彈性力學及有限元(機械工業出版社出版圖書)

內容簡介

本書由介紹了彈性力的基本假設、基本理論和基本方程。介紹了基於彈性力學基本方程的有限元基本概念、單元基本方程和解題方法。介紹了有限元中常用的單元，如平面三角形單元、四邊形單元、軸對稱單元、空間四面體單元、六面體單元、桿梁單元、板殼單元、結構動力學問題的有限元基本方程和求解方法。本書介紹了在大型有限元分析軟體ANSYSWorkbench中進行有限元數值模擬和分析的方法，以實例方式，介紹了ANSYSWorkbench的操作方法和求解有限元問題的基本方法和步驟。通過本書的學習，讀者可掌握彈性力學及有限元的基本理論和基本方程，掌握套用ANSYSWorkbench進行有限元數值模擬和仿真的操作方法，並套用彈性力學及有限元的基本理論，對ANSYSWorkbench數值計算和仿真結果的合理性、有效性進行判斷。本書適合作為高校研究生、本科生的教材，也適合作為工程設計人員的參考書。

前言
第1篇彈性力學及有限元
第1章緒論
1.1彈性力學的內容
1.2彈性力學的基本假設和解題基本方法
1.3有限元的發展簡況
1.4有限元法的基本思路和求解方法
1.4.1有限元法的基本思路
1.4.2有限元法的求解步驟
1.4.3有限元法的優缺點
1.5通用有限元軟體結構簡介
參考文獻
第2章彈性力學基本方程
2.1彈性力學的基本假設和基本概念
2.1.1彈性力學的基本假設
2.1.2彈性力學的幾個基本概念
2.2彈性力學基本方程
2.2.1靜力平衡方程和剪應力互等定理
2.2.2力的邊界條件
2.2.3應力狀態分析
2.2.4幾何方程及應變協調方程
2.2.5物理方程（廣義胡克（Hooke）定律）——應力與應變的關係
2.2.6彈性力學問題的解題方法
2.2.7平面應力問題和平面應變問題
2.2.8彈性體的位能
2.2.9虛位移原理與最小位能原理
2.3強度理論概述
習題
參考文獻
第3章平面問題有限元法
3.13節點三角形單元的有限元方程
3.1.13節點三角形單元的位移函式和形函式
3.1.23節點三角形單元的應變和應力
3.1.33節點三角形單元的基本方程——節點力與節點位移的關係
3.1.43節點三角形單元剛度矩陣的性質及力學意義
3.1.5非節點載荷的移置
3.1.6總體剛度矩陣的建立與分析
3.1.7邊界約束條件的處理
3.1.8支反力的計算
3.1.9主應力、主方向的確定及計算結果的整理
3.1.10平面問題有限元法舉例
3.24節點矩形單元
3.2.14節點矩形單元的位移函式
3.2.24節點矩形單元的應變與應力
3.2.34節點矩形單元的剛度矩陣和基本方程
3.2.4非節點載荷的移置
3.2.5總體有限元基本方程和總體剛度矩陣的建立
3.36節點三角形單元
3.3.16節點三角形單元的面積坐標
3.3.26節點三角形單元的位移函式和形函式
3.3.36節點三角形單元的應變與應力
3.3.46節點三角形單元的剛度矩陣和基本方程
3.3.5非節點載荷的移置
3.3.6總體有限元基本方程和總體剛度矩陣的建立
3.4平面等參元簡介
3.4.14節點任意四邊形單元的位移函式和形函式
3.4.2二維等參單元的數學分析
3.4.3二維等參元的應變、應力、剛度矩陣和等效節點力
3.4.48節點四邊形等參元
3.5高斯數值積分簡介
3.5.1一維高斯積分
3.5.2二維和三維高斯積分
3.6平面單元精度的比較
習題
參考文獻
第4章軸對稱問題有限元法簡介
4.1軸對稱問題的基本概念和基本方程
4.2軸對稱三角形單元
4.2.1軸對稱3節點三角形單元的含義
4.2.2位移函式
4.2.3單元的應變和應力
4.2.4單元的基本方程——節點力與節點位移間的關係
4.2.5單元的剛度矩陣
4.2.6非節點載荷的移置
4.2.7單元的集合
4.2.8應變、應力分量的計算
習題
參考文獻
第5章空間問題有限元法
5.1引言
5.24節點四面體單元
5.2.14節點四面體單元的位移函式和形函式
5.2.24節點四面體單元的應變和應力
5.2.34節點四面體單元的基本方程和剛度矩陣
5.2.44節點四面體單元非節點載荷的移置
5.2.5總體有限元基本方程和總體剛度矩陣的建立
5.310節點四面體單元
5.3.1四面體單元的體積坐標
5.3.210節點四面體單元的位移函式和形函式
5.3.310節點四面體單元的應變和應力
5.3.410節點四面體單元的基本方程和剛度矩陣
5.3.54節點48自由度四面體單元簡介
5.48節點六面體單元
5.4.18節點六面體單元的位移函式和形函式
5.4.28節點六面體單元的應變和應力
5.4.38節點六面體單元的基本方程和剛度矩陣
5.4.4非節點載荷的移置方法
5.520節點六面體單元
5.5.120節點六面體單元的位移函式和形函式
5.5.220節點六面體單元的應變和應力
5.5.320節點六面體單元的基本方程和剛度矩陣
5.6空間單元精度的比較
5.7空間問題等參元簡介
5.7.1空間問題等參元的數學分析
5.7.2六面體等參元簡介
5.7.3四面體等參元簡介
習題
參考文獻
第6章桿單元和梁單元簡介
6.1桿單元簡介
6.1.1一維桿單元
6.1.2平面桿單元
6.1.3空間桿單元
6.2梁單元簡介
6.2.1與坐標軸平行的平面梁單元
6.2.2平面梁單元
6.2.3空間梁單元
習題
參考文獻
第7章板單元和殼單元簡介
7.1薄板的基本方程
7.1.1薄板的基本假設
7.1.2薄板的位移函式
7.1.3薄板的應變分量和曲率
7.1.4薄板的應力分量
7.1.5薄板的內力矩
7.2矩形板單元簡介
7.2.1矩形板單元的位移函式
7.2.2矩形板單元的應變
7.2.3矩形板單元的應力
7.2.4矩形板單元的剛度矩陣
7.2.5矩形板單元的等效節點力
7.3三角形板單元簡介
7.3.1三角形板單元的位移函式
7.3.2三角形板單元的應變、應力和剛度矩陣
7.4殼單元簡介
7.4.1殼單元與板單元的區別
7.4.2三角形殼單元
7.5結構單元與實體單元的連線簡介
7.5.1位移約束方程
7.5.2結構單元與實體單元的連線
習題
參考文獻
第8章結構動力學問題有限元法
8.1動力學有限元方程
8.2質量矩陣和阻尼矩陣
8.2.1質量矩陣
8.2.2阻尼矩陣
8.3無阻尼自由振動特徵值問題的求解
8.3.1固有頻率和固有振型
8.3.2固有振型的性質
8.4動力學有限元方程的求解方法——直接積分法
8.4.1中心差分法
8.4.2紐馬克法
8.5動力學有限元方程的求解方法——振型疊加法
8.6動力學有限元方程求解方法穩定性和計算精度的比較
習題
參考文獻
第2篇ANSYS Workbench軟體套用
第9章ANSYS Workbench 14.5 概述
9.1ANSYS Workbench 14.5 簡介
9.2ANSYS Workbench 14.5 的圖形用戶界面
9.2.1選單欄
9.2.2工具箱
9.3ANSYS Workbench 14.5基本操作
9.4Workbench與CAD軟體集成設定
習題
參考文獻
第10章ANSYS Workbench幾何建模及案例解析
10.1DesignModeler幾何建模簡介
10.2DesignModeler圖形用戶界面
10.2.1選單欄
10.2.2工具列
10.2.3導航樹
10.3DesignModeler幾何建模案例解析
10.4DesignModeler特有操作
10.4.1多體部件體（Multibody Parts）
10.4.2激活和凍結狀態
10.4.3表面印記（Imprint Faces）
10.4.4包圍(Enclosure)
10.4.5填充(Fill)
習題
參考文獻
第11章格線劃分及案例解析
11.1Mesh圖形用戶界面
11.2Mesh格線劃分方法
11.3MultiZone格線劃分案例
11.4Inflation格線劃分案例
11.5ANSYS Workbench 14.5 其他格線劃分工具
11.5.1ICEM CFD軟體簡介
11.5.2TGrid軟體簡介
習題
參考文獻
第12章線性靜力結構分析及案例解析
12.1線性靜力分析基礎
12.2Workbench 14.5 與線性靜力分析
12.2.1幾何模型
12.2.2材料屬性
12.2.3接觸與裝配類型
12.2.4載荷和約束
12.2.5Mechanical模組中常見的求解選項
12.2.6結果後處理
12.3Workbench 14.5 線性靜力學分析案例解析
12.3.1靜力學分析案例1
12.3.2靜力學分析案例2
習題
參考文獻
第13章模態分析簡介與案例解析
13.1模態分析簡介
13.2模態分析案例解析
13.2.1模態分析案例1
13.2.2模態分析案例2
習題
參考文獻

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