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有限元法程序设计及在航空发动机结构中的应用
有限元法程序设计及在航空发动机结构中的应用

有限元法程序设计及在航空发动机结构中的应用PDF电子书下载

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  • 电子书积分:9 积分如何计算积分?
  • 作 者:高希光,孙志刚,宋迎东主编
  • 出 版 社:武汉:华中科技大学出版社
  • 出版年份:2016
  • ISBN:9787568013444
  • 页数:156 页
图书介绍:数值计算已经成为科学研究、设计和生产等环节中非常重要的一种手段。有限元法作为最为常用的的数值计算方法,已经成为结构设计中不可缺少的方法。涉及的领域包括弹性变形问题、材料非线性问题、几何非线性问题、结构优化设计、疲劳、复合材料以及动力学等。经过几十年的发展,有限元法的理论日趋成熟,也涌现出了许多优秀的教材,但是涉及程序实现的教材数量较少。由于有限元法是一种数值计算方法,只有与计算机技术结合在一起才有现实意义。因此理解并熟练掌握相关的程序设计是极为重要的。基于这个出发点,本教材在有限元基本理论的基础上,将程序设计与有限元理论结合,逐步展现桁架结构、平面三节点三角形单元、等参元、材料非线性问题的有限元计算流程和编程技巧。在此基础上,将结构设计中涉及到的结构优化设计与动力学问题的求解方法展现给读者。通过程序实践加深理解有限元法的知识体系。
《有限元法程序设计及在航空发动机结构中的应用》目录

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 以杆单元为例介绍有限元法的计算流程 2

1.3 杆单元有限元法的C语言实现 8

1.3.1 数据准备 8

1.3.2 数据读取和输出验证 9

1.3.3 计算单元刚度矩阵并合成总体刚度矩阵 14

1.3.4 考虑位移约束的总体刚度矩阵 18

1.3.5 求解及计算结果 24

1.4 弹性力学基本方程 29

1.4.1 应力状态 29

1.4.2 应变状态和几何方程 31

1.4.3 平衡方程 35

1.4.4 弹性物理方程 35

1.4.5 边界条件 36

1.5 小结与习题 36

第2章 平面三节 点三角形单元 37

2.1 位移函数 37

2.2 形函数 40

2.3 单元刚度矩阵 42

2.4 等效节点载荷 44

2.5 导出有限元方程 47

2.6 总体刚度矩阵和载荷向量的合成 48

2.7 应力计算 49

2.8 平面三节 点三角形单元的C语言实现 50

2.9 小结与习题 67

第3章 平面等参元 69

3.1 位移函数 69

3.2 形函数 70

3.3 单元刚度矩阵 71

3.4 等效节点载荷 74

3.5 高斯积分 77

3.6 导出有限元方程 79

3.7 总体刚度矩阵和载荷向量的合成 80

3.8 应力计算 81

3.9 平面四节 点等参元的C语言实现 82

3.10 小结与习题 92

第4章 材料损伤非线性有限元 95

4.1 材料的非线性力行为和增量法 95

4.2 增量基本方程 98

4.3 增量虚位移原理 100

4.4 程序实现 102

4.4.1 usermat子程序 103

4.4.2 usermat编译连接 104

4.4.3 usermat应用实例 106

4.5 小结与习题 110

第5章 动力学问题的有限元法 111

5.1 基本方程 111

5.2 有限元方程的解法 113

5.3 弹性杆振动的程序实现 114

5.4 弹性杆振动的C程序 118

5.5 习题 121

第6章 结构优化设计的有限元实现 123

6.1 结构优化设计的基本概念 123

6.2 遗传算法 126

6.2.1 构成要素 126

6.2.2 算法流程 127

6.2.3 约束的处理 129

6.3 形状优化的程序实现 130

6.3.1 计算流程 130

6.3.2 C语言代码 136

6.3.3 输入文件:huizhuanpan.txt 146

6.3.4 输入文件:ImageOutput.txt 150

6.4 习题 153

致谢 155

参考文献 156

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