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《有限元分析基礎(chǔ)教程》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、有限元分析基礎(chǔ)教程前言有限元分析已經(jīng)在教學(xué)、科研以及工程應(yīng)用中成為重要而又普及的數(shù)值分析方法和工具；該基礎(chǔ)教程力求提供具備現(xiàn)代特色的實用教程。在教材的內(nèi)容體系上綜合考慮有限元方法的力學(xué)分析原理、建模技巧、應(yīng)用領(lǐng)域、軟件平臺、實例分析這幾個方面，按照教科書的方式深入淺出地敘述有限元方法，并體現(xiàn)出有限元原理“在使用中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中使用”的交互式特點，在介紹每一種單元的同時，提供完整的典型推導(dǎo)實例、MATLAB實際編程以及ANSYS應(yīng)用數(shù)值算例，并且給出的各種類型的算例都具有較好的前后對應(yīng)性，使學(xué)員在學(xué)習(xí)分析原理的同時，也進(jìn)行實際編程和有限元分析軟件的操作，經(jīng)歷實例建模、求解、
2、分析和結(jié)果評判的全過程，在實踐的基礎(chǔ)上深刻理解和掌握有限元分析方法。一本基礎(chǔ)教材應(yīng)該在培養(yǎng)學(xué)員掌握堅實的基礎(chǔ)理論、系統(tǒng)的專業(yè)知識方面發(fā)揮作用，因此，教材不但要提供系統(tǒng)的、具有一定深度的基礎(chǔ)理論，還要介紹相關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域，以給學(xué)員進(jìn)一步學(xué)習(xí)提供擴(kuò)展空間，本教程正是按照這一思路進(jìn)行設(shè)計的；全書的內(nèi)容包括兩個部分，共分9章；第一部分為有限元分析基本原理，包括第1章至第5章，內(nèi)容有：緒論、有限元分析過程的概要、桿梁結(jié)構(gòu)分析的有限元方法、連續(xù)體結(jié)構(gòu)分析的有限元方法、有限元分析中的若干問題討論；第二部分為有限元分析的典型應(yīng)用領(lǐng)域，包括第6章至第9章，內(nèi)容有：靜力結(jié)構(gòu)的有限元分析、結(jié)構(gòu)振
3、動的有限元分析、傳熱過程的有限元分析、彈塑性材料的有限元分析。在基本原理方面，以基本變量、基本方程、求解原理、單元構(gòu)建等一系列規(guī)范的方式進(jìn)行介紹；在闡述有限元分析與應(yīng)用方面，采用典型例題、MATLAB程序及算例、ANSYS算例的方式，以體現(xiàn)出分析建模的不同階段和層次，引導(dǎo)學(xué)員領(lǐng)會有限元方法的實質(zhì)，還提供有大量的練習(xí)題。本教程的重點是強(qiáng)調(diào)有限元方法的實質(zhì)理解和融會貫通，力求精而透，強(qiáng)調(diào)學(xué)員綜合能力(掌握和應(yīng)用有限元方法)的培養(yǎng)，為學(xué)員親自參與建模、以及使用先進(jìn)的有限元軟件平臺提供較好的素材；同時，給學(xué)員進(jìn)一步學(xué)習(xí)提供新的空間。本教程力求體現(xiàn)以下特點。(1)考慮教學(xué)適應(yīng)性：強(qiáng)
4、調(diào)對學(xué)員在數(shù)學(xué)原理、分析建模、軟件應(yīng)用幾個方面的培養(yǎng)目標(biāo)要求，注重學(xué)員在工程數(shù)值方面的基礎(chǔ)訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)員“使用先進(jìn)軟件＋分析實際問題”的初步能力。(2)考慮認(rèn)知規(guī)律性：力求按照有限元分析方法的教學(xué)規(guī)律和認(rèn)知規(guī)律，在教材中設(shè)計了“基本變量、基本方程、求解原理、單元構(gòu)建”這樣的模塊；并體現(xiàn)出有限元原理“在使用中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中使用”的交互式特點，在介紹每一種單元的同時，提供實用的MATLAB實際編程和數(shù)值實例；在每一章還進(jìn)行要點總結(jié)，給出典型例題，以引導(dǎo)學(xué)員領(lǐng)會有限元方法的實質(zhì)，體現(xiàn)教材的啟發(fā)性，有利于激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)興趣和便于自學(xué)。(3)考慮結(jié)構(gòu)完整性：本教程提供完整的教材結(jié)構(gòu)：
5、緒論、正文、典型例題、基于MATLAB的編程算例與數(shù)值算例、具有一定深度的ANSYS算例、各章要點、習(xí)題、專業(yè)術(shù)語的英文標(biāo)注、關(guān)鍵詞中文和英文索引、參考文獻(xiàn)，便于學(xué)員查閱。(4)內(nèi)容上的拓展性：除基本內(nèi)容外，還介紹了較廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，包括：靜力結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)振動分析、傳熱過程分析、彈塑性材料分析；提供了有關(guān)的典型問題的建模詳細(xì)分析過程，基本上反映了有限元分析在一些主要領(lǐng)域的應(yīng)用狀況及建模方法。(5)編排上的邏輯性：本教程力求做到具有分明的層次和清楚的條理，在每一章中重點突出有限元方法的思想、數(shù)理邏輯及建模過程，強(qiáng)調(diào)相應(yīng)的工程概念，提供典型例題及詳解，許多例題可作為讀者進(jìn)行
6、編程校驗的標(biāo)準(zhǔn)考題(Benchmark)，還提供了對應(yīng)的MATLAB編程算例與ANSYS算例，特別是介紹了基于APDL參數(shù)化的ANSYS建模方法，并給出具體的實例，力求反映有限元分析的內(nèi)在聯(lián)系及特有思維方式。有限元分析基礎(chǔ)教程FundamentalsofFiniteElementAnalysis目錄第一部分有限元分析基本原理第1章緒論1.1概況11.2有限元方法的歷史11.3有限元分析的作用5第2章有限元分析過程的概要72.1有限元分析的目的和概念72.2一維階梯桿結(jié)構(gòu)問題的求解92.3有限元分析的基本流程172.4有限元分析的特點202.5本章要點22第3章桿梁結(jié)構(gòu)分析
7、的有限元方法233.1桿梁結(jié)構(gòu)分析的工程概念233.2桿件有限元分析的標(biāo)準(zhǔn)化表征與算例243.2.1桿件分析的基本力學(xué)原理243.2.2局部坐標(biāo)系中的桿單元描述283.2.3桿單元的坐標(biāo)變換323.2.4桿單元分析的MATLAB程序353.2.5桿結(jié)構(gòu)分析的算例383.3梁件有限元分析的標(biāo)準(zhǔn)化表征與算例473.3.1梁件分析的基本力學(xué)原理483.3.2局部坐標(biāo)系中的平面梁單元543.3.3平面梁單元的坐標(biāo)變換623.3.4空間梁單元及坐標(biāo)變換633.3.5梁單元的常用等效節(jié)點載荷663.3.6梁單元分析的MATLAB程序683
