定 價：59 元
叢書名：高等學歷繼續(xù)教育規(guī)劃教材
- 作者：陳章華，寧曉鈞，王廣偉，羅熊
- 出版時間：2023/10/25
- ISBN：9787502496968
- 出 版 社：冶金工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TU712
- 頁碼：
- 紙張：
- 版次：2
- 開本：16開
在原第一版的基礎上，本書對全文內容進行了修訂，重新整理了習題計算并附以詳細的程序執(zhí)行步驟及運行結果。這些習題案例可以幫助學生更快地掌握有限元方法的核心內容，例如如何選擇合適的單元尺寸和網格密度，如何對系統(tǒng)進行建模等。此外對第六章結構做了微調：將原來的8個小節(jié)縮減為5個小節(jié)，將原來的2個小節(jié)四邊形節(jié)點內容合并為第一個小節(jié)，三角形單元和其他單元問題分別調整為第二第三小節(jié)，第四小節(jié)講述數值積分，并舉例予以說明，最后一小節(jié)介紹空間等參數元的有限元列式。本書配套課件和微課視頻。 在以上修訂外，第二版最大的特色在于我們在本書中穿插了思政元素。課程思政建設是一項系統(tǒng)工程，通過與工程建設密切相關的國內著名基礎建設工程（鳥巢、國產大型航母、蛟龍?zhí)枴919大飛機、大興國際機場、“天問一號”火星探測器、珠港澳大橋、航天運載火箭、超級計算中心等）的典型案例分析，讓學生在有限單元法的應用學習中，體會祖國日新月異的變革，樹立筑牢信仰與正確的價值觀，加深作為中華民族的文化自信。
陳章華，男，北京科技大學數理學院應用力學系教授、博士生導師。研究方向包括微細觀結構的損傷與失效研究；特殊有限元方法研究；結構工程的數值計算方法研究；非線性力學與偶合問題計算方法研究等。主持和參與包括國家自然科學基金項目“復合應力狀態(tài)下材料低周破壞機理研究”，香港政府資助課題“精沖過程中材料撕裂與破壞預測”和“用熱-機偶合方法模擬精沖過程”，863項目子課題“剃度涂層軟件開發(fā)及熱應力計算”等課題。已經在國內外發(fā)表近50篇文章，出版專著1本：陳章華、寧曉鈞，工程中的有限元分析方法，冶金工業(yè)出版社，2013。
1 有限單元法的數學基礎 1.1 工程分析中的數值分析方法 1.2 微分方程的等效積分形式 1.2.1 控制微分方程 1.2.2 微分方程的等效積分方式 1.3 加權殘值法的基本概念 1.4 有限元單元法的發(fā)展歷程 1.5 有限單元方法處理問題的基本步驟 1.6 有限元軟件的工作模塊 1.7 關于有限元方法論學習 本章小結 復習思考題 2 ANSYS命令基礎及其操作步驟 2.1 分析基本流程 2.2 ANSYS的架構及命令 2.3 ANSYS的啟動 2.4 單位系統(tǒng) 2.5 坐標系統(tǒng) 2.5.1 總體和局部坐標系 2.5.2 激活坐標系 2.5.3 工作平面坐標系 2.5.4 結點坐標系 2.5.5 單元坐標系 2.5.6 結果坐標系 2.5.7 顯示坐標系 2.5.8 激活坐標系 2.6 自下向上建模 2.6.1 關鍵點 2.6.2 線 2.6.3 面 2.6.4 體 2.7 自上向下建模 2.7.1 自上向下建模 2.7.2 定義體 2.8 建立模型 2.8.1 指定作業(yè)名和分析標題 2.8.2 定義計算單位 2.8.3 定義單元的類型 2.8.4 定義和創(chuàng)建橫截面 2.8.5 定義材料特性 2.8.6 創(chuàng)建幾何模型 2.8.7 創(chuàng)建幾何模型 2.8.8 布爾運算 2.8.9 其他運算 2.9 單元網格劃分 2.9.1 單元屬性設定 2.9.2 劃分網格概述 2.9.3 網格劃分基本原則 2.9.4 ANSYS提供的網格劃分方法 2.9.5 單元網格劃分注意事項 2.10 選擇 2.11 加載和求解 2.11.1 定義分析類型和分析選項 2.11.2 加載 2.11.3 加載應注意的問題 2.11.4 將壓力載荷施加于梁上 2.11.5 體積載荷 2.11.6 慣性載荷 2.12 后處理 2.12.1 通用后處理器(General Postproc) 2.12.2 時間歷程后處理器(TimeHist Postproc) 2.12.3 將計算結果旋轉到不同坐標系中 2.12.4 ANSYS輸出圖片處理 2.13 開發(fā)ANSYS功能 復習思考題 作業(yè) 3 彈性力學平面實體的有限單元法 3.1 彈性力學平面問題的基本方程 3.1.1 基本變量 3.1.2 平面應力和平面應變問題 3.1.3 平衡方程 3.1.4 幾何方程 3.1.5 物理方程 3.1.6 虛功原理 3.2 單元分類 3.2.1 連續(xù)介質實體單元的形狀 3.2.2 結構單元形狀 3.2.3 連續(xù)介質實體單元的特點 3.2.4 結構單元的特點 3.3 平面問題三結點三角形單元的有限元格式 3.3.1 三結點三角形單元的形函數 3.3.2 單元載荷移置 3.3.3 單元剛度矩陣 3.3.4 單元剛度矩陣的性質與物理意義 3.3.5 整體分析步驟 3.3.6 剛度矩陣組裝的物理意義 3.3.7 剛度矩陣組裝的規(guī)則 3.3.8 約束條件的處理 3.3.9 整體剛度矩陣的特點與存儲方法 3.4 線性代數方程組解法 3.5 有限元解的收斂性 3.6 六結點三角形單元 3.7 矩形四節(jié)點單元 3.8 有限元解的誤差 復習思考題 作業(yè) 4 彈性力學軸對稱問題的有限單元法 4.1 彈性力學軸對稱問題的有限元方程 4.2 軸對稱三結點單元位移函數 4.3 軸對稱三結點單元剛度矩陣 4.4 軸對稱單元的結點載荷移置 4.5 ANSYS對于軸對稱問題建模的要求 復習思考題 作業(yè) 5 彈性力學空間問題的有限單元法 5.1 三維空間線彈性問題的應力應變關系 5.2 常應變四面體單元 5.2.1 位移函數 5.2.2 應變矩陣 5.2.3 單元剛度矩陣 5.2.4 單元等效結點載荷列陣 5.3 八節(jié)點立方體單元 復習思考題 作業(yè) 6 等參單元和數值積分 6.1 平面四邊形四結點等參數單元 6.1.1 自然坐標系中的母單元和形函數 6.1.2 結點位移值內插方式 6.1.3 實際單元與母單元之間的坐標變換 6.1.4 收斂性分析 6.2 四邊形四結點等參數單元公式 6.2.1 Jacobi矩陣[J]及其逆陣[J]-1 6.2.2 求導公式 6.2.3 應變矩陣 6.2.4 單元剛度矩陣 6.2.5 體力的移置 6.2.6 分布面力的移置 6.3 數值積分方法 6.3.1 自然坐標的形函數 6.3.2 實際單元和坐標變換 6.3.3 Jacobi矩陣 6.3.4 單元內假設的位移場 6.3.5 收斂性分析... 6.3.6 精度分析 6.4 平面三角形單元與面積坐標 6.5 數值積分 6.5.1 問題的提出 6.5.2 一維高斯積分方法 6.5.3 二維的高斯積分方法 6.5.4 三維高斯積分方法 6.5.5 三角形單元的數值積分方法 6.6 積分階數選擇要考慮的因素 6.6.1 積分精度 6.6.2 完全積分與剪切鎖閉現(xiàn)象 6.6.3 避免產生剪切鎖閉現(xiàn)象的措施 6.6.4 沙漏現(xiàn)象與零變形能模式 6.7 空間等參元的有限元列式 6.7.1 坐標變換 6.7.2 位移模式 6.7.3 應變、應力計算方法 6.8 空間問題的其他單元類型 6.8.1 四面體四結點單元 6.8.2 四面體十結點單元 6.8.3 五面體六結點單元 6.8.4 六面體八結點單元 復習思考題 作業(yè) 7 桿梁結構的有限單元法 7.1 桿單元概念 7.2 平面桿單元分析 7.3 平面桿單元坐標變換 7.4 平面桿單元剛度矩陣的性質 7.5 總體剛度矩陣的組裝 7.5.1 結點平衡條件 7.5.2 擴大的單元剛度矩陣 7.5.3 組裝總體剛度矩陣 7.5.4 引入位移約束條件 7.5.5 解有限元方程 7.6 框架與梁單元 7.6.1 梁單元的概念及其分類 7.6.2 歐拉-伯努利梁單元 7.6.3 鐵木辛柯梁單元 7.6.4 ANSYS梁單元的橫截面方位設置 7.7 ANSYS屈曲分析方法 7.7.1 線性屈曲分析方法 7.7.2 非線性屈曲分析方法 復習思考題 作業(yè) 8 有限單元法應用中的若干實際考慮 8.1 自由度耦合與約束方程 8.2 ANSYS耦合自由度的方法 8.3 應力計算結果的性質與應力平滑處理 8.4 Wilson非協(xié)調元 8.4.1 Wilson 非協(xié)調單元內假設位移場 8.4.2 Wilson 非協(xié)調單元特性 8.4.3 單元分析與靜態(tài)凝聚 8.5 非協(xié)調元的收斂性和分片試驗 8.6 up混合插值單元與選擇積分 8.6.1 up混合單元公式 8.6.2 up混合單元的壓力場 8.7 增強應變單元 8.7.1 增強應變場 8.7.2 增強應變單元公式 8.8 單元類型及網格劃分與計算精度的關系 8.9 應力奇異性的處理 復習思考題 作業(yè) 9 熱傳導問題的有限單元法與ANSYS熱分析 9.1 熱傳導方程與換熱邊界條件 9.2 穩(wěn)態(tài)溫度場分析的一般有限元列式 9.3 瞬態(tài)熱傳導問題 9.3.1 瞬態(tài)熱傳導問題的基本方程與時間積分步 9.3.2 瞬態(tài)溫度場的有限元列式 9.3.3 時間積分算法 9.4 ANSYS穩(wěn)態(tài)熱分析的基竟� 9.4.1 建模 9.4.2 施加載荷計算 9.4.3 后處理 9.5 ANSYS瞬態(tài)熱分析的基本過程 9.5.1 載荷步、子步和迭代次數 9.5.2 模型初始溫度設定 9.5.3 ANSYS瞬態(tài)分析的命令流程 9.6 ANSYS熱-應力耦合場分析 9.6.1 直接耦合與間接耦合的概念 9.6.2 ANSYS熱-應力耦合的直接方法 9.6.3 ANSYS熱-應力耦合的間接方法 9.6.4 ANSYS 熱-應力順序耦合的基本步驟 9.6.5 熱-應力分析流程圖 復習思考題 作業(yè)
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