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有限元分析與應用簡明教程(陳程) 版權信息
- ISBN：9787122466211
- 條形碼：9787122466211 ; 978-7-122-46621-1
- 裝幀：平裝
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
有限元分析與應用簡明教程(陳程) 內容簡介
《有限元分析與應用簡明教程》全面、系統地介紹了有限元法的基本概念、基礎理論、建模方法，ANSYS 17.0軟件操作、結果分析及工程實際應用，在兼顧基礎知識的同時，強調實用性和可操作性，讓讀者不僅對有限元理論方法有較全面的了解，而且能夠學會如何使用有限元法解決實際問題。 本書可作為機械工程、航空航天、船舶工程、工程力學、土木工程、水利工程等工科專業本科生和碩士研究生的教學用書，也適于相關專業工程技術人員學習使用。
有限元分析與應用簡明教程(陳程)有限元分析與應用簡明教程(陳程) 前言
有限元法是當前工程技術領域中*常用、*有效的數值計算方法，首先在結構分析領域，而后又在其他領域中得到廣泛應用，已成為現代工程設計技術不可或缺的重要組成部分。有限元法可以解決流體、電磁場、彈性、彈塑性等各種工程中的問題。
為了使讀者在有限時間內掌握有限元法的實質、使用通用有限元軟件所應具有的基礎知識和基本技能，本書全面、系統地介紹了有限元法的基本概念、基礎理論、建模方法，ANSYS 17.0軟件操作、結果分析及工程實際應用，在兼顧基礎知識的同時，強調實用性和可操作性，讓讀者不僅對有限元理論方法有較全面的了解，而且能夠學會如何使用有限元法解決實際問題。
讀者可以跟隨本書所介紹的分析步驟和過程快速入門，在比較短的時間內，既能知其然，又能知其所以然，真正掌握ANSYS有限元分析方法，并能靈活應用于實際問題中。本書堅持理論與實踐緊密結合的原則，將有限元理論與ANSYS操作糅合在一起，以期有助于有限元理論與ANSYS軟件的學習、應用、推廣與普及。
本書共分為8個章節，各章節的內容簡單介紹如下。第1章：緒論。第2章：有限元法理論基礎。第3章：桿系結構有限元分析。第4章：平面問題及三角形單元。第5章：空間問題與體單元。第6章：線性方程組解法。第7章：ANSYS基本操作與應用。第8章：單元網格劃分注意事項。
有限元分析與應用簡明教程(陳程) 目錄
1 緒論001
1.1 概述001
1.2 有限元法的特點002
1.3 有限元法的基本思想003
1.4 有限元分析的基本步驟004
習題005
2 有限元法理論基礎006
2.1 有限元法與變分原理的關系006
2.2 彈性力學基本假設006
2.3 彈性力學基本方程007
2.3.1 平衡方程009
2.3.2 幾何方程010
2.3.3 物理方程011
2.4 虛功原理012
2.4.1 虛位移012
2.4.2 實功與虛功013
2.4.3 外力虛功與內力虛功013
2.4.4 虛應變能014
2.4.5 虛位移原理014
2.5 位移模式與形函數015
2.5.1 位移模式015
2.5.2 形函數015
2.6 剛度與剛度矩陣016
習題018
3 桿系結構有限元分析019
3.1 引言019
3.2 簡單桿系結構的有限元分析019
3.3 整體坐標系下的單元剛度矩陣022
3.4 整體剛度矩陣024
3.5 非節點載荷等效處理028
3.6 算例分析與ANSYS 應用030
3.6.1 算例分析030
3.6.2 ANSYS 分析對比034
習題041
4 平面問題及三角形單元044
4.1 引言044
4.2 3 節點三角形單元045
4.2.1 位移模式與形函數045
4.2.2 位移函數的收斂條件048
4.3 應變矩陣、應力矩陣和單元剛度矩陣049
4.3.1 單元應變、應變矩陣050
4.3.2 應力矩陣050
4.3.3 單元剛度矩陣051
4.3.4 單元剛度矩陣的性質052
4.4 等效節點載荷052
4.4.1 集中力等效053
4.4.2 體力和面力等效053
4.4.3 線性位移模式下的載荷等效054
4.5 整體分析054
4.5.1 總體剛度矩陣054
4.5.2 總體剛度矩陣的性質056
4.6 邊界條件058
4.6.1 對角元素改1 法058
4.6.2 乘大數法059
4.6.3 降階法059
4.7 算例分析與ANSYS 應用060
4.7.1 算例分析060
4.7.2 ANSYS 分析對比067
習題071
5 空間問題與體單元073
5.1 引言073
5.2 常應變四面體單元073
5.2.1 單元位移模式與形函數074
5.2.2 應變矩陣和應力矩陣076
5.2.3 有限元方程的建立077
5.3 空間8 節點六面體單元079
5.3.1 單元位移模式與形函數080
5.3.2 應變矩陣和應力矩陣082
5.3.3 單元剛度矩陣和載荷陣列083
5.4 算例分析與ANSYS 應用083
習題089
6 線性方程組解法090
6.1 引言090
6.2 克拉默法則和矩陣方法090
6.2.1 克拉默法則090
6.2.2 矩陣方法091
6.3 高斯消元法093
6.3.1 滿陣存儲的高斯消元法093
6.3.2 半陣存儲的高斯消元法095
6.3.3 二維等帶寬存儲的高斯消元法095
6.3.4 一維變帶寬存儲的高斯消元法097
6.3.5 高斯消元法的物理意義100
6.4 三角分解法102
6.4.1 消元法的矩陣表達102
6.4.2 半陣存儲矩陣的三角分解105
6.4.3 等帶寬存儲矩陣的三角分解107
6.4.4 高斯消元法與三角分解法的對比108
6.5 波前法108
6.5.1 波前法的思路108
6.5.2 波前法的步驟110
習題114
7 ANSYS 基本操作與應用115
7.1 引言115
7.2 功能介紹116
7.2.1 界面介紹116
7.2.2 文件系統118
7.2.3 坐標系和工作平面118
7.3 前處理模塊123
7.3.1 幾何建模123
7.3.2 網格劃分136
7.3.3 施加載荷141
7.4 求解模塊149
7.5 后處理模塊151
7.5.1 通用后處理151
7.5.2 時間歷程后處理156
習題159
8 單元網格劃分注意事項160
8.1 引言160
8.2 單元網格劃分遵循的基本原則160
8.3 單元劃分質量評估164
習題166
參考文獻167
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有限元分析與應用簡明教程(陳程) 作者簡介
陳程，博士畢業于南京航空航天大學，高 級工程師，無錫太湖學院。國一 流專業力學類專任教師。在復合材料結構力學和風力機多體動力學領域擁有深厚的研究基礎，長期專注于風力發電機葉片結構的創新設計工作。在復合材料結構力學、風力機多體動力學等研究方向上發表SCI/EI學術論文20余篇，以排名1位發明人授權發明專利4項，亦參與撰寫了專著2項，分別為《風力機葉片結構設計》和《Structure Design for Wind Turbine blade》并獲得多項軟件著作權。近年來，協助風電企業開展了多項風力機關鍵零部件設計項目，積極為風電行業的發展貢獻力量。此外，作為核心成員參與完成了包括一項國家973計劃項目、一項國家科技支撐計劃子課題和一項江蘇省重點研發計劃項目。通過高水平的設計項目和研究項目的實施，在推動力學在工程中的應用與推廣以及促進風力機技術進步與創新發揮了重要作用。
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