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内容介绍
本书主要讨论了一维问题、二维问题和三维问题的有限元公式的导及其应用，单元类型包括杆单元、梁单元、平面单元和三维实体单元。本书详细讨论了桁架、梁、框架、热传导及流体问题和三维实体的有限元分析，有关固体力学（包括结构力学）、热力学和流体力学的基本概念贯穿于全书各章节之中，每一章开头都会讨论相关问题的基础理论，接着给出一些可以手工计算的简单问题，之后再举例说明使用ANSYS如何求解。本书大部分章节的*后都附有一定习题供读者练习。
目录
目 录
*1章 绪论 1
11 工程问题 1
12 数值方法 4
13 有限元方法及ANSYS发展简史 4
14 有限元分析的基本步骤 5
15 直接法 6
16 *小总势能法 26
17 加权余量法 31
18 结果验证 35
19 理解问题 35
小结 38
参考文献 38
习题 39
*2章 矩阵运算 47
21 矩阵的基本定义 47
22 矩阵相加或相减 49
23 矩阵相乘 49
24 矩阵分块 52
25 转置矩阵 56
26 矩阵的行列式 58
27 线性方程组的求解 62
28 逆矩阵 69
29 特征值和特征向量 72
210 MATLAB在矩阵运算中的应用 74
211 Excel在矩阵运算中的应用 78
212 非线性方程组的求解 88
小结 90
参考文献 90
习题 90
第3章 桁架 94
31 桁架的定义 94
32 有限元公式 95
33 空间桁架 114
34 ANSYS软件概述 115
35 ANSYS Workbench环境 120
36 ANSYS应用 121
37 结果验证 141
小结 143
参考文献 143
习题 143
第4章 轴心受力构件、梁和框架 150
41 轴向荷载作用下的构件 150
42 梁 155
43 梁的有限元分析 158
44 框架的有限元分析 170
45 三维梁单元 174
46 ANSYS应用 176
47 结果验证 192
小结 194
参考文献 195
习题 195
第5章 一维单元 202
51 线性单元 202
52 二次单元 205
53 三次单元 206
54 全局坐标、局部坐标和自然坐标 208
55 等参单元 209
56 数值积分：高斯?勒让德积分 211
57 ANSYS中的一维单元 214
小结 214
参考文献 214
习题 214
第6章 一维问题分析 219
61 热传递问题 219
62 流体力学问题 233
63 ANSYS应用 236
64 结果验证 246
65 温度变化时轴心受力构件的分析 247
小结 248
参考文献 248
习题 248
第7章 二维单元 251
71 矩形单元 251
72 二次四边形单元 254
73 线性三角形单元 258
74 二次三角形单元 261
75 轴对称单元 264
76 等参单元 268
77 二维积分：高斯?勒让德积分法 271
78 ANSYS中的二维单元 271
小结 272
参考文献 272
习题 272
第8章 再论ANSYS 278
81 ANSYS程序 278
82 ANSYS数据库和文件 279
83 用ANSYS创建有限元模型：前处理 280
84 h方法与p方法 290
85 应用边界条件、荷载并求解 290
86 有限元模型的结果：后处理 293
87 ANSYS选项 295
88 图形功能 296
89 误差估计 297
810 深入了解ANSYS Workbench 298
811 示例问题 302
小结 311
参考文献 311
第9章 二维热传递问题分析 312
91 一般热传导问题 312
92 矩形单元公式的导 316
93 三角形单元公式的导 326
94 三维轴对称问题的有限元公式 341
95 非稳态条件下的热传递 346
96 ANSYS中的热传导单元 353
97 ANSYS应用 354
98 结果验证 375
小结 375
参考文献 377
习题 377
*10章 二维固体力学问题分析 386
101 构件扭转 386
1011 扭转问题的有限元公式 388
102 平面应力问题 399
1021 荷载矩阵 403
103 四边形等参单元 405
104 轴对称问题 410
105 基本失效理论 412
106 ANSYS应用 413
107 结果验证 427
小结 427
参考文献 428
习题 428
*11章 动态问题分析 434
111 动态学简介 434
112 机械与结构系统的振动 444
113 拉格朗日方程 456
114 轴心受力构件的有限元公式 458
115 梁与框架单元的有限元公式 464
116 ANSYS应用 475
小结 487
参考文献 487
习题 487
*12章 流体力学问题分析 491
121 管流问题的数学建模 491
122 理想流体的流动 500
123 渗流 504
124 ANSYS应用 506
125 结果验证 521
小结 522
参考文献 523
习题 523
*13章 三维单元 527
131 4节点四面体单元 527
132 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 529
133 8节点六面体单元 533
134 10节点四面体单元 534
135 20节点六面体单元 535
136 ANSYS中的三维单元 536
137 实体单元建模的一般方法 539
138 ANSYS在热力学分析中的应用 547
139 ANSYS在结构分析中的应用 557
小结 565
参考文献 565
习题 566
*14章 工程设计与材料选择 572
141 工程设计的基本步骤 572
142 材料选择 574
143 材料的电学、力学和热力学的性质 575
144 常用固体工程材料 577
145 常用流体材料 581
小结 582
参考文献 582
习题 582
*15章 优化设计 584
151 优化设计简介 584
152 ANSYS的参数化设计语言 586
153 举例：ANSYS批处理文件 588
小结 597
参考文献 597
习题 598
附录A 部分材料的力学性质 599
附录B 部分材料的热力学性质 601
附录C 常用截面几何性质计算公式 602
附录D 型钢规格表 604
附录E 英制单位和公制单位的换算表 608
附录F MATLAB简介 610
附录G Workbench实例 635
作者介绍
Saeed Moaveni博士是一位成功的作者、教师与工程专家。他于1990年加入明尼苏达州立大学机械工程部，现在是机械工程学院的院长。他是美国机械工程学会（ASME）的会员和美国工程教育学会（ASEE）的Tau Beta Pi 荣誉会员。
张荣华，*级工程师。1996年本科毕业于华北电力大学电子工程系计算机专业。2001年就读于北京理工大学计算机学院VR实验室，研究方向为计算机图形学，虚拟现实（视景仿真），2004年获硕士学位，并获北京理工大学*秀硕士论文。现为华北电力大学计算机系*级工程师，从事计算机图形学、视景仿真和数字孪生方向的教学和科研工作，在国内外重要刊物发表论文20余篇，出版译著、教材和专著5部，参与自然科学基金青年基金和河北省自然科学基金青年基金2项，主持省部级重点教改项目2项。
媒体评论
*关于有限元理论以及公式导的内容更为详尽。*新增一节介绍非线性方程组求解方法。*新增一节关于温度变化时轴力构件的分析。*针对ANSYS新版本对例题进行了修改。*附录F中增加了MATLAB新修订的内容。*新增一节介绍ANSYS Workbench协同仿真环境，并在附录G中提供了一些例题的建模和分析过程。
关联
*关于有限元理论以及公式导的内容更为详尽。*新增一节介绍非线性方程组求解方法。*新增一节关于温度变化时轴力构件的分析。*针对ANSYS新版本对例题进行了修改。*附录F中增加了MATLAB新修订的内容。*新增一节介绍ANSYS Workbench协同仿真环境，并在附录G中提供了一些例题的建模和分析过程。 '
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