道与管道附件

第1章 管道与管道附件的定义和分类

1 管道与管道附件的定义

2 管道的分类与分级

第2章 管道设计

1 管道与管道附件图示符号

2 管道设计内容及程序

3 管道工程标准化

4 管道布置

第3章 管道计算

1 管道设计条件和设计基准

2 管径及管道壁厚度计算

3 管道壁厚计算

4 管道阻力损失计算

5 管道的膨胀和补偿

6 管道支承

第4章 管道绝热与防腐

1 管道绝热

2 管道防腐

3 管道识别色

第5章 管道材料

1 管道

2 管件

3 法兰和垫片

4 阀门

参考文献

第20篇 润滑

第1章 润滑油

1 润滑油的主要质量指标

2 润滑油的组成

3 润滑油品的选用

第2章 润滑脂

1 润滑脂的主要质量指标

2 润滑脂的选用

3 钙基润滑脂

4 钠基润滑脂

5 锂基润滑脂

6 复合锂基润滑脂

7 脲基润滑脂

8 高碱值复合磺酸钙基脂

9 高温润滑脂

10 部分国内外润滑脂牌号对照

第3章 固体润滑剂

1 固体润滑剂应具备的基本性能

2 常用的固体润滑剂

3 固体润滑剂的选用

第4章 润滑方法和润滑装置

1 润滑方法及润滑装置的分类及选用

2 润滑件

3 稀油集中润滑系统的设计

4 稀油集中润滑系统的主要设备

5 干油集中润滑系统的设计

6 干油集中润滑系统的主要设备

7 油雾润滑

8 油气润滑

第5章 润滑维护

1 维修体制的发展

2 油品清洁度

3 油液清洁度的净化处理

4 液压润滑系统的过滤

参考文献

第21篇 密封

第1章 概述

1 密封的分类、特点及应用

2 常用密封材料

第2章 垫片密封

1 常用垫片类型及应用

2 高压设备密封

3 超高压设备密封

4 真空静密封

5 高温、低温条件下的密封

第3章 胶密封

1 密封胶的类型、特点及应用

2 聚硫橡胶密封

3 硅橡胶密封

4 非硫化型密封胶

5 液态密封胶

6 厌氧胶

7 热熔型密封胶

8 密封胶的应用

第4章 填料密封

1 软填料密封

2 硬填料密封

3 成形填料密封

4 油封与防尘密封

5 真空动密封

第5章 机械密封

1 机械密封的分类及应用范围

2 机械密封结构的选用

3 常用机械密封材料

4 机械密封的设计和计算

5 机械密封的辅助系统

6 特殊工况下的机械密封

7 机械密封于其他密封的组合密封

8 机械密封的尺寸系列

9 机械密封的有关标准

第6章 非接触式密封

1 迷宫密封

2 浮环密封

3 螺旋密封

4 离心密封

5 磁流体密封

参考文献2100433B