有限单元法及工程应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1关于弹性力学 1

1.2关于数值解法 2

1.3关于有限单元法 3

1.4有限元法在工程中的应用 4

1.5有限元软件的发展 6

1.6本书的写作目的 6

第2章 弹性力学的基本方程和定解条件 10

2.1弹性力学的基本假设 10

2.2平衡方程与应力边界条件 11

2.2.1应力的概念 11

2.2.2平衡方程 12

2.2.3斜截面应力公式与应力边界条件 13

2.3几何方程 14

2.4物理方程 16

2.5三维问题的基本方程与定解条件 17

2.6平面问题的基本方程与定解条件 18

2.7薄板弯曲问题的基本方程与定解条件 21

2.7.1薄板弯曲问题的基本假设 21

2.7.2几何方程 22

2.7.3物理方程 23

2.7.4平衡方程 25

2.7.5定解条件 26

第3章 平面问题的有限单元法 28

3.1有限元法的物理模型 28

3.2有限元单元特性矩阵 29

3.2.1构造单元位移插值函数 29

3.2.2位移插值函数的性质 31

3.2.3应变矩阵和应力矩阵 33

3.2.4单元节点载荷列阵 34

3.2.5单元刚度矩阵 38

3.3节点平衡方程的建立 40

3.4节点位移附加方程的引入 42

第4章 空间问题的有限单元法 52

4.1概述 52

4.1.1三维问题的基本方程 52

4.1.2常用的三维单元 55

4.2 8节点六面体单元 56

4.2.1单元的局部坐标和坐标变换 56

4.2.2单元位移插值函数 56

4.2.3单元刚度矩阵 58

4.3 8节点直边任意六面体单元 58

4.3.1单元的局部坐标和坐标变换 58

4.3.2单元位移插值函数 59

4.4 20节点曲边六面体单元 60

4.4.1单元的局部坐标和坐标变换 60

4.4.2单元的位移插值函数 62

第5章 板壳问题的有限单元法 63

5.1薄板弯曲问题的基本方程 63

5.1.1几何方程 63

5.1.2物理方程 63

5.1.3平衡方程 63

5.2薄板弯曲问题有限元列式的推导 64

5.2.1单元位移插值函数 64

5.2.2位移插值函数的某些性质 65

5.2.3几何矩阵和内力矩阵 69

5.2.4单元载荷列阵 69

5.2.5单元刚度矩阵 75

第6章 杆件结构的有限单元法 78

6.1拉压问题的杆单元 79

6.1.1拉压杆件的基本方程 79

6.1.2拉压杆件的有限元列式推导 80

6.2弯曲问题的梁单元 84

6.2.1梁弯曲问题的基本方程 85

6.2.2梁弯曲问题的有限元列式推导 86

第7章 有限元商业软件介绍与有限元的实施 96

7.1有限元商业软件介绍 96

7.1.1 Marc介绍 96

7.1.2 ANSYS简介 98

7.1.3 ABAQUS介绍 99

7.1.4 MSC.NASTRAN介绍 103

7.2有限元的实施 107

7.3菜单方法和编程方法 107

第8章 有限元法的工程应用 137

8.1有限元法在铸件凝固过程中的应用 137

8.2有限元法在金属成型中的应用 139

8.2.1冷拔钢管成型过程的模拟 139

8.2.2焊管成型过程的模拟 144

8.3有限元法在结构强度分析和优化设计中的应用 146

8.3.1 30in隔水套管的优化设计 146

8.3.2 6t吊笼结构设计 150

8.3.3舰用钢丝绳在挤压力下的有限元分析 153

8.3.4液压密封圈的有限元分析及结构优化 156

8.3.5单螺杆泵定子橡胶的接触磨损分析 159

8.3.6冰箱压缩机排气系统的有限元分析与优化设计 162

8.3.7压缩机吸气阀片的优化设计 165

8.3.8热塑性复合材料的粘塑性有限元法 169

8.3.9焦炭塔地震动力响应分析 170

8.4有限元法在土木工程与地震预测中的应用 178

8.4.1钢筋混凝土斜交刚构连续梁桥的实验与数值分析 178

8.4.2钢结构外伸端板连接抗火性能研究 180

8.4.3轻型钢筋混凝土复合楼板的有限元分析 184

8.4.4超高层钢筋混凝土结构梁柱节点的有限元分析 187

8.4.5含硬包体岩石破裂演化过程的声发射数值模拟 190

8.5有限元法在生物力学中的应用 193

8.5.1有限元法在膝关节修复中的应用 193

8.5.2有限元法在漏斗胸矫形手术中的应用 194

参考文献 197