第1章 绪论 1
1.1工程问题 1
1.2数值方法 4
1.3有限元方法及ANSYS发展简史 5
1.4有限元分析的基本步骤 6
1.5直接法 6
1.6最小总势能法 26
1.7加权余数法 31
1.8结果验证 35
1.9理解问题 35
小结 38
参考文献 38
习题 39
第2章 矩阵运算 46
2.1矩阵的基本定义 46
2.2矩阵相加或相减 48
2.3矩阵相乘 48
2.4矩阵分块 51
2.5转置矩阵 54
2.6矩阵的行列式 57
2.7线性方程组的求解 61
2.8矩阵求逆 67
2.9特征值和特征向量 69
2.10 MATLAB在矩阵运算中的应用 72
2.11Excel在矩阵运算中的应用 75
小结 85
参考文献 86
习题 86
第3章 桁架 89
3.1桁架的定义 89
3.2有限元公式 90
3.3空间桁架 108
3.4 ANSYS软件概述 109
3.5 ANSYS应用 114
3.6结果验证 136
小结 137
参考文献 137
习题 138
第4章 轴向受力构件、梁和框架 144
4.1轴向荷载作用下的构件 144
4.2梁 149
4.3梁的有限元分析 151
4.4框架的有限元分析 164
4.5三维梁单元 168
4.6 ANSYS应用 169
4.7结果验证 185
小结 187
参考文献 187
习题 188
第5章 一维单元 195
5.1线性单元 195
5.2二次单元 198
5.3三次单元 199
5.4全局坐标、局部坐标和自然坐标 201
5.5等参单元 202
5.6数值积分：高斯-勒让德积分 204
5.7 ANSYS中一维单元举例 207
小结 207
参考文献 207
习题 207
第6章 一维问题分析 212
6.1热传递问题 212
6.2流体力学问题 226
6.3 ANSYS应用 229
6.4结果验证 239
小结 239
参考文献 240
习题 240
第7章 二维单元 242
7.1矩形单元 242
7.2二次四边形单元 245
7.3线性三角形单元 248
7.4二次三角形单元 252
7.5轴对称单元 255
7.6等参单元 259
7.7二维积分：高斯-勒让德积分法 261
7.8 ANSYS中的二维单元 262
小结 262
参考文献 263
习题 263
第8章 再论ANSYS 268
8.1 ANSYS程序 268
8.2 ANSYS数据库和文件 269
8.3用ANSYS创建有限元模型：前处理 270
8.4 h方法与p方法 280
8.5应用边界条件、荷载和求解 280
8.6有限元模型的结果：后处理 283
8.7 ANSYS选项 285
8.8图形功能 286
8.9误差估计 287
8.10举例 288
小结 298
参考文献 298
第9章 二维热传递问题分析 299
9.1一般热传导问题 299
9.2矩形单元公式的推导 302
9.3三角形单元公式的推导 311
9.4三维轴对称问题的有限元公式 325
9.5非稳态条件下的热传递 330
9.6 ANSYS中的热传导单元 337
9.7 ANSYS应用 338
9.8结果验证 362
小结 363
参考文献 364
习题 364
第10章 二维固体力学问题分析 373
10.1构件扭转 373
10.2平面应力问题 383
10.3四边形等参单元 389
10.4轴对称问题 394
10.5基本失效理论 395
10.6 ANSYS应用 396
10.7结果验证 410
小结 410
参考文献 411
习题 412
第11章 动态问题分析 418
11.1动态学简介 418
11.2机械与结构系统的振动 427
11.3拉格朗日方程 439
11.4轴向受力杆件的有限元公式 440
11.5梁与框架单元的有限元公式 447
11.6 ANSYS应用实例 457
小结 469
参考文献 470
习题 470
第12章 流体力学问题分析 474
12.1管流问题的数学建模 474
12.2理想流体的流动 481
12.3渗流 485
12.4 ANSYS应用 487
12.5结果验证 502
小结 503
参考文献 504
习题 504
第13章 三维单元 508
13.1 4节点四面体单元 508
13.2基于4节点四面体单元的三维固体力学问题的有限元分析 510
13.3 8节点六面体单元 514
13.4 10节点四面体单元 515
13.5 20节点六面体单元 515
13.6 ANSYS中的三维单元 517
13.7实体单元建模的一般方法 519
13.8 ANSYS在热力学分析中的应用 527
13.9 ANSYS在结构分析中的应用 537
小结 546
参考文献 546
习题 546
第14章 工程设计与材料选择 552
14.1工程设计的基本步骤 552
14.2材料选择 554
14.3材料的电学，力学和热力学的性质 555
14.4常用固体工程材料 557
14.5常用流体材料 560
小结 562
参考文献 562
习题 562
第15章 优化设计 564
15.1优化设计简介 564
15.2 ANSYS的参数化设计语言 566
15.3举例：ANSYS批处理文件 568
小结 576
参考文献 576
习题 577
附录A部分材料的力学性质 578
附录B部分材料的热力学性质 580
附录C常用截面几何性质计算公式 581
附录D型钢规格表 583
附录E英制单位和公制单位的换算表 587
附录F MATLAB简介 588