有限元方法及其工程案例PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1有限元方法的提出 1

1.1.1有限元概念 1

1.1.2有限元方法 2

1.1.3有限元在我国的发展 3

1.2有限元方法的工程应用 5

1.3新型有限元方法概述 7

习题 10

第2章 有限元方法入门基础 11

2.1有限元方法的数学基础 11

2.1.1矩阵基础知识 11

2.1.2线性代数方程求解 13

2.1.3 Galerkin法——加权残值法 19

2.2杆单元力学分析引入有限元 20

2.2.1杆的应变与应力 21

2.2.2杆单元的力学分析 21

2.3有限元对弹簧系统的分析 26

2.4本章小结 30

习题 30

第3章 杆梁结构有限元方法 31

3.1杆结构的有限元方法 31

3.1.1单元刚度矩阵变换 31

3.1.2刚度矩阵的存储 32

3.1.3有限元计算步骤 35

3.2梁结构的有限元方法 38

3.2.1梁结构材料力学基本知识 39

3.2.2梁结构有限元分析 40

习题 49

第4章 平面与三维实体有限元单元 50

4.1弹性力学基础 50

4.1.1弹性力学基础知识 50

4.1.2弹性力学有限元分析 52

4.1.3弹性力学中平面问题 53

4.2三角形单元 55

4.3四边形单元 66

4.4其他二维平面单元 72

4.4.1六节点三角形单元 72

4.4.2八节点矩形单元 72

4.5三维实体单元 73

4.5.1八节点六面体单元 73

4.5.2二十节点六面体单元 75

习题 76

第5章 等参数单元 77

5.1等参数单元基本格式 77

5.2等参数单元的数值积分 80

5.3八节点四边形等参数单元 84

5.3.1基本形式 84

5.3.2积分选择 84

习题 87

第6章 薄板弯曲有限元 88

6.1经典薄板弯曲的力学基本方程 88

6.1.1基本假设条件 88

6.1.2经典薄板弯曲的力学基本方程 88

6.2经典薄板弯曲的有限元分析 91

6.3中厚板与平面壳体单元 94

6.3.1 Mindlin平板单元 95

6.3.2平面壳体单元 96

习题 99

第7章 有限元多场分析 100

7.1热传导有限元分析 100

7.1.1传热学基础 100

7.1.2稳态热分析有限元方程 101

7.1.3瞬态热分析有限元方程 101

7.1.4分析实例 101

7.2流体有限元分析 103

7.2.1计算流体力学（CFD）工程意义 103

7.2.2理想流体基本方程 103

7.2.3理想流体的有限元分析 104

7.3耦合分析 105

7.3.1耦合分析基础 105

7.3.2分析实例 107

习题 109

第8章 新型小波有限元方法 110

8.1基本原理和提出思路 110

8.2小波有限元基本理论 110

8.2.1小波分析与有限元空间 110

8.2.2小波梁单元构造 111

8.2.3小波矩形薄板单元构造 113

8.2.4薄板自由振动固有频率分析 115

8.3基于小波有限元模型的裂纹故障诊断原理 116

8.3.1正问题：裂纹数值建模 117

8.3.2反问题：裂纹故障诊断 118

8.4转子系统裂纹定量诊断仿真分析 119

习题 120

第9章 工程案例 121

9.1承载支架强度校核 121

9.1.1工程背景 122

9.1.2分析关键 122

9.1.3分析步骤 123

9.2高速主轴模态分析 132

9.2.1 工程背景 132

9.2.2分析步骤 133

9.3水力透平流固耦合分析 139

9.3.1流固耦合分析基础 139

9.3.2透平流固耦合分析 140

9.4铁路转辙机底壳有限元分析 162

9.4.1铁路转辙机底壳静力学分析 162

9.4.2铁路转辙机底壳模态分析 174

9.4.3铁路转辙机底壳谐响应分析 178

9.4.4铁路转辙机内部流场分析 181

9.4.5铁路转辙机底壳疲劳分析 194

9.4.6转辙机底壳的模态测试 196

9.4.7转辙机底壳的扫频实验 201

参考文献 205