《機(jī)械結(jié)構(gòu)有限元分析》

本書對機(jī)械結(jié)構(gòu)有限單元法的基本概念、力學(xué)模型和數(shù)值方法及其在工程中的應(yīng)用進(jìn)行了較全面系統(tǒng)的論述。內(nèi)容除包括線性彈性力學(xué)基本問題有限元法，即除介紹平面、空間、軸對稱問題和薄板彎曲問題外，還介紹了結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析、溫度場和熱應(yīng)力問題。為適應(yīng)部分學(xué)校機(jī)械類專業(yè)研究生應(yīng)用，還對幾何與物理非線性有限元法的基礎(chǔ)知識進(jìn)行了較深入和適用性的討論。

本書可作為工科院校機(jī)械類本科生和研究生的教材，也可供相關(guān)專業(yè)工程設(shè)計和研究人員學(xué)習(xí)參考。

第1章 緒論

1.1 有限單元法簡介

1.2 有限單元法的基本思想

1.3 有限單元法的基本步驟

1.4 機(jī)械結(jié)構(gòu)分析中的常用單元

習(xí)題

第2章 彈性力學(xué)基礎(chǔ)

2.1 引言

2.2 彈性力學(xué)的幾個基本概念

2.3 應(yīng)力分析

2.4 應(yīng)變分析

2.5 物理方程

2.6 彈性力學(xué)中的幾個典型問題

2.7 彈性力學(xué)問題的一般求解方法

2.8 能量法與虛位移原理

習(xí)題

第3章 平面問題

3.1 平面梁單元

3.2 平面三角形常應(yīng)變單元

3.3 平面三角形單元應(yīng)用舉例

3.4 單元形函數(shù)的構(gòu)造

3.5 等效結(jié)點(diǎn)載荷列陣

3.6 矩形單元與平面等參元

習(xí)題

第4章 軸對稱與空間問題

4.1 軸對稱問題

4.2 空間問題

4.3 空間等參元與空間軸對稱等參元

4.4 應(yīng)用實(shí)例

習(xí)題

第5章 薄板彎曲問題

5.1 彈性力學(xué)薄板彎曲問題的基本方程式

5.2 矩形薄板單元的剛度矩陣

5.3 三角形薄板單元的剛度矩陣

5.4 板和梁單元的組合問題

習(xí)題

第6章 結(jié)構(gòu)動力學(xué)問題

6.1 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動力學(xué)方程式

6.2 結(jié)構(gòu)的無阻尼自由振動方程式

6.3 單元質(zhì)量矩陣

6.4 單元阻尼矩陣

6.5 求解自由振動問題簡例

6.6 特征值問題及其解法

6.7 振動系統(tǒng)動力響應(yīng)計算

習(xí)題

第7章 溫度場和熱應(yīng)力問題

7.1 熱傳導(dǎo)問題的有限元分析

7.2 熱彈性應(yīng)力問題的有限元分析

7.3 應(yīng)用實(shí)例

習(xí)題

第8章 材料非線性問題

8.1 非線性方程組的解法

8.2 塑性基本法則及應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系

8.3 彈塑性問題的有限元解法

8.4 蠕變問題的有限元計算

8.5 應(yīng)用實(shí)例

習(xí)題

第9章 幾何非線性問題

9.1 小變形幾何非線性有限元方程的建立與求解

9.2 有限變形幾何非線性的幾何描述

9.3 格林(Gteen)應(yīng)變與阿爾曼西(AImansi)應(yīng)變

9.4 歐拉(Eu1er)、拉格朗日(1grange)和克希荷夫(Kirchhoff)應(yīng)力

9.5 有限變形幾何非線性有限元方程的建立與求解

9.6 大變形增量問題的求解方法

9.7 算例

習(xí)題

第10章 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題

10.1 彈性結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

10.2 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的判別

10.3 屈曲后的平衡路徑分析

10.4 帶初始缺陷的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題

10.5 數(shù)值算例

作　者：張文志　等編著

出 版 社：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社

出版時間：2006-7-1

版　次：1

頁　數(shù)：268

字　數(shù)：426000

印刷時間：2008-11-1

開　本：16開

紙　張：膠版紙

印　次：2

I S B N：9787560323336

包　裝：平裝

書名 機(jī)械結(jié)構(gòu)有限元分析

書號 978-7-118-06861-0

作者 宋志安等

出版時間 2010年6月

譯者

版次 1版1次

開本 16

裝幀 平裝

出版基金

頁數(shù) 298

字?jǐn)?shù) 430

中圖分類 TH112

叢書名 普通高等院?！笆濉币?guī)劃教材

定價 35.00

機(jī)械結(jié)構(gòu)有限元分析:ANSYS與ANSYS Workbench工程應(yīng)用

第1章 緒論1

1.1 有限元法國內(nèi)外發(fā)展概況1

1.2 基于 MATLAB 的有限元法基本理論2

1.2.1 變分法2

1.2.2 Rayleigh-Ritz 方法4

1.2.3 加權(quán)余量法10

1.2.4 函數(shù)降階與試探函數(shù)16

1.3 有限元的特點(diǎn)18

1.4 有限元法的應(yīng)用19

1.4.1 有限元法的應(yīng)用范圍19

1.4.2 有限元法在產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用19

思考題21

第2章 ANSYS 基本操作22

2.1 ANSYS12.0 基本介紹22

2.1.1 ANSYS12.0 運(yùn)行環(huán)境的配置22

2.1.2 ANSYS12.0 界面介紹23

2.1.3 ANSYS 文件類型25

2.1.4 ANSYS 工作方式26

2.1.5 ANSYS 的基本分析步驟27

2.2 建立模型28

2.2.1 指定工作目錄、作業(yè)名和分析標(biāo)題28

2.2.2 定義圖形界面過濾參數(shù)29

2.2.3 ANSYS 的單位制29

2.2.4 定義單元類型30

2.2.5 定義單元實(shí)常數(shù)32

2.2.6 定義材料屬性34

2.2.7 創(chuàng)建幾何模型35

2.2.8 對實(shí)體模型劃分網(wǎng)格46

2.3 加載和求解51

2.3.1 加載51

2.3.2 求解57

2.4 后處理61

2.4.1 讀入結(jié)果數(shù)據(jù)61

2.4.2 使用單元表62

2.4.3 使用POST1 查看計算結(jié)果65

思考題69

第3章 桁架70

3.1 一 維 桁 架70

3.1.1 一維桁架傳統(tǒng)法求解理論70

3.1.2 一維桁架傳統(tǒng)法求解方法72

3.1.3 基于ANSYS 的有限元分析過程74

3.2 二維桁架78

3.2.1 二維桁架基礎(chǔ)理論78

3.2.2 二維桁架工程實(shí)例傳統(tǒng)解法81

3.2.3 傳統(tǒng)解題方法82

3.2.4 基于MATLAB 的求解方法84

3.2.4 基于ANSYS 的求解方法86

3.3 空間桁架93

3.3.1 引言93

3.3.2 三維桁架分析理論基礎(chǔ)93

3.3.3 編程思路95

3.3.4 程序?qū)崿F(xiàn)99

3.3.5 結(jié)論102

3.3.6 基于ANSYS 的有限元分析方法102

思考題106

第4章 梁理論與實(shí)例108

4.1 梁理論108

4.2 ANSYS 梁單元109

4.3 位移函數(shù)推導(dǎo)梁單元的有限元格式109

4.4 梁結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)分析實(shí)例111

4.4.1 均布載荷力下梁的撓度分析111

4.4.2 橋式起重機(jī)大梁受到均布載荷和集中力作用下的分析118

4.4.3 懸臂梁優(yōu)化算例129

思考題139

第5章 平面問題和軸對稱問題的有限元法141

5.1 平面問題基本知識141

5.1.1 平面應(yīng)力問題141

5.1.2 平面應(yīng)變問題141

5.1.3 平面問題基本方程142

5.1.4 平面問題的三角形單元求解143

5.2 軸對稱問題基本知識145

5.2.1 軸對稱問題的定義145

5.2.2 基本變量和基本方程146

5.3 板分析實(shí)例148

5.3.1 問題的描述148

5.3.2 ANSYS 操作步驟148

5.4 軸對稱圓筒分析實(shí)例161

5.4.1 問題描述161

5.4.2 ANSYS 操作步驟162

思考題173

第6章 薄板彎曲問題的有限元法174

6.1 薄板彎曲的基本方程174

6.1.1 定義及假設(shè)174

6.1.2 薄板彎曲的基本方程175

6.2 矩形薄板單元分析179

6.2.1 矩形薄板單元的位移函數(shù)179

6.2.2 矩形薄板單元的剛度矩陣182

6.2.3 矩形薄板單元的載荷移置186

6.2.4 計算例題187

6.3 三角形薄板單元分析188

6.3.1 三角形薄板單元的位移函數(shù)189

6.3.2 三角形薄板的單元剛度矩陣192

6.3.3 三角形薄板單元的載荷移置195

6.4 ANSYS 求解板殼問題196

6.4.1 殼單元的定義與使用196

6.4.2 帶有加強(qiáng)筋平板的靜力分析197

思考題205

第7章 空間軸對稱問題206

7.1 離散化206

7.2 單元的應(yīng)變和應(yīng)力207

7.2.1 單元位移函數(shù)207

7.2.2 幾何方程208

7.2.3 應(yīng)力方程209

7.3 單元剛度矩陣和等效節(jié)點(diǎn)載荷210

7.3.1 單元剛度矩陣210

7.3.2 等效節(jié)點(diǎn)載荷210

第8章 三維實(shí)體213

8.1 三維實(shí)體模型的定義213

8.2 四節(jié)點(diǎn)四面體單元213

8.3 基于四節(jié)點(diǎn)四面體單元的三維固體力學(xué)問題的有限元分析215

8.4 ANSYS 中的三維單元示例220

8.4.1 熱力學(xué)—實(shí)體單元220

8.4.2 結(jié)構(gòu)—實(shí)體單元221

8.5 三維實(shí)體建模222

8.5.1 模型生成222

8.5.2 實(shí)體造型224

8.6 ANSYS 與其他三維建模軟件的接口235

8.6.1 用IGES 文件進(jìn)行工作235

8.6.2 IGES 輸入過程236

8.6.3 ANSYS 和Pro/E 接口方法236

8.6.4 ANSYS 和Catia 接口方法237

8.7 對實(shí)體單元劃分網(wǎng)格的方法237

8.7.1 如何對實(shí)體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分237

8.7.2 定義單元類型238

8.7.3 網(wǎng)格劃分控制238

8.8 工程實(shí)例——輪子的受力分析241

8.8.1 問題的描述241

8.8.2 GUI 操作方式242

8.8.3 命令流方式254

思考題257

第9章 ANSYS Workbench 簡介及應(yīng)用258

9.1 參數(shù)化建模模塊DM259

9.1.1 DM 模塊啟動259

9.1.2 DM 中建立螺旋彈簧模型261

9.1.3 簡單幾何體特征創(chuàng)建263

9.2 分析工具模塊 DesignSpace266

9.2.1 DS 模塊啟動266

9.2.2 螺旋彈簧的靜力分析267

9.2.3 螺旋彈簧的模態(tài)分析279

9.3 優(yōu)化設(shè)計模塊DX281

9.3.1 DX 模塊啟動283

9.3.2 螺旋彈簧的優(yōu)化設(shè)計283

思考題289

參考文獻(xiàn)290"

內(nèi)容介紹

趙汝嘉、曹巖主編的《機(jī)械結(jié)構(gòu)有限元分析及應(yīng)用軟件(普通高等教育十一五國家級規(guī)劃教材)》從工程實(shí)際出發(fā)，將機(jī)械結(jié)構(gòu)分析理論與有限元方法緊密結(jié)合，進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計及靜、動、熱特性分析，并通過諸多實(shí)例，加深對基本概念及方法的理解。其主要內(nèi)容包括有限元分析的彈性力學(xué)基本知識，有限元方法基本概念，機(jī)械結(jié)構(gòu)分析有限元方法的實(shí)施技術(shù)，機(jī)械產(chǎn)品靜、動、熱特性分析的有限元方法，以及CAD/CAM集成系統(tǒng)中機(jī)械結(jié)構(gòu)有限元分析過程。在附錄中提供了教學(xué)示范程序及供讀者練習(xí)的習(xí)題。

《機(jī)械結(jié)構(gòu)有限元分析及應(yīng)用軟件(普通高等教育十一五國家級規(guī)劃教材)》可作為機(jī)械類研究生教材或教學(xué)參考書，也可供機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計人員參考使用。

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