有限元理论及ANSYS应用

图书标准信息

• 作者 高耀东、张玉宝、任学平 著
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2016-02
• 版次 1
• ISBN 9787121281525
• 定价 59.80元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 400页
• 字数 640千字

【内容简介】

　　本书在总结多年教学和工程经验的基础上，从让读者快速入门并能够解决实际问题的想法出发，介绍了有限元法的基础理论、ANSYS软件的使用方法及其在机械工程领域的应用实例等内容。 本书的中心是ANSYS软件的应用，其他内容围绕该中心展开。目的是使读者从学习应用实例出发，由浅入深地掌握ANSYS软件和有限元法理论，力求在较短时间内，知其然，又知其所以然，真正掌握ANSYS和有限元分析方法，并能灵活应用于实际中。 全书包括近60个ANSYS软件应用实例，每种分析类型都配有入门实例和高级实例，并尽量涵盖其在实际中的主要应用。每个实例都提供了操作的命令流，为方便学习，入门实例还介绍了GUI操作方法。

【作者简介】

　　高耀东，内蒙古科技大学机械工程学院副教授，机械工学研究所研究员，具备丰富的教学、实践及写作经验，编著有多本ANSYS有限元分析图书，因其图书讲解详实、案例丰富、指导性强，从而深受读者欢迎。

【目录】

第1章 有限单元法基本概念1

1.1 引言1

1.2 有限单元法基本概念2

1.2.1 结构离散化2

1.2.2 单元刚度矩阵2

1.2.3 结构总体刚度方程5

第2章 平面问题的有限单元法7

2.1 平面问题概述7

2.1.1 平面应力问题7

2.1.2 平面应变问题8

2.2 结构离散化9

2.3 位移函数10

2.3.1 位移函数的一般形式10

2.3.2 3节点三角形单元的位移函数11

2.3.3 形函数的性质12

2.3.4 位移函数与解的收敛性13

2.4 单元刚度矩阵14

2.4.1 3节点三角形单元的单元刚度矩阵14

2.4.2 单元刚度矩阵的性质16

2.5 载荷移置与等效节点载荷17

2.6 结构总体刚度方程18

2.6.1 结构总体刚度方程的建立19

2.6.2 形成结构总体刚度矩阵的方法21

2.6.3 结构总体刚度矩阵的性质22

2.7 位移边界条件的处理23

2.7.1 降阶法24

2.7.2 对角元置1法24

2.7.3 对角元乘大数法25

2.8 应力计算及导出结果的计算26

2.8.1 单元应力及应变的计算26

2.8.2 主应力和主方向26

2.8.3 节点的应力27

2.9 解题示例27

2.10 6节点三角形单元31

2.10.1 面积坐标31

2.10.2 位移函数32

2.10.3 单元应变33

2.10.4 单元应力33

2.10.5 单元刚度矩阵33

第3章 基于最小势能原理的有限单元法37

3.1 最小势能原理37

3.2 基于最小势能原理的有限单元法38

3.3 对有限单元法收敛和精度的分析39

3.3.1 相容性要求39

3.3.2 完备性要求40

3.3.3 收敛和精度40

第4章 三维问题的有限单元法42

4.1 三维应力状态42

4.2 三维问题的四面体单元43

4.2.1 位移函数43

4.2.2 单元刚度矩阵44

4.2.3 载荷移置与等效节点载荷44

4.3 轴对称问题及其有限单元法45

4.3.1 轴对称问题45

4.3.2 轴对称问题的有限单元法46

第5章 梁单元48

5.1 直梁平面弯曲问题及梁单元48

5.1.1 直梁平面弯曲问题48

5.1.2 直梁平面弯曲问题的有限单元法48

5.2 铁木辛科梁单元52

第6章 等参数单元55

6.1 4节点矩形单元55

6.2 平面4节点等参数单元56

6.2.1 坐标变换和等参数单元56

6.2.2 单元刚度矩阵的计算58

6.2.3 其他的参数单元60

6.3 高斯积分法60

6.4 剪切闭锁、体积闭锁、沙漏等概念简介62

6.4.1 剪切闭锁62

6.4.2 体积闭锁62

6.4.3 沙漏63

第7章 板壳单元67

7.1 板弯曲的有限单元法67

7.1.1 克希霍夫(Kirchhoff)薄板理论67

7.1.2 基于薄板理论的非协调板单元69

7.1.3 考虑横向剪切影响的平板弯曲单元71

7.2 薄壳结构的有限单元法73

第8章 有限元方程解法75

8.1 概述75

8.2 总体刚度矩阵的一维变带宽存储75

8.3 直接法76

8.3.1 高斯消元法76

8.3.2 LU分解法76

8.3.3 波前法77

8.4 迭代法79

8.4.1 雅可比迭代法和赛德尔迭代法79

8.4.2 共轭梯度法80

第9章 结构动力学分析83

9.1 结构的动力学方程83

9.2 结构的自振频率和振型84

9.2.1 概述84

9.2.2 基本QR法85

9.2.3 兰索斯法85

9.3 结构动力响应的求解方法86

9.3.1 直接积分法87

9.3.2 振型叠加法88