工程中的有限元方法（原書第4版）

譯者序

前言

第1章基本概念1

1.1 引言1

1.2 歷史背景l(fā)

1.3本書概要1

1.4 應力與平衡方程2

1.5邊界條件3

1.6應變．位移關系4

1.7 應力．應變關系5

1.8溫度效應7

1.9勢能與平衡方程瑞利一里茲方法 7

1. 10伽遼金方法11

1. 11 圣維南原理15

1. 12 馮·米澤斯應力15

1. 13 疊加原理15

1. 14計算機程序16

1. 15 小結16

歷史性文獻16

習題17

第2章矩陣代數與高斯消元法22

2.1 矩陣代數22

2.2 高斯消元法27

2.3 方程求解的共軛梯度法36

習題37

程序清單39

第3章一維問題41

3.1 概述41

3.2建立有限元模型42

3.3形狀函數與局部坐標43

3.4 勢能方法47

3.5Galerkin方法50

3.6整體剛度矩陣和載荷列陣的集成 52

3.7 整體剛度矩陣K的性質55

3.8 有限元方程邊界條件的處理 56

3.9二次形狀函數68

3. 10溫度效應74

3. 11 實際問題的建模與邊界

條件的施加76

習題78

程序清單86

第4章桁架92

4.1引言92

4.2平面桁架問題93

4.3三維桁架問題102

4.4基于帶狀法和特征頂線法對

整體剛度矩陣進行組裝103

4.5實際問題的建模與邊界條件的

施加106

習題109

程序清單116

第5章梁和框架結構118

5.1 引言118

5.2有限元列式120

5.3載荷列陣124

5.4邊界條件的處理125

5.5剪切力和彎矩125

5.6具有彈性支承的梁127

5.7平面框架128

5.8三維框架132

5.9實際問題的建模與邊界條件的

施加135

5. 10討論136

習題138

程序清單144

第6章常應變三角形單元與二維問題

求解148

6.1引言148

6.2有限元模型148

6.3常應變三角形單元(csr)150

6.4建立模型和邊界條件

6.5拼片試驗與收斂性

6.6正交各向異性材料

習題

程序清單

第7章軸對稱問題

7.1 引言

7.2軸對稱列式

7.3有限元建模軸對稱三角形

單元

7.4實際問題的建模和邊界

條件的施加

習題

程序清單

第8章二維等參元與數值積分

8.1 引言

8.2 四節(jié)點四邊形單元

8.3數值積分

8.4高階單元

8.5軸對稱問題中的四節(jié)點

四邊形單元

8.6 四邊形單元的共軛梯度法

8.7關于收斂性的主要結論

有關收斂性方面的參考文獻

習題

程序清單

第9章應力分析中的三維問題

9.1 引言

9.2有限元分析列式

9.3應力的計算

9.4網格劃分

9.5六面體單元和高階單元

9.6問題的建模

9.7有限元矩陣的波前法

習題257

程序清單260

第10章標量場問題269

10.1引言269

10.2穩(wěn)態(tài)熱傳導問題270

10.3扭轉287

10.4位勢流、滲流、電磁場以及管道

中的流動問題292

10.5小結301

習題303

程序清單310

第11章動力學分析316

11.1 引言316

11.2基本公式316

11.3單元質量矩陣318

11.4特征值與特征向量的求解322

11.5與有限元程序的接口及確定

軸旋轉臨界速度的程序335

11.6GUYAN縮減335

11.7剛體模態(tài)337

11.8小結339

習題341

程序清單346

第12章前處理和后處理353

12.1 引言353

12.2網格的生成353

12.3后處理360

12.4小結363

習題365

程序清單367

附錄dA= detJd的證明379

參考文獻382

部分習題答案386

索引3882100433B

該書為第4版，它通過理論與實際相結合的方式來介紹有限元方法，并結合選自于工程實際背景的例題和習題來進行敘述，有限元分析中所有實現的步驟都在包括在所提供的可獨立運行的程序中，本書保留了前幾版的寫作風格和敘述邏輯，可作為高年級本科生和一年級研究生的課程學習教材，對于從事實際工作的工程技術人員也可以作為重要的學習素材。

工程中的有限元方法（第3版）

作者：曾攀

ISBN：9787302131724

定價：45元

印次：1-1

裝幀：平裝

印刷日期：2006-11-7

譯者序

前言

第1章　工程是什么1

1.1　工程有許多領域1

1.1.1　航空工程2

1.1.2　農業(yè)工程3

1.1.3　生物醫(yī)學工程3

1.1.4　化學工程4

1.1.5　土木工程4

1.1.6　計算機工程6

1.1.7　電氣工程6

1.1.8　環(huán)境工程7

1.1.9　工業(yè)工程7

1.1.10　材料工程8

1.1.11　機械工程8

1.1.12　機電工程9

1.1.13　造船工程9

1.1.14　核工程10

1.1.15　石油工程10

1.1.16　系統(tǒng)工程11

1.2　一些工程專業(yè)組織11

1.3　成為一個注冊專業(yè)工程師12

1.4　工程師：項目管理的核心13

1.5　工程：一組技能15

1.5.1　知識15

1.5.2　經驗16

1.5.3　直覺16

關鍵術語18

第2章　設計是什么19

2.1　“設計”一詞的使用19

2.2　分析、設計和復制之間的不同20

2.2.1　分析21

2.2.2　設計23

2.2.3　復制23

2.3　優(yōu)秀的設計與糟糕的設計27

2.4　設計周期29

2.4.1　定義總體目標29

2.4.2　收集信息31

2.4.3　確認和評估可能的設計策略31

2.4.4　設計初試31

2.4.5　模型與分析32

2.4.6　構建原型、記錄文檔和測試33

2.4.7　修改和再次修改34

2.4.8　徹底測試產品35

2.5　生成想法37

2.5.1　頭腦風暴的基本規(guī)則38

2.5.2　正式的頭腦風暴38

2.5.3　非正式的頭腦風暴會議42

2.6　設計實例47

2.6.1　機器人設計大賽47

2.6.2　面罩生產設備54

2.6.3　自動移液器57

2.6.4　帆船自動駕駛儀61

2.6.5　海洋能量采集機64

總結68

關鍵術語68

問題68

第3章　項目管理與團隊合作技能75

3.1　在團隊中工作75

3.1.1　建立一個有效的團隊76

3.1.2　組織結構圖78

3.1.3　職位描述79

3.1.4　團隊聯(lián)系人列表79

3.1.5　團隊會議79

3.1.6　與組織中其他團隊合作80

3.2　管理任務：保持項目正常進行82

3.2.1　清單83

3.2.2　時間表83

3.2.3　甘特圖84

3.2.4　PERT圖84

3.3　文檔：項目成功的關鍵88

3.3.1　紙質文檔與電子文檔88

3.3.2　工程師的日志（筆記本）89

3.3.3　日志格式90

3.3.4　使用你的工程日志90

3.3.5　技術報告91

3.3.6　軟件文檔與工程日志的作用92

3.3.7　日志的重要性：案例研究1…93

3.3.8　日志的重要性：案例研究2…94

3.4　法律問題：知識產權、專利和商業(yè)機密96

3.4.1　專利96

3.4.2　專利術語96

關鍵術語97

問題97

第4章　工程工具101

4.1　估計101

4.2　數字處理107

4.2.1　國際單位制107

4.2.2　單位一致108

4.2.3　有效數字108

4.2.4　尺寸和公差109

4.3　圖的類型111

4.3.1　半對數圖111

4.3.2　雙對數圖113

4.3.3　極坐標圖114

4.3.4　三維圖形114

4.4　原型設計117

4.5　逆向工程122

4.6　計算機分析123

4.7　規(guī)格說明表134

4.8　因特網134

4.9　電子表格在工程設計中的應用…137

4.10　實體模型與計算機輔助制圖143

4.10.1　為什么要畫工程圖144

4.10.2　圖紙的類型144

4.11　系統(tǒng)仿真149

4.12　電子電路仿真151

4.13　圖形化編程153

4.14　微處理器：另一種形式的計算機154

關鍵術語155

問題156第5章　人機界面164

5.1　人類如何與機器交互164

5.2　人體工程學165

5.3　認知167

5.4　人機界面：案例研究168

關鍵術語178

問題178

第6章　工程師與現實世界181

6.1　社會對工程師的看法181

6.2　工程師如何吸取教訓183

6.3　失敗在工程設計中的影響：案例研究185

6.3.1　案例1：塔科馬海峽大橋185

6.3.2　案例2：哈特福德市民中心186

6.3.3　案例3：挑戰(zhàn)者號航天飛機186

6.3.4　案例4：堪薩斯市凱悅酒店187

6.3.5　案例5：三里島189

6.3.6　案例6：美國巡洋艦溫森斯號190

6.3.7　案例7：哈勃望遠鏡191

6.3.8　案例8：哈維蘭彗星型客機192

6.3.9　案例9：坍塌的天花板193

6.3.10　案例10：花旗集團中心…194

6.3.11　案例11：福特Pinto196

6.4　在設計中做好失敗的準備196

關鍵術語197

推薦閱讀197

問題197

第7章　學會表達、書寫及演講199

7.1　良好溝通技巧的重要性199

7.2　準備會談、演講和會議200

7.3　準備正式演講201

7.4　撰寫電子郵件、信件及備忘錄205

7.4.1　撰寫電子郵件206

7.4.2　正式電子郵件的頭206

7.4.3　郵件內容的第一句206

7.4.4　正文207

7.4.5　書寫正式的備忘錄和信件209

7.5　撰寫技術報告、提案和期刊文章212

7.5.1　技術報告212

7.5.2　期刊論文213

7.5.3　提案213

7.6　撰寫說明手冊213

7.6.1　簡介213

7.6.2　安裝213

7.6.3　操作214

7.6.4　安全性214

7.6.5　故障排除214

7.6.6　附錄214

7.6.7　內容的重復215

7.7　技術文檔撰寫策略218

7.7.1　對撰寫的文檔做好規(guī)劃218

7.7.2　選擇合適的地點撰寫文檔…218

7.7.3　確定讀者218

7.7.4　做筆記218

7.7.5　創(chuàng)建主題標題219

7.7.6　短暫休息219

7.7.7　寫第一稿219

7.7.8　閱讀草稿219

7.7.9　修改草稿219

7.7.10　修改、修改、再修改219

7.7.11　審查最后的草稿220

7.7.12　常見的撰寫錯誤220

關鍵術語221

問題221

索引224

2100433B

作為有抱負的工程師，需要學習很多知識，包括本領域的專業(yè)知識以及工程的基礎知識。同時，要具備終身學習的能力來掌握領域的最新發(fā)展。在這個過程中，工程思維和工程相關的設計能力是工程師的核心能力。本書是一本適合所有工程專業(yè)背景的讀者的工程入門書，以工程思維和能力的培養(yǎng)為核心，介紹了工程師應具備的各種能力，助力讀者走上工程師之路。

本書特色

以工程思維和工程設計為主線，從各工程學科及主要專業(yè)領域的介紹開始，逐步深入地介紹工程師的技能、工程和設計的概念、常用的工程工具、項目管理、用戶體驗、工程師的人際交往等內容，幫助讀者盡快融入工程師的角色。

作為全美靜電協(xié)會前主席，本書作者有扎實的工程項目基礎和豐富的經驗，整個工程思維的脈絡在他的筆下被剖析得細致入微，各種類型的工程案例及分析使全書內容飽滿、引人入勝，并引發(fā)讀者的思考。

突出強調工程中的關鍵理念、常用工作方法和良好的工作習慣，并通過一系列實例和練習培養(yǎng)提升讀者的工程素養(yǎng)，將工程思維的培養(yǎng)融入工作的方方面面。