有限元法基本原理及应用PDF电子书下载

上篇：有限元法基本原理 3

第1章 概述 3

1.1 有限元法的基本思想 3

1.2 有限元法的特点 4

1.3 有限元法的发展及其应用领域 6

1.3.1 有限元法的发展 6

1.3.2 有限元法的应用领域 8

1.4 本章小结 9

第2章 弹性力学基本理论 10

2.1 弹性力学的基本假设 10

2.2 弹性力学的基本概念 11

2.2.1 体力 11

2.2.2 面力 12

2.2.3 应力 12

2.2.4 应变 14

2.2.5 位移 14

2.2.6 主应力 15

2.2.7 主应变 16

2.3 弹性力学基本方程 17

2.3.1 平衡微分方程 17

2.3.2 几何方程 17

2.3.3 物理方程 18

2.3.4 边界条件 19

2.4 平面问题的基本理论 20

2.4.1 平面应力问题 20

2.4.2 平面应变问题 21

2.4.3 平面问题的基本方程 21

2.5 弹性力学中的能量原理 23

2.5.1 虚位移原理 24

2.5.2 极小势能原理 25

2.6 本章小结 26

第3章 弹性力学有限元法 27

3.1 有限元法求解问题的基本步骤 27

3.2 连续体离散化 28

3.2.1 杆状单元 28

3.2.2 平面单元 29

3.2.3 薄板弯曲单元和薄板单元 30

3.2.4 多面体单元 31

3.2.5 等参单元 31

3.2.6 轴对称单元 32

3.3 单元分析 33

3.3.1 单元的插值函数 33

3.3.2 单元分析 35

3.3.3 载荷移置 37

3.4 整体分析 38

3.5 边界条件处理 40

3.5.1 划行划列法 40

3.5.2 对角线元素置1法 40

3.5.3 对角线元素乘大数法 41

3.6 求解、计算结果的整理和有限元后处理 41

3.7 本章小结 42

第4章 有限元分析中的若干问题 43

4.1 有限元计算模型的建立 43

4.1.1 有限元建模的准则 44

4.1.2 边界条件的处理 44

4.1.3 连接条件的处理 46

4.2 减小解题规模的常用措施 47

4.2.1 对称性和反对称性 47

4.2.2 周期性条件 49

4.2.3 降维处理和几何简化 50

4.2.4 子结构技术 51

4.2.5 线性近似化 53

4.2.6 多种载荷工况的合并处理 53

4.2.7 节点编号的优化 53

4.3 本章小结 55

下篇：有限元技术应用 59

第5章 ANSYS概述 59

5.1 ANSYS的功能 59

5.1.1 基本功能 59

5.1.2 高级功能 61

5.2 ANSYS界面介绍 61

5.3 ANSYS使用与设置 64

5.3.1 启动与退出 64

5.3.2 图形拾取操作 67

5.3.3 ANSYS图形控制 69

5.3.4 ANSYS文件管理 71

5.3.5 ANSYS单位制 75

5.4 本章小结 75

5.5 习题 76

第6章 ANSYS建模与网格划分 77

6.1 ANSYS的坐标系统 77

6.1.1 总体坐标 77

6.1.2 局部坐标 78

6.1.3 显示坐标 78

6.1.4 节点坐标 79

6.1.5 单元坐标 80

6.1.6 结果坐标 80

6.1.7 工作平面 80

6.2 ANSYS的建模 83

6.2.1 实体建模 83

6.2.2 自底向上建模 83

6.2.3 自顶向下建模 90

6.2.4 布尔运算 96

6.3 网格划分 102

6.3.1 定义单元属性 102

6.3.2 网格划分 107

6.3.3 直接生成节点和单元 116

6.4 耦合与约束 119

6.4.1 耦合 119

6.4.2 约束 120

6.5 本章小结 121

6.6 习题 121

第7章 ANSYS加载与求解 122

7.1 载荷的概念 122

7.1.1 ANSYS中的载荷类型 122

7.1.2 载荷步和子步 122

7.1.3 时间的作用 123

7.1.4 阶跃载荷与斜坡载荷 124

7.2 加载 125

7.2.1 自由度约束 125

7.2.2 集中力加载 127

7.2.3 面载荷 128

7.2.4 其他载荷的加载 130

7.2.5 删除载荷和其他操作 131

7.3 求解 132

7.3.1 求解器 132

7.3.2 分析类型 133

7.3.3 求解 134

7.3.4 多载荷步结构分析实例 135

7.4 后处理 140

7.4.1 通用后处理器 140

7.4.2 通用后处理器的选项控制 141

7.4.3 图形显示结果数据 143

7.4.4 结果查询 148

7.4.5 结果浏览器 149

7.4.6 单元表 150

7.4.7 路径操作 152

7.4.8 载荷工况 158

7.4.9 时间-历程后处理器 159

7.5 本章小结 164

7.6 习题 165

第8章 ANSYS工程应用实例 166

8.1 平面梁架类问题 166

8.1.1 平面梁架类问题的有限元分析要点 166

8.1.2 平面梁架类工程实例 166

8.2 一般平面类问题 180

8.2.1 一般平面类问题的有限元分析要点 180

8.2.2 一般平面类问题工程实例 181

8.3 板壳类问题 190

8.3.1 板壳类问题的有限元分析要点 190

8.3.2 板壳类问题工程实例 191

8.4 三维实体类问题 198

8.4.1 三维实体类问题的有限元分析要点 198

8.4.2 三维实体类问题工程实例 200

8.5 复杂结构类问题 212

8.5.1 复杂结构类问题的有限元分析要点 212

8.5.2 复杂结构类问题工程实例 212

8.6 本章小结 224

8.7 习题 225

第9章 动力学分析 226

9.1 动力学分析简介 226

9.1.1 动力学分析概述 226

9.1.2 动力学分析类型 226

9.2 结构动力学分析的基本过程 227

9.2.1 模态分析 227

9.2.2 谐响应分析 230

9.2.3 瞬态动力学分析 232

9.2.4 谱分析 234

9.3 涡轮壳体模态分析实例 236

9.3.1 问题描述 236

9.3.2 求解过程 236

9.4 推进器叶片动力学综合分析实例 244

9.4.1 叶片模态分析 245

9.4.2 叶片谐响应分析 251

9.4.3 叶片瞬态动力学分析 253

9.4.4 叶片谱分析 256

9.5 本章小结 261

9.6 习题 261

附录 262

附录1 常用物理量名称及其常用符号 262

附录2 常用的数据量纲关系 263

附录3 结构静力学中常用的单元类型 264

附录4 ANSYS常见术语／命令对照表 265

参考文献 266

后记 268