有限元分析基础教程:从入门到精通

5星 · 超过95%的资源 需积分: 0 71 下载量 200 浏览量 更新于2024-11-01 5 收藏 9.67MB PDF 举报
"有限元分析基础教程(曾攀).pdf 是一本由曾攀编写的关于有限元分析的自学教程,适合机械、力学、土木、水利、航空航天等专业的工程技术人员和科研工作者。教程分为两大部分,共9章,涵盖了有限元分析的基本原理和典型应用领域。" 有限元分析是解决工程领域复杂结构和物理问题的一种数值计算方法。它将连续的物理区域离散化为一系列互不重叠的子区域,即有限个单元,通过线性组合这些单元的解来近似整个问题的解。这种方法广泛应用于结构力学、流体力学、热传导、电磁场等领域。 该教程的第一部分(第1至第5章)介绍了有限元分析的基本原理。这包括: 1. 绪论:讲解有限元分析的起源、发展及其在工程中的应用背景。 2. 有限元分析过程的概要:概述了从问题定义、模型建立、离散化、求解到结果后处理的基本步骤。 3. 杆梁结构分析的有限元方法:详细阐述了一维杆件的分析方法,包括单元选择、刚度矩阵的形成和求解。 4. 连续体结构分析的有限元方法:讨论了二维和三维实体结构的有限元离散化方法,如四边形单元和六面体单元的应用。 5. 有限元分析中的若干问题讨论:涉及边界条件、误差分析和收敛性等问题。 第二部分(第6至第9章)探讨了有限元分析的典型应用: 1. 静力结构的有限元分析:如何分析静态荷载下的结构响应,如位移、应力和应变。 2. 结构振动的有限元分析:讲解如何利用有限元法研究结构动力学问题,包括自由振动和强迫振动。 3. 传热过程的有限元分析:介绍热传导问题的离散化和求解,如稳态和非稳态传热。 4. 弹塑性材料的有限元分析:涵盖了考虑材料非线性行为的分析方法,如屈服准则和硬化模型。 教程特色在于采用基本变量、基本方程、求解原理、单元构建、典型例题、MATLAB程序及ANSYS算例的形式,系统地介绍有限元分析的力学原理、程序编制和实例应用。书中提供的实例详尽,既有数学推导也有实际操作过程,既适合课堂教学也适用于个人自学。对于想要在MATLAB或ANSYS环境中进行建模和分析的读者,此书提供了宝贵的参考。 曾攀教授,作为本书的作者,拥有丰富的学术背景和实践经验,他的研究成果和教学经验使这本书成为学习有限元分析的一份宝贵资料。