非线性有限元程序设计与实践——桥梁通往工程问题的解决方案

"非线性有限元及程序设计" 非线性有限元是一种高级的数值计算方法，用于解决那些不能简化为线性关系的实际工程和物理问题。在结构力学、流体力学等领域，许多现象如材料的非线性行为、几何非线性以及边界条件的复杂性，使得线性分析无法准确捕捉这些现象。因此，非线性有限元法成为了不可或缺的工具。 该教材基于作者多年的教学经验，旨在帮助读者深入理解和掌握非线性有限元程序的设计与应用。作者自1983年起在浙江大学为力学和土木工程硕士生讲授有限元程序设计，随着技术的发展，逐渐将重点转向非线性有限元。教材通过讲解一个具体的非线性有限元程序，揭示其基本结构、方法和实现细节，帮助读者建立起理论与实践之间的桥梁。 第二章介绍了非线性有限元的基础知识，包括非线性问题的定义、分类和求解策略，为后续章节的学习打下理论基础。对于已有线性有限元背景的读者，这部分是回顾和巩固；而对于初学者，则是一个入门引导。 第三章涉及软件工程的基本思想，尽管看似与主题不直接相关，但作者强调了软件工程原则在有限元程序开发中的重要性。遵循良好的软件工程实践，可以避免不必要的错误，提高代码的可读性和可维护性，这对于任何程序设计都是至关重要的。 第四章至第六章，作者详细介绍了非线性有限元程序Z8-FEAP，这是一个由美国加州大学R.T Taylor教授领导开发的程序，主要用于教学和研究。通过分析FEAP的源代码和几个简单的算例，读者可以了解如何处理非线性问题，如迭代求解和收敛性控制等。 第七章提供了一份Z8-FEAP的用户手册，作为实际操作指南，有助于读者更好地理解和应用这个程序。教材中的注释和解释使得复杂的程序代码变得易于理解，有助于提升读者的有限元分析和程序设计能力。 通过系统学习这本教材，读者不仅可以掌握非线性有限元的理论，还能具备编写和扩展非线性有限元程序的能力，从而在面对实际工程问题时能更有效地进行非线性分析。教材的目的是使读者的有限元水平和编程技能达到一个新的高度。