工程中的有限元方法（原书第4版）

译者序

前言

第1章基本概念1

1.1 引言1

1.2 历史背景l

1.3本书概要1

1.4 应力与平衡方程2

1.5边界条件3

1.6应变．位移关系4

1.7 应力．应变关系5

1.8温度效应7

1.9势能与平衡方程瑞利一里兹方法 7

1. 10伽辽金方法11

1. 11 圣维南原理15

1. 12 冯·米泽斯应力15

1. 13 叠加原理15

1. 14计算机程序16

1. 15 小结16

历史性文献16

习题17

第2章矩阵代数与高斯消元法22

2.1 矩阵代数22

2.2 高斯消元法27

2.3 方程求解的共轭梯度法36

习题37

程序清单39

第3章一维问题41

3.1 概述41

3.2建立有限元模型42

3.3形状函数与局部坐标43

3.4 势能方法47

3.5Galerkin方法50

3.6整体刚度矩阵和载荷列阵的集成 52

3.7 整体刚度矩阵K的性质55

3.8 有限元方程边界条件的处理 56

3.9二次形状函数68

3. 10温度效应74

3. 11 实际问题的建模与边界

条件的施加76

习题78

程序清单86

第4章桁架92

4.1引言92

4.2平面桁架问题93

4.3三维桁架问题102

4.4基于带状法和特征顶线法对

整体刚度矩阵进行组装103

4.5实际问题的建模与边界条件的

施加106

习题109

程序清单116

第5章梁和框架结构118

5.1 引言118

5.2有限元列式120

5.3载荷列阵124

5.4边界条件的处理125

5.5剪切力和弯矩125

5.6具有弹性支承的梁127

5.7平面框架128

5.8三维框架132

5.9实际问题的建模与边界条件的

施加135

5. 10讨论136

习题138

程序清单144

第6章常应变三角形单元与二维问题

求解148

6.1引言148

6.2有限元模型148

6.3常应变三角形单元(csr)150

6.4建立模型和边界条件

6.5拼片试验与收敛性

6.6正交各向异性材料

习题

程序清单

第7章轴对称问题

7.1 引言

7.2轴对称列式

7.3有限元建模轴对称三角形

单元

7.4实际问题的建模和边界

条件的施加

习题

程序清单

第8章二维等参元与数值积分

8.1 引言

8.2 四节点四边形单元

8.3数值积分

8.4高阶单元

8.5轴对称问题中的四节点

四边形单元

8.6 四边形单元的共轭梯度法

8.7关于收敛性的主要结论

有关收敛性方面的参考文献

习题

程序清单

第9章应力分析中的三维问题

9.1 引言

9.2有限元分析列式

9.3应力的计算

9.4网格划分

9.5六面体单元和高阶单元

9.6问题的建模

9.7有限元矩阵的波前法

习题257

程序清单260

第10章标量场问题269

10.1引言269

10.2稳态热传导问题270

10.3扭转287

10.4位势流、渗流、电磁场以及管道

中的流动问题292

10.5小结301

习题303

程序清单310

第11章动力学分析316

11.1 引言316

11.2基本公式316

11.3单元质量矩阵318

11.4特征值与特征向量的求解322

11.5与有限元程序的接口及确定

轴旋转临界速度的程序335

11.6GUYAN缩减335

11.7刚体模态337

11.8小结339

习题341

程序清单346

第12章前处理和后处理353

12.1 引言353

12.2网格的生成353

12.3后处理360

12.4小结363

习题365

程序清单367

附录dA= detJd的证明379

参考文献382

部分习题答案386

索引3882100433B

该书为第4版，它通过理论与实际相结合的方式来介绍有限元方法，并结合选自于工程实际背景的例题和习题来进行叙述，有限元分析中所有实现的步骤都在包括在所提供的可独立运行的程序中，本书保留了前几版的写作风格和叙述逻辑，可作为高年级本科生和一年级研究生的课程学习教材，对于从事实际工作的工程技术人员也可以作为重要的学习素材。

工程中的有限元方法（第3版）

作者：曾攀

ISBN：9787302131724

定价：45元

印次：1-1

装帧：平装

印刷日期：2006-11-7

译者序

前言

第1章　工程是什么1

1.1　工程有许多领域1

1.1.1　航空工程2

1.1.2　农业工程3

1.1.3　生物医学工程3

1.1.4　化学工程4

1.1.5　土木工程4

1.1.6　计算机工程6

1.1.7　电气工程6

1.1.8　环境工程7

1.1.9　工业工程7

1.1.10　材料工程8

1.1.11　机械工程8

1.1.12　机电工程9

1.1.13　造船工程9

1.1.14　核工程10

1.1.15　石油工程10

1.1.16　系统工程11

1.2　一些工程专业组织11

1.3　成为一个注册专业工程师12

1.4　工程师：项目管理的核心13

1.5　工程：一组技能15

1.5.1　知识15

1.5.2　经验16

1.5.3　直觉16

关键术语18

第2章　设计是什么19

2.1　“设计”一词的使用19

2.2　分析、设计和复制之间的不同20

2.2.1　分析21

2.2.2　设计23

2.2.3　复制23

2.3　优秀的设计与糟糕的设计27

2.4　设计周期29

2.4.1　定义总体目标29

2.4.2　收集信息31

2.4.3　确认和评估可能的设计策略31

2.4.4　设计初试31

2.4.5　模型与分析32

2.4.6　构建原型、记录文档和测试33

2.4.7　修改和再次修改34

2.4.8　彻底测试产品35

2.5　生成想法37

2.5.1　头脑风暴的基本规则38

2.5.2　正式的头脑风暴38

2.5.3　非正式的头脑风暴会议42

2.6　设计实例47

2.6.1　机器人设计大赛47

2.6.2　面罩生产设备54

2.6.3　自动移液器57

2.6.4　帆船自动驾驶仪61

2.6.5　海洋能量采集机64

总结68

关键术语68

问题68

第3章　项目管理与团队合作技能75

3.1　在团队中工作75

3.1.1　建立一个有效的团队76

3.1.2　组织结构图78

3.1.3　职位描述79

3.1.4　团队联系人列表79

3.1.5　团队会议79

3.1.6　与组织中其他团队合作80

3.2　管理任务：保持项目正常进行82

3.2.1　清单83

3.2.2　时间表83

3.2.3　甘特图84

3.2.4　PERT图84

3.3　文档：项目成功的关键88

3.3.1　纸质文档与电子文档88

3.3.2　工程师的日志（笔记本）89

3.3.3　日志格式90

3.3.4　使用你的工程日志90

3.3.5　技术报告91

3.3.6　软件文档与工程日志的作用92

3.3.7　日志的重要性：案例研究1…93

3.3.8　日志的重要性：案例研究2…94

3.4　法律问题：知识产权、专利和商业机密96

3.4.1　专利96

3.4.2　专利术语96

关键术语97

问题97

第4章　工程工具101

4.1　估计101

4.2　数字处理107

4.2.1　国际单位制107

4.2.2　单位一致108

4.2.3　有效数字108

4.2.4　尺寸和公差109

4.3　图的类型111

4.3.1　半对数图111

4.3.2　双对数图113

4.3.3　极坐标图114

4.3.4　三维图形114

4.4　原型设计117

4.5　逆向工程122

4.6　计算机分析123

4.7　规格说明表134

4.8　因特网134

4.9　电子表格在工程设计中的应用…137

4.10　实体模型与计算机辅助制图143

4.10.1　为什么要画工程图144

4.10.2　图纸的类型144

4.11　系统仿真149

4.12　电子电路仿真151

4.13　图形化编程153

4.14　微处理器：另一种形式的计算机154

关键术语155

问题156第5章　人机界面164

5.1　人类如何与机器交互164

5.2　人体工程学165

5.3　认知167

5.4　人机界面：案例研究168

关键术语178

问题178

第6章　工程师与现实世界181

6.1　社会对工程师的看法181

6.2　工程师如何吸取教训183

6.3　失败在工程设计中的影响：案例研究185

6.3.1　案例1：塔科马海峡大桥185

6.3.2　案例2：哈特福德市民中心186

6.3.3　案例3：挑战者号航天飞机186

6.3.4　案例4：堪萨斯市凯悦酒店187

6.3.5　案例5：三里岛189

6.3.6　案例6：美国巡洋舰温森斯号190

6.3.7　案例7：哈勃望远镜191

6.3.8　案例8：哈维兰彗星型客机192

6.3.9　案例9：坍塌的天花板193

6.3.10　案例10：花旗集团中心…194

6.3.11　案例11：福特Pinto196

6.4　在设计中做好失败的准备196

关键术语197

推荐阅读197

问题197

第7章　学会表达、书写及演讲199

7.1　良好沟通技巧的重要性199

7.2　准备会谈、演讲和会议200

7.3　准备正式演讲201

7.4　撰写电子邮件、信件及备忘录205

7.4.1　撰写电子邮件206

7.4.2　正式电子邮件的头206

7.4.3　邮件内容的第一句206

7.4.4　正文207

7.4.5　书写正式的备忘录和信件209

7.5　撰写技术报告、提案和期刊文章212

7.5.1　技术报告212

7.5.2　期刊论文213

7.5.3　提案213

7.6　撰写说明手册213

7.6.1　简介213

7.6.2　安装213

7.6.3　操作214

7.6.4　安全性214

7.6.5　故障排除214

7.6.6　附录214

7.6.7　内容的重复215

7.7　技术文档撰写策略218

7.7.1　对撰写的文档做好规划218

7.7.2　选择合适的地点撰写文档…218

7.7.3　确定读者218

7.7.4　做笔记218

7.7.5　创建主题标题219

7.7.6　短暂休息219

7.7.7　写第一稿219

7.7.8　阅读草稿219

7.7.9　修改草稿219

7.7.10　修改、修改、再修改219

7.7.11　审查最后的草稿220

7.7.12　常见的撰写错误220

关键术语221

问题221

索引224

2100433B

作为有抱负的工程师，需要学习很多知识，包括本领域的专业知识以及工程的基础知识。同时，要具备终身学习的能力来掌握领域的最新发展。在这个过程中，工程思维和工程相关的设计能力是工程师的核心能力。本书是一本适合所有工程专业背景的读者的工程入门书，以工程思维和能力的培养为核心，介绍了工程师应具备的各种能力，助力读者走上工程师之路。

本书特色

以工程思维和工程设计为主线，从各工程学科及主要专业领域的介绍开始，逐步深入地介绍工程师的技能、工程和设计的概念、常用的工程工具、项目管理、用户体验、工程师的人际交往等内容，帮助读者尽快融入工程师的角色。

作为全美静电协会前主席，本书作者有扎实的工程项目基础和丰富的经验，整个工程思维的脉络在他的笔下被剖析得细致入微，各种类型的工程案例及分析使全书内容饱满、引人入胜，并引发读者的思考。

突出强调工程中的关键理念、常用工作方法和良好的工作习惯，并通过一系列实例和练习培养提升读者的工程素养，将工程思维的培养融入工作的方方面面。