有限元法基本原理及应用(第3版)
作者: 尹飞鸿
出版时间:2024-09-02
出版社:高等教育出版社
- 高等教育出版社
- 9787040625059
- 3
- 528642
- 平装
- 16开
- 2024-09-02
- 510
- 348
本书系统讲述了有限元法的基本理论,并在此基础之上详细介绍了ANSYS通用有限元分析软件及其具体应用。全书分为上、中、下三篇,上篇讲述有限元法的基本原理,包括有限元法的基本思想、特点及其应用领域,弹性力学基本理论,弹性力学有限元法及软件分析理论基础等内容。中篇以ANSYS为平台,系统讲述了有限元求解问题的基本方法,内容包括ANSYS经典界面介绍、ANSYS经典界面建模与网格划分、ANSYS经典界面加载与求解、ANSYS Workbench界面及其工作环境。下篇分别以ANSYS经典界面和Workbench协同仿真平台讲述静力学和动力学工程应用实例的有限元分析过程。
本书可以作为理工类院校本科生、研究生及教师学习有限元法的基本原理及ANSYS软件的教材,也可以作为从事机械工程、能源动力工程、土木工程、交通运输工程、电力电子、航空航天、石油化工、水利工程等专业的科研人员和工程技术人员学习使用ANSYS软件的参考书。
前辅文
上篇 有限元法的基本原理
第1章 概述
1.1 有限元法的基本思想
1.2 有限元法的特点
1.3 有限元法的发展及其应用领域
1.3.1 有限元法的发展
1.3.2 我国有限元法研究及其工程应用
1.3.3 有限元法的应用领域
本章小结与学习提示
习题
第2章 弹性力学基本理论
2.1 弹性力学的基本内容与基本假设
2.1.1 弹性力学的基本内容
2.1.2 弹性力学的基本假设
2.2 弹性力学的基本概念
2.2.1 体力
2.2.2 面力
2.2.3 内力
2.2.4 应力
2.2.5 形变
2.2.6 位移
2.3 平面应力问题和平面应变问题
2.3.1 平面应力问题
2.3.2 平面应变问题
2.4 弹性力学基本方程
2.4.1 平衡微分方程
2.4.2 几何方程
2.4.3 物理方程
2.4.4 边界条件
2.5 应力状态分析与强度理论
2.5.1 任意斜面上的正应力和切应力
2.5.2 主应力与主平面
2.5.3 强度理论
2.6 求解弹性力学问题的位移法
2.6.1 位移法求解弹性力学平面问题
2.6.2 位移法求解弹性力学空间问题
2.7 变分法初步
2.7.1 函数和泛函
2.7.2 泛函的变分
2.7.3 泛函的极值
2.7.4 欧拉方程
2.8 弹性力学的能量方法
2.8.1 弹性体的形变势能和外力势能
2.8.2 位移变分方程与极小势能原理
2.8.3 位移变分法
本章小结与学习提示
习题
第3章 弹性力学有限元法及软件分析理论基础
3.1 弹性力学有限元法
3.1.1 有限元法求解问题的基本步骤
3.1.2 杆单元
3.1.3 梁单元
3.1.4 平面问题的单元构造
3.1.5 空间问题的单元构造
3.1.6 振动问题的有限元法分析初步
3.1.7 有限元分析若干问题
3.2 有限元软件分析的理论基础
3.2.1 有限元计算模型的建立
3.2.2 减小计算规模的常用措施
本章小结与学习提示
习题
中篇 有限元分析软件
第4章 ANSYS经典界面介绍
4.1 ANSYS启动、用户界面及退出
4.1.1 启动ANSYS
4.1.2 ANSYS用户界面
4.1.3 退出
4.2 ANSYS基本操作
4.2.1 对话框
4.2.2 图形拾取
4.2.3 图形控制
4.2.4 文件管理
4.2.5 ANSYS单位制
4.3 ANSYS分析的基本过程
4.3.1 前处理
4.3.2 加载与求解
4.3.3 后处理
本章小结与学习提示
习题
第5章 ANSYS经典界面建模与网格划分
5.1 ANSYS的坐标系统
5.1.1 总体坐标
5.1.2 局部坐标
5.1.3 坐标系的激活
5.1.4 显示坐标
5.1.5 节点坐标
5.1.6 单元坐标
5.1.7 结果坐标
5.1.8 工作平面
5.2 ANSYS的建模
5.2.1 实体建模
5.2.2 自底向上建模
5.2.3 自顶向下建模
5.2.4 布尔运算
5.3 网格划分
5.3.1 定义单元属性
5.3.2 划分网格
5.3.3 直接生成节点和单元
5.4 耦合与约束
5.4.1 耦合
5.4.2 约束
本章小结与学习提示
习题
第6章 ANSYS经典界面加载与求解
6.1 载荷的概念
6.1.1 载荷类型
6.1.2 载荷步和子步
6.1.3 时间的作用
6.1.4 阶跃载荷与斜坡载荷
6.2 加载
6.2.1 自由度约束
6.2.2 集中力/力矩加载
6.2.3 面载荷
6.2.4 其他载荷的加载
6.2.5 载荷删除和其他操作
6.3 求解
6.3.1 求解器
6.3.2 分析类型
6.3.3 求解
6.4 后处理
6.4.1 通用后处理器
6.4.2 通用后处理器的选项控制
6.4.3 图形显示结果数据
6.4.4 结果查询
6.4.5 结果浏览器
6.4.6 单元表
6.4.7 路径操作
6.4.8 载荷工况
6.4.9 时间-历程后处理器
本章小结与学习提示
习题
第7章 ANSYS Workbench界面及其工作环境
7.1 ANSYS Workbench概述
7.1.1 ANSYS Workbench产品设计流程
7.1.2 ANSYS Workbench文件格式
7.2 ANSYS Workbench启动和工作界面
7.2.1 ANSYS Workbench启动
7.2.2 ANSYS Workbench工作界面
7.3 ANSYS Workbench数值模拟过程
本章小结与学习提示
习题
下篇 有限元分析工程应用实例
第8章 ANSYS静力学分析
8.1 平面梁架类问题经典界面求解
8.1.1 平面梁架类问题有限元分析要点
8.1.2 平面梁架类工程实例
8.2 一般平面类问题经典界面求解
8.2.1 一般平面类问题有限元分析要点
8.2.2 一般平面类问题工程实例
8.3 板壳类问题经典界面求解
8.3.1 板壳类问题有限元分析要点
8.3.2 板壳类问题工程实例
8.4 三维实体类问题经典界面求解
8.5 静力学问题ANSYS Workbench界面求解实例
8.5.1 平面梁类工程问题求解实例
8.5.2 平面桁架类工程问题求解实例
8.5.3 平面应力类工程问题求解实例
8.5.4 平面应变类工程问题求解实例
8.5.5 板壳类工程问题求解实例
8.5.6 三维实体类工程问题求解实例
本章小结与学习提示
习题
第9章 动力学分析
9.1 动力学分析简介
9.1.1 动力学分析概述
9.1.2 动力学分析类型
9.2 经典界面结构动力学分析基本过程
9.2.1 模态分析
9.2.2 谐响应分析
9.2.3 瞬态动力学分析
9.2.4 谱分析
9.3 涡轮壳体经典界面模态分析实例
9.4 推进器叶片经典界面动力学综合分析实例
9.4.1 叶片模态分析
9.4.2 叶片谐响应分析
9.4.3 叶片瞬态动力学分析
9.4.4 叶片谱分析
9.5 阀门壳体ANSYS Workbench界面模态分析
本章小结与学习提示
习题
附录
附录1 常用物理量名称及其符号
附录2 常用数据量纲关系
附录3 机械产品结构有限元力学分析通用规则简介
参考文献