工程中的有限元方法作者簡(jiǎn)介

Dr.Tirupathi R.Chandrupatla為美國(guó)Rowarl Univefsity(Glassboro，New Jersey)機(jī)械工程系的教授和主任，主要的研究領(lǐng)域?yàn)椋河邢拊治?、機(jī)械設(shè)計(jì)、制造工程、優(yōu)化。2100433B

第1章 基本概念

1.1 引言

1.2 歷史背景

1.3 本書(shū)概要

1.4 應(yīng)力與平衡方程

1.5 邊界條件

1.6 應(yīng)變位移關(guān)系

1.7 應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

1.8 溫度效應(yīng)

1.9 勢(shì)能與平衡方程，Rayleigh"para" label-module="para">

1.10 Galerkin方法

1.11 圣維南原理

1.12 von Mises應(yīng)力

1.13 計(jì)算機(jī)程序

1.14 小結(jié)

有限元發(fā)展過(guò)程的參考文獻(xiàn)

習(xí)題

第2章 矩陣代數(shù)與高斯消元法

2.1 矩陣代數(shù)

2.2 高斯消元法

2.3 方程求解的共軛梯度法

習(xí)題

程序清單

第3章 一維問(wèn)題

3.1 概述

3.2 建立有限元模型

3.3 坐標(biāo)和形狀函數(shù)

3.4 勢(shì)能方法

3.5 Galerkin方法

3.6 整體剛度矩陣和載荷列陣的組裝

3.7 K的性質(zhì)

3.8 有限元方程，邊界條件的處理

3.9 二次形狀函數(shù)

3.10 溫度效應(yīng)

習(xí)題

程序清單

第4章 桁架

4.1 引言

4.2 平面桁架問(wèn)題

4.3 三維桁架問(wèn)題

4.4 基于帶狀法和特征頂線法對(duì)整體剛度矩陣進(jìn)行組裝

習(xí)題

程序清單

第5章 三角形常應(yīng)變單元與二維問(wèn)題求解

5.1 引言

5.2 有限元模型

5.3 常應(yīng)變?nèi)切螁卧–ST）

5.4 建立模型和邊界條件

5.5 正交各向異性材料

習(xí)題

程序清單

第6章 軸對(duì)稱問(wèn)題

6.1 引言

6.2 軸對(duì)稱列式

6.3 有限元建模：軸對(duì)稱三角形單元

6.4 建模和邊界條件處理

習(xí)題

程序清單

第7章 二維等參元與數(shù)值積分

7.1 引言

7.2 四節(jié)點(diǎn)四邊形單元

7.3 數(shù)值積分

7.4 高階單元

7.5 軸對(duì)稱問(wèn)題的四節(jié)點(diǎn)四邊形單元

7.6 四邊形單元的共軛梯度法

習(xí)題

程序清單

第8章 梁和框架結(jié)構(gòu)

8.1 引言

8.2 有限元列式

8.3 載荷列陣

8.4 邊界條件的處理

8.5 剪切力和彎矩

8.6 具有彈性支承的梁

8.7 平面框架

8.8 三維框架

8.9 討論

習(xí)題

程序清單

第9章 應(yīng)力分析中的三維問(wèn)題

9.1 引言

9.2 有限元分析列式

9.3 應(yīng)力的計(jì)算

9.4 網(wǎng)格劃分

9.5 六面體單元和高階單元

9.6 問(wèn)題的建模

9.7 有限元矩陣的波前法

習(xí)題

程序清單

第10章 標(biāo)量場(chǎng)問(wèn)題

10.1 引言

10.2 穩(wěn)態(tài)傳熱問(wèn)題

10.3 扭轉(zhuǎn)

10.4 位勢(shì)流、滲流、電磁場(chǎng)以及管道中的流動(dòng)問(wèn)題

10.5 小結(jié)

習(xí)題

程序清單

第11章 動(dòng)力學(xué)分析

11.1 引言

11.2 基本公式

11.3 單元質(zhì)量矩陣

11.4 特征值與特征向量的求解

11.5 與有限元程序的接口及確定軸旋轉(zhuǎn)臨界速度的程序

11.6 GUYAN縮減

11.7 剛體模態(tài)

11.8 小結(jié)

習(xí)題

程序清單

第12章 前處理與后處理

12.1 引言

12.2 網(wǎng)格的生成

12.3 后處理

12.4 小結(jié)

習(xí)題

程序清單

附錄A dA=detJdξdη的證明

附錄B 光盤內(nèi)容

附錄C 一些材料的典型物理屬性

附錄D 中華人民共和國(guó)部分法定計(jì)量單位及其與非法定計(jì)量單位的換算關(guān)系式

部分習(xí)題答案

索引

參考文獻(xiàn)

本書(shū)特點(diǎn)：全書(shū)提供有250多個(gè)圖示；每章都強(qiáng)調(diào)問(wèn)題實(shí)質(zhì)的描述和建模；提供大量的實(shí)用例題和習(xí)題；在最后一章詳述前后處理的方法。

本書(shū)附盤CD中新提供有附加程序和源代碼，包含有用Visual Basic、Excel/Visual Basic、MATLAB、QLJICKBASIC、FORTRAN和C編寫的完整程序。

《工程中的有限元方法》的作者是（美）錢德拉佩特拉，（美）貝萊岡度，本書(shū)為第三版，它提供一種系統(tǒng)和綜合的方法來(lái)介紹有限元分析的原理，并結(jié)合選自于工程實(shí)際背景的例題和習(xí)題來(lái)進(jìn)行敘述，有限元分析中所有實(shí)現(xiàn)的步驟都包括在所提供的可獨(dú)立運(yùn)行的程序當(dāng)中。該書(shū)保留了前兩版的寫作風(fēng)格和敘述邏輯，可作為高年級(jí)本科生和一年級(jí)研究生的課程學(xué)習(xí)教材，對(duì)于從事實(shí)際工作的工程技術(shù)人員也可以作為重要的學(xué)習(xí)素材。

工程中的有限元方法（第3版）

作者：曾攀

ISBN：9787302131724

定價(jià)：45元

印次：1-1

裝幀：平裝

印刷日期：2006-11-7

《機(jī)械工程中的有限元方法》詳細(xì)介紹有限元方法的基礎(chǔ)理論、常見(jiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)的建模方法以及ANSYS軟件在機(jī)械結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用?；趶椥粤W(xué)的虛功原理介紹有限元方法的基本原理，包括剛度矩陣的推導(dǎo)、材料模型的建立和常見(jiàn)機(jī)械零件的建模方法，并結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)的熱分析介紹多物理場(chǎng)的耦合分析方法。機(jī)械零件的接觸性質(zhì)和包含零件接觸特性的整機(jī)建模方法是《機(jī)械工程中的有限元方法》的落腳點(diǎn)。在介紹常用的接觸單元及其使用方法之后，闡述機(jī)械零件微觀粗糙表面的接觸性質(zhì)、建模方法以及在有限元分析軟件中的使用方法。在介紹有限元方法和機(jī)械結(jié)構(gòu)建模方法之后，結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)分析的需要，介紹ANSYS軟件的經(jīng)典界面和Workbench界面的使用方法，并在此基礎(chǔ)上，介紹基于ANSYS軟件的用戶開(kāi)發(fā)工具APDL語(yǔ)言的使用方法。

該書(shū)是近年來(lái)在國(guó)際上有限元分析教學(xué)方面具有較大影響的大學(xué)教程之一，由著名的PrenticeHall公司出版第3版。該書(shū)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是：在介紹有限元方法基本原理的同時(shí)，提供相應(yīng)的工程背景和建模技巧，書(shū)中所給出的實(shí)例和習(xí)題幾乎都對(duì)應(yīng)有或涉及到實(shí)際工程背景，使讀者在學(xué)習(xí)過(guò)程中就體會(huì)和了解實(shí)際問(wèn)題的有限元建模過(guò)程。全書(shū)共分12章，第1章和第2章為基礎(chǔ)知識(shí)，包括力學(xué)分析基礎(chǔ)和矩陣代數(shù)；第3章和第4章為一維問(wèn)題的有限元方法，包括桿單元和桁架單元；第5章至第7章為二維連續(xù)體問(wèn)題的有限元方法，包括常應(yīng)變?nèi)切螁卧?CST)、軸對(duì)稱單元和等參元；第8章為三維的梁?jiǎn)卧涂蚣軉卧坏?章為三維連續(xù)體問(wèn)題的有限元方法；第10章為標(biāo)量場(chǎng)問(wèn)題的有限元方法，涉及傳熱、扭轉(zhuǎn)、流體流動(dòng)、滲透、電磁場(chǎng)、管道流動(dòng)、聲學(xué)等問(wèn)題；第11章為動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的有限元方法；第12章為有限元分析的前后處理。

該書(shū)特別考慮了課程教學(xué)的特點(diǎn)，注重方法原理的論述與實(shí)用例題的展示，提供了250多個(gè)圖示和大量的實(shí)例，本書(shū)所附光盤還提供了所有的計(jì)算機(jī)程序源代碼。

該書(shū)可作為機(jī)械、力學(xué)、土木、水利、航空航天等專業(yè)的高年級(jí)本科生、研究生的教材或教學(xué)參考書(shū)，也可供工程技術(shù)人員、科研工作者使用；若該書(shū)與原英文教材結(jié)合起來(lái)使用，可成為學(xué)習(xí)專業(yè)英語(yǔ)和開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)的成套教材。

目錄

第1章基本概念1

1.1引言1

1.2歷史背景1

1.3本書(shū)概要2

1.4應(yīng)力與平衡方程2

1.5邊界條件4

1.6應(yīng)變位移關(guān)系5

1.7應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系5

1.8溫度效應(yīng)8

1.9勢(shì)能與平衡方程，RayleighRitz法8

1.10Galerkin方法12

1.11圣維南原理14

1.12von Mises應(yīng)力15

1.13計(jì)算機(jī)程序15

1.14小結(jié)16

有限元發(fā)展過(guò)程的參考文獻(xiàn)16

習(xí)題16

第2章矩陣代數(shù)與高斯消元法20

2.1矩陣代數(shù)20

2.2高斯消元法27

2.3方程求解的共軛梯度法37

習(xí)題39

程序清單40

第3章一維問(wèn)題43

3.1概述43

3.2建立有限元模型44

3.3坐標(biāo)和形狀函數(shù)46

3.4勢(shì)能方法49

3.5Galerkin方法52

3.6整體剛度矩陣和載荷列陣的組裝54

3.7K的性質(zhì)57

3.8有限元方程，邊界條件的處理58

3.9二次形狀函數(shù)71

3.10溫度效應(yīng)78

習(xí)題81

程序清單88

第4章桁架93

4.1引言93

4.2平面桁架問(wèn)題94

4.3三維桁架問(wèn)題104

4.4基于帶狀法和特征頂線法對(duì)整體剛度矩陣進(jìn)行組裝106

習(xí)題109

程序清單114

第5章三角形常應(yīng)變單元與二維問(wèn)題求解117

5.1引言117

5.2有限元模型118

5.3常應(yīng)變?nèi)切螁卧–ST）119

5.4建立模型和邊界條件136

5.5正交各向異性材料138

習(xí)題145

程序清單152

第6章軸對(duì)稱問(wèn)題156

6.1引言156

6.2軸對(duì)稱列式156

6.3有限元建模：軸對(duì)稱三角形單元158

6.4建模和邊界條件處理168

習(xí)題174

程序清單179

第7章二維等參元與數(shù)值積分182

7.1引言182

7.2四節(jié)點(diǎn)四邊形單元182

7.3數(shù)值積分188

7.4高階單元193

7.5軸對(duì)稱問(wèn)題的四節(jié)點(diǎn)四邊形單元198

7.6四邊形單元的共軛梯度法199

習(xí)題202

程序清單204

第8章梁和框架結(jié)構(gòu)208

8.1引言208

8.2有限元列式210

8.3載荷列陣213

8.4邊界條件的處理214

8.5剪切力和彎矩215

8.6具有彈性支承的梁217

8.7平面框架218

8.8三維框架223

8.9討論226

習(xí)題229

程序清單235

第9章應(yīng)力分析中的三維問(wèn)題242

9.1引言242

9.2有限元分析列式243

9.3應(yīng)力的計(jì)算247

9.4網(wǎng)格劃分247

9.5六面體單元和高階單元251

9.6問(wèn)題的建模252

9.7有限元矩陣的波前法254

習(xí)題259

程序清單261

第10章標(biāo)量場(chǎng)問(wèn)題270

10.1引言270

10.2穩(wěn)態(tài)傳熱問(wèn)題272

10.3扭轉(zhuǎn)292

10.4位勢(shì)流、滲流、電磁場(chǎng)以及管道中的流動(dòng)問(wèn)題297

10.5小結(jié)307

習(xí)題309

程序清單316

第11章動(dòng)力學(xué)分析322

11.1引言322

11.2基本公式322

11.3單元質(zhì)量矩陣325

11.4特征值與特征向量的求解329

11.5與有限元程序的接口及確定軸旋轉(zhuǎn)臨界速度的程序343

11.6GUYAN縮減344

11.7剛體模態(tài)347

11.8小結(jié)349

習(xí)題351

程序清單355

第12章前處理與后處理362

12.1引言362

12.2網(wǎng)格的生成362

12.3后處理369

12.4小結(jié)373

習(xí)題374

程序清單376

附錄AdA=detJdξdη的證明388

附錄B光盤內(nèi)容391

附錄C一些材料的典型物理屬性395

附錄D中華人民共和國(guó)部分法定計(jì)量單位及其與非法定計(jì)量單位的換算關(guān)系式396

部分習(xí)題答案398

索引400

參考文獻(xiàn)411 2100433B