有限元分析方法

1.弹性力学分析问题

2.平衡问题

3.固体力学

4.工程力学2100433B

有限元分析是使用有限元方法来分析静态或动态的物理物体或物理系统。在这种方法中一个物体或系统被分解为由多个相互联结的、简单、独立的点组成的几何模型。在这种方法中这些独立的点的数量是有限的，因此被称为有限元。由实际的物理模型中推导出来得平衡方程式被使用到每个点上，由此产生了一个方程组。这个方程组可以用线性代数的方法来求解。有限元分析 的精确度无法无限提高。元的数目到达一定高度后解的精确度不再提高，只有计算时间不断提高。

有限元分析法（FEA）已应用得非常广泛，现已成为年创收达数十亿美元的相关产业的基础。即使是很复杂的应力问题的数值解，用有限元分析的常规方法就能得到。此方法是如此的重要，以至于即便像这些只对材料力学作入门性论述的模块，也应该略述其主要特点。 不管有限元法是如何的卓有成效，当你应用此法及类似的方法时，计算机解的缺点必须牢记在心头：这些解不一定能揭示诸如材料性能、几何特征等重要的变量是如何影响应力的。一旦输入数据有误，结果就会大相径庭，而分析者却难以觉察。所以理论建模最重要的作用可能是使设计者的直觉变得敏锐。有限元程序的用户应该为此目标部署设计策略，以尽可能多的封闭解和实验分析作为计算机仿真的补充。 与现代微机上许多字处理和电子制表软件包相比，有限元的程序不那么复杂。然而，这些程序的复杂程度依然使大部分用户无法有效地编写自己所需的程序。可以买到一些预先编好的商用程序1，其价格范围宽，从微机到超级计算机都可兼容。但有特定需求的用户也不必对程序的开发望而生畏，你会发现，从诸如齐凯维奇（Zienkiewicz2）等的教材中提供的程序资源可作为有用的起点。大部分有限元软件是用Fortran语言编写的，但诸如felt等某些更新的程序用的是C语言或其它更时新的程序语言。

在实践中，有限元分析法通常由三个主要步骤组成： 1、预处理：用户需建立物体待分析部分的模型，在此模型中，该部分的几何形状被分割成若干个离散的子区域——或称为“单元”。各单元在一些称为“结点”的离散点上相互连接。这些结点中有的有固定的位移，而其余的有给定的载荷。准备这样的模型可能极其耗费时间，所以商用程序之间的相互竞争就在于：如何用最友好的图形化界面的“预处理模块”，来帮助用户完成这项繁琐乏味的工作。有些预处理模块作为计算机化的画图和设计过程的组成部分，可在先前存在的CAD文件中覆盖网格，因而可以方便地完成有限元分析。 2、分析：把预处理模块准备好的数据输入到有限元程序中，从而构成并求解用线性或非线性代数方程表示的系统

u和f分别为各结点的位移和作用的外力。矩阵K的形式取决于求解问题的类型。 3、分析的早期，用户需仔细地研读程序运算后产生的大量数字，即 型，本模块将概述桁架与线弹性体应力分析的方法。商用程序可能带有非常大的单元库，不同类型的单元适用于范围广泛的各类问题。有限元法的主要优点之一就是：许多不同类型的问题都可用相同的程序来处理，区别仅在于从单元库中指定适合于不同问题的单元类型。

内容简介

《工程中的有限元分析方法（高等）》以理论与实践相结合的方法，系统地介绍了工程分析中有限元方法的原理与操作步骤，并通过选自于工程实际背景的力学与热学问题来加深读者对这种现代数值计算方法的理解。 《工程中的有限元分析方法（高等）》共分9章，内容包括有限单元法的数学基础、ANSYS命令基础及其操作步骤、弹性力学（包括平面实体问题、轴对称问题、空间问题）的有限单元法、等参单元和数值积分、杆梁结构的有限单元法、有限单元法应用中的若干实际考虑、热传导问题的有限单元法与ANSYS热分析。每章后面附有复习思考题，大部分章节后面还附有上机作业，使用有限元分析软件ANSYS进行解题的步骤都包括在所提供的可运行的上机作业当中。 《工程中的有限元分析方法（高等）》可作为机械、土木、冶金、热能等专业高年级本科生和研究生的学习教材，也可作为从事工程分析的技术人员、研发人员的参考...(展开全部) 《工程中的有限元分析方法（高等）》以理论与实践相结合的方法，系统地介绍了工程分析中有限元方法的原理与操作步骤，并通过选自于工程实际背景的力学与热学问题来加深读者对这种现代数值计算方法的理解。 《工程中的有限元分析方法（高等）》共分9章，内容包括有限单元法的数学基础、ANSYS命令基础及其操作步骤、弹性力学（包括平面实体问题、轴对称问题、空间问题）的有限单元法、等参单元和数值积分、杆梁结构的有限单元法、有限单元法应用中的若干实际考虑、热传导问题的有限单元法与ANSYS热分析。每章后面附有复习思考题，大部分章节后面还附有上机作业，使用有限元分析软件ANSYS进行解题的步骤都包括在所提供的可运行的上机作业当中。 《工程中的有限元分析方法（高等）》可作为机械、土木、冶金、热能等专业高年级本科生和研究生的学习教材，也可作为从事工程分析的技术人员、研发人员的参考用书。2100433B

第一篇 有限元基本理论和ANSYS使用入门

第1章 有限元分析方法和ANSYS简介

1.1 有限元分析方法简介

1.2 ANSYS分析简介

1.3 补充实例与练习

第2章 ANSYS使用快速入门

2.1 ANSYS建模基本方法

2.2 网格划分和有限元模型

2.3 ANSYS基本分析过程

2.4 CAD实体模型的导入

2.5 补充实例与练习

第二篇 ANSYS在道路与铁道工程中的应用

第3章 道路边坡开挖稳定性分析

3.1 静力分析概述

3.2 路基边坡开挖分析

3.3 补充实例与练习

第4章 铁路工程的轨道力学分析

4.1 分析概述

4.2 铁路轨道力学分析

4.3 补充实例与练习

第三篇 ANSYS在桥梁与隧道工程中的应用

第5章 厚板焊接过程模拟

5.1 分析概述

5.2 ANSYS中厚板的焊接分析

5.3 补充实例与练习

第6章 桥梁施工过程模拟

6.1 分析概述

6.2 ANSYS中模拟桥梁施工

6.3 补充实例与练习

第7章 隧道开挖过程模拟

7.1 分析概述

7.2 隧道开挖的过程分析

7.3 补充实例与练习

第四篇 ANSYS在冶金工程中的应用

第8章 铝电解槽热电耦合分析

8.1 分析概述

8.2 ANSYS实例分析

8.3 补充实例与练习

第9章 H型钢轧制过程的分析

9.1 分析概述

9.2 H型钢轧制过程的分析

9.3 补充实例与练习

第10章 中厚板可逆轧制分析

10.1 分析概述

10.2 ANSYS中厚板可逆轧制分析

10.3 补充实例与练习

第11章 张力板带精轧过程分析

11.1 分析概述

11.2 ANSYS对带张力板带精轧过程分析

11.3 补充实例与练习

第五篇 ANSYS在普通民用工程中的应用

第12章 钢筋混凝土梁的受力分析

12.1 分析概述

12.2 钢筋混凝土梁的受力分析

12.3 补充实例与练习

第13章 钢结构受力性能分析

13.1 分析概述

13.2 受压柱的稳定承载能力分析

13.3 补充实例与练习

第六篇 ANSYS高级分析技术总结

第14章 ANSYS结构非线性技术

14.1 几何非线性分析基本概念

14.2 材料非线性基本分析概念

14.3 接触非线性基本概念

14.4 使用ANSYS非线性分析基本过程

14.5 结构非线性分析事项提醒

14.6 补充实例与练习

第15章 ANSYS结构动力学分析

15.1 结构动力学简介

15.2 动力学

15.3 模态分析

15.4 谐响应分析

15.5 瞬态分析

15.6 谱分析

15.7 补充实例与练习

第16章 ANSYS其他高级技术

16.1 单元生死技术总结

16.2 ANSYS/LS-DYNA总结

16.3 ANSYS二次开发技术

16.4 补充实例与练习

附录 本书CD-ROM光盘内容及使用方法介绍2100433B