有限元分析方法

1.彈性力學(xué)分析問題

2.平衡問題

3.固體力學(xué)

4.工程力學(xué)2100433B

有限元分析是使用有限元方法來分析靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的物理物體或物理系統(tǒng)。在這種方法中一個(gè)物體或系統(tǒng)被分解為由多個(gè)相互聯(lián)結(jié)的、簡單、獨(dú)立的點(diǎn)組成的幾何模型。在這種方法中這些獨(dú)立的點(diǎn)的數(shù)量是有限的，因此被稱為有限元。由實(shí)際的物理模型中推導(dǎo)出來得平衡方程式被使用到每個(gè)點(diǎn)上，由此產(chǎn)生了一個(gè)方程組。這個(gè)方程組可以用線性代數(shù)的方法來求解。有限元分析 的精確度無法無限提高。元的數(shù)目到達(dá)一定高度后解的精確度不再提高，只有計(jì)算時(shí)間不斷提高。

有限元分析法（FEA）已應(yīng)用得非常廣泛，現(xiàn)已成為年創(chuàng)收達(dá)數(shù)十億美元的相關(guān)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。即使是很復(fù)雜的應(yīng)力問題的數(shù)值解，用有限元分析的常規(guī)方法就能得到。此方法是如此的重要，以至于即便像這些只對(duì)材料力學(xué)作入門性論述的模塊，也應(yīng)該略述其主要特點(diǎn)。 不管有限元法是如何的卓有成效，當(dāng)你應(yīng)用此法及類似的方法時(shí)，計(jì)算機(jī)解的缺點(diǎn)必須牢記在心頭：這些解不一定能揭示諸如材料性能、幾何特征等重要的變量是如何影響應(yīng)力的。一旦輸入數(shù)據(jù)有誤，結(jié)果就會(huì)大相徑庭，而分析者卻難以覺察。所以理論建模最重要的作用可能是使設(shè)計(jì)者的直覺變得敏銳。有限元程序的用戶應(yīng)該為此目標(biāo)部署設(shè)計(jì)策略，以盡可能多的封閉解和實(shí)驗(yàn)分析作為計(jì)算機(jī)仿真的補(bǔ)充。 與現(xiàn)代微機(jī)上許多字處理和電子制表軟件包相比，有限元的程序不那么復(fù)雜。然而，這些程序的復(fù)雜程度依然使大部分用戶無法有效地編寫自己所需的程序?？梢再I到一些預(yù)先編好的商用程序1，其價(jià)格范圍寬，從微機(jī)到超級(jí)計(jì)算機(jī)都可兼容。但有特定需求的用戶也不必對(duì)程序的開發(fā)望而生畏，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，從諸如齊凱維奇（Zienkiewicz2）等的教材中提供的程序資源可作為有用的起點(diǎn)。大部分有限元軟件是用Fortran語言編寫的，但諸如felt等某些更新的程序用的是C語言或其它更時(shí)新的程序語言。

在實(shí)踐中，有限元分析法通常由三個(gè)主要步驟組成： 1、預(yù)處理：用戶需建立物體待分析部分的模型，在此模型中，該部分的幾何形狀被分割成若干個(gè)離散的子區(qū)域——或稱為“單元”。各單元在一些稱為“結(jié)點(diǎn)”的離散點(diǎn)上相互連接。這些結(jié)點(diǎn)中有的有固定的位移，而其余的有給定的載荷。準(zhǔn)備這樣的模型可能極其耗費(fèi)時(shí)間，所以商用程序之間的相互競爭就在于：如何用最友好的圖形化界面的“預(yù)處理模塊”，來幫助用戶完成這項(xiàng)繁瑣乏味的工作。有些預(yù)處理模塊作為計(jì)算機(jī)化的畫圖和設(shè)計(jì)過程的組成部分，可在先前存在的CAD文件中覆蓋網(wǎng)格，因而可以方便地完成有限元分析。 2、分析：把預(yù)處理模塊準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)輸入到有限元程序中，從而構(gòu)成并求解用線性或非線性代數(shù)方程表示的系統(tǒng)

u和f分別為各結(jié)點(diǎn)的位移和作用的外力。矩陣K的形式取決于求解問題的類型。 3、分析的早期，用戶需仔細(xì)地研讀程序運(yùn)算后產(chǎn)生的大量數(shù)字，即 型，本模塊將概述桁架與線彈性體應(yīng)力分析的方法。商用程序可能帶有非常大的單元庫，不同類型的單元適用于范圍廣泛的各類問題。有限元法的主要優(yōu)點(diǎn)之一就是：許多不同類型的問題都可用相同的程序來處理，區(qū)別僅在于從單元庫中指定適合于不同問題的單元類型。

內(nèi)容簡介

《工程中的有限元分析方法（高等）》以理論與實(shí)踐相結(jié)合的方法，系統(tǒng)地介紹了工程分析中有限元方法的原理與操作步驟，并通過選自于工程實(shí)際背景的力學(xué)與熱學(xué)問題來加深讀者對(duì)這種現(xiàn)代數(shù)值計(jì)算方法的理解。 《工程中的有限元分析方法（高等）》共分9章，內(nèi)容包括有限單元法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、ANSYS命令基礎(chǔ)及其操作步驟、彈性力學(xué)（包括平面實(shí)體問題、軸對(duì)稱問題、空間問題）的有限單元法、等參單元和數(shù)值積分、桿梁結(jié)構(gòu)的有限單元法、有限單元法應(yīng)用中的若干實(shí)際考慮、熱傳導(dǎo)問題的有限單元法與ANSYS熱分析。每章后面附有復(fù)習(xí)思考題，大部分章節(jié)后面還附有上機(jī)作業(yè)，使用有限元分析軟件ANSYS進(jìn)行解題的步驟都包括在所提供的可運(yùn)行的上機(jī)作業(yè)當(dāng)中。 《工程中的有限元分析方法（高等）》可作為機(jī)械、土木、冶金、熱能等專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生的學(xué)習(xí)教材，也可作為從事工程分析的技術(shù)人員、研發(fā)人員的參考...(展開全部) 《工程中的有限元分析方法（高等）》以理論與實(shí)踐相結(jié)合的方法，系統(tǒng)地介紹了工程分析中有限元方法的原理與操作步驟，并通過選自于工程實(shí)際背景的力學(xué)與熱學(xué)問題來加深讀者對(duì)這種現(xiàn)代數(shù)值計(jì)算方法的理解。 《工程中的有限元分析方法（高等）》共分9章，內(nèi)容包括有限單元法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、ANSYS命令基礎(chǔ)及其操作步驟、彈性力學(xué)（包括平面實(shí)體問題、軸對(duì)稱問題、空間問題）的有限單元法、等參單元和數(shù)值積分、桿梁結(jié)構(gòu)的有限單元法、有限單元法應(yīng)用中的若干實(shí)際考慮、熱傳導(dǎo)問題的有限單元法與ANSYS熱分析。每章后面附有復(fù)習(xí)思考題，大部分章節(jié)后面還附有上機(jī)作業(yè)，使用有限元分析軟件ANSYS進(jìn)行解題的步驟都包括在所提供的可運(yùn)行的上機(jī)作業(yè)當(dāng)中。 《工程中的有限元分析方法（高等）》可作為機(jī)械、土木、冶金、熱能等專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生的學(xué)習(xí)教材，也可作為從事工程分析的技術(shù)人員、研發(fā)人員的參考用書。2100433B

第一篇 有限元基本理論和ANSYS使用入門

第1章 有限元分析方法和ANSYS簡介

1.1 有限元分析方法簡介

1.2 ANSYS分析簡介

1.3 補(bǔ)充實(shí)例與練習(xí)

第2章 ANSYS使用快速入門

2.1 ANSYS建模基本方法

2.2 網(wǎng)格劃分和有限元模型

2.3 ANSYS基本分析過程

2.4 CAD實(shí)體模型的導(dǎo)入

2.5 補(bǔ)充實(shí)例與練習(xí)

第二篇 ANSYS在道路與鐵道工程中的應(yīng)用

第3章 道路邊坡開挖穩(wěn)定性分析

3.1 靜力分析概述

3.2 路基邊坡開挖分析

3.3 補(bǔ)充實(shí)例與練習(xí)

第4章 鐵路工程的軌道力學(xué)分析

4.1 分析概述

4.2 鐵路軌道力學(xué)分析

4.3 補(bǔ)充實(shí)例與練習(xí)

第三篇 ANSYS在橋梁與隧道工程中的應(yīng)用

第5章 厚板焊接過程模擬

5.1 分析概述

5.2 ANSYS中厚板的焊接分析

5.3 補(bǔ)充實(shí)例與練習(xí)

第6章 橋梁施工過程模擬

6.1 分析概述

6.2 ANSYS中模擬橋梁施工

6.3 補(bǔ)充實(shí)例與練習(xí)

第7章 隧道開挖過程模擬

7.1 分析概述

7.2 隧道開挖的過程分析

7.3 補(bǔ)充實(shí)例與練習(xí)

第四篇 ANSYS在冶金工程中的應(yīng)用

第8章 鋁電解槽熱電耦合分析

8.1 分析概述

8.2 ANSYS實(shí)例分析

8.3 補(bǔ)充實(shí)例與練習(xí)

第9章 H型鋼軋制過程的分析

9.1 分析概述

9.2 H型鋼軋制過程的分析

9.3 補(bǔ)充實(shí)例與練習(xí)

第10章 中厚板可逆軋制分析

10.1 分析概述

10.2 ANSYS中厚板可逆軋制分析

10.3 補(bǔ)充實(shí)例與練習(xí)

第11章 張力板帶精軋過程分析

11.1 分析概述

11.2 ANSYS對(duì)帶張力板帶精軋過程分析

11.3 補(bǔ)充實(shí)例與練習(xí)

第五篇 ANSYS在普通民用工程中的應(yīng)用

第12章 鋼筋混凝土梁的受力分析

12.1 分析概述

12.2 鋼筋混凝土梁的受力分析

12.3 補(bǔ)充實(shí)例與練習(xí)

第13章 鋼結(jié)構(gòu)受力性能分析

13.1 分析概述

13.2 受壓柱的穩(wěn)定承載能力分析

13.3 補(bǔ)充實(shí)例與練習(xí)

第六篇 ANSYS高級(jí)分析技術(shù)總結(jié)

第14章 ANSYS結(jié)構(gòu)非線性技術(shù)

14.1 幾何非線性分析基本概念

14.2 材料非線性基本分析概念

14.3 接觸非線性基本概念

14.4 使用ANSYS非線性分析基本過程

14.5 結(jié)構(gòu)非線性分析事項(xiàng)提醒

14.6 補(bǔ)充實(shí)例與練習(xí)

第15章 ANSYS結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析

15.1 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)簡介

15.2 動(dòng)力學(xué)

15.3 模態(tài)分析

15.4 諧響應(yīng)分析

15.5 瞬態(tài)分析

15.6 譜分析

15.7 補(bǔ)充實(shí)例與練習(xí)

第16章 ANSYS其他高級(jí)技術(shù)

16.1 單元生死技術(shù)總結(jié)

16.2 ANSYS/LS-DYNA總結(jié)

16.3 ANSYS二次開發(fā)技術(shù)

16.4 補(bǔ)充實(shí)例與練習(xí)

附錄 本書CD-ROM光盤內(nèi)容及使用方法介紹2100433B