《有限元分析基础篇ANSYS与Mathematica》

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2006年6月1日 12:01

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作者：夸克工作室编著

出版社：清华大学出版社　出版日期：2002-2-1
　　
CAEnet价：￥48元
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ISBN：7302051038 541 尺寸：小16开 印张：34.5 字数：821000 印次：2 印刷时间：2002/07/01 用纸：胶版纸 版次：1

本书特色：
在传统的有限元分析教学过程中，大多使用软件包解决一般工程问题。这种教学方法容易使学生只懂得软件操作，不了解软件的理论基础。本书试图通过一些有益的尝试，对原有的有限元分析的教学方法进行一些改进。
1、用软件进行数学运算
作者认为在有限元分析的教学上，理论基础与软件操作一样重要。本书试图引导学生借助数学软件，解决数学运算与计算的问题。使学生不再过分钻研工程数学的解题技巧，转而将大部分精力集中在对其结构性的理解方面，避免为学习理论而在计算上耗费大量时间。
2、可进行数学验证
以往许多有限元分析课程，为避开数学计算的繁杂，基础理论教完之后，便完全依赖软件包去进行验证。这样，学生便无法深入体验理论与软件之间紧密关系。而作者认为，利用有限元分析方法验证理论值时，也可以使用数学软件来进行数学验证。数学软件的几行程序，便可抵得上一般软件的上百行程序，可见其效率之高。
3、软件包同步验证
本书推荐一个三重验证的教学方法。首先，利用力学分析计算理论解；然后，通过FEA的方法，利用数学分析软件进行理论验证与计算；最后，利用软件包进行分析。三者互相验证，学生可同时体验力学分析、有限元理论与软件包之间的交互关系。
4、ANSYS与Mathematica相结合
本书综合应用有限元分析的通用软件包ANSYS与著名的数学软件Mathematica，来进行有限元分析，具有非常好的代表性。

【内容提要】

有限元分析（FEA）是工程科学的重要工具、ANSYS是进行有限元分析的一种通用软件包，Mathematica则是一种著名的数学软件。本书以理论介绍为主要目标，利用软件进行数学运算，并推荐一种三重验证的教学方法。本书首先介绍了计算机辅助工程分析的基本结构和有限元分析方法以及8种典型的形函数，然后按专题分别对桁架、梁、膜、板、壳等结构及三维实体、自由振动、弯曲、复合材料等运用三重验证的方法进行有限元分析。
本书理论阐述透彻，教学方法新颖，适合作为力学、机械、土木、水利等专业本科生和研究生的教材，也可作为上述专业的工程技术人员和教师的参考书。

【目录】

第1章绪论
1.1 计算机辅助工程分析的基本结构
1.1.1 元素、截面及材料定义
1.1.2 绘制几何图形
1.1.3 分格
1.1.4 载荷及约束
1.1.5 分析
1.1.6 结果
1.2 CAE工业应用实例
1.2.1 用SolidWorks绘制L形板
1.2.2 ANSYS中输入L形板图形文件
1.2.3 元素及材料定义
1.2.4 分格
1.2.5 载荷及约束
1.2.6 分析
1.2.7 结果
1.3 ANSYS菜单结构
1.3.1 各窗口及菜单外形及功能说明
1.3.2 用户界面的设置
1.4 有限元法简介
1.4.1 变分法
1.4.2 Rayleigh－Ritz方法
1.4.3 加权余量法
1.4.4 函数降阶与试探函数
第2章形函数
2.1 一维一次两节点元素
2.1.1 总体坐标系统
2.1.2 局部坐标系统
2.1.3 自然坐标系统
2.1.4 Mathematica程序命令
2.1.5 帕斯卡三角形
2.2 二维一次三节点元素
2.2.1 总体坐标系统
2.2.2 自然坐标系统
2.2.3 Mathematica程序命令
2.3 三维一次四节点元素
2.3.1 总体坐标系统
2.3.2 自然坐标系统
2.3.3 Mathematica程序命令
2.4 一维二次三节点元素
2.4.1 总体坐标系统
2.4.2 自然坐标系统
2.4.3 Mathematica程序命令
2.5 一维三次四节点兀素（Lagrange）
2.5.1 总体坐标系统
2.5.2 自然坐标系统
2.5.3 Mathematica程序命令
2.6 一维三次两节点元素（Hermite）
2.6.1 总体坐标系统
2.6.2 自然坐标系统
2.6.3 Mathematica程序命令
2.7 二维一次四节点元素
2.7.1 总体坐标系统（任意四边形）
2.7.2 总体坐标系统（矩形）
2.7.3 自然坐标系统
2.7.4 Mathematica程序命令
2.8 三维一次八节点元素
2.8.1 总体坐标系统（任意六面体）
2.8.2 总体坐标系统（矩形六面体）
2.8.3 自然坐标系统
2.8.4 Mathematica程序命令
第3章桁架
3.1 桁架的基础理论
3.1.1 传统法
3.1.2 坐标转换
3.2 一维传统法例题
3.2.1 解题方法
3.2.2 Mathematica程序说明
3.2.3 ANSYS求解
3.3 二维坐标转换例题
3.3.1 解题方法
3.3.2 Mathematica程序说明
3.3.3 ANSYS求解
第4章梁
4.1 梁的基础理论
4.1.1 基础理论
4.1.2 MathematiCa程序说明
4.2 悬臂梁的静力分析——集中载荷
4.2.1 解题方法
4.2.2 Mathematica程序说明
4.2.3 ANSYS求解
4.2.4 材料力学求解
4.3 简支梁的静力分析——均布载荷
4.3.1 解题方法
4.3.2 Mathematica程序说明
4.3.3 ANSYS求解
4.3.4 材料力学求解
4.4 简支梁的静力分析——分布载荷
4.4.1 解题方法
4.4.2 Mathematica程序说明
4.4.3 ANSYS求解
4.4.4 材料力学求解
4.5 悬臂梁的静力分析——二次渐变分布载荷
4.5.1 解题方法
4.5.2 Mathematica程序说明
4.5.3 ANSYS求解
4.5.4 材料力学求解
第5章膜、板、壳
5.1 膜、板、壳的基础理论
5.1.1 膜
5.1.2 板
5.1.3 壳
5.2 二维膜的分析
5.2.1 二维膜分析的原理
5.2.2 二维膜分析的范例
5.2.3 ANSYS求解
5.3 板的范例
5.3.1 Mathematica程序说明
5.3.2 ANSYS求解
第6章三维实体
6.1 二维实体分析
6.1.1 三维实体分析的原理
6.1.2 三维实体分析的范例
6.1.3 ANSYS求解
6.2 三维轴对称分析
6.2.1 三维轴对称分析的原理
6.2.2 三维轴对称分析的范例
6.2.3 ANSYS求解
第7章自由振动
7.1 自由振动的基础理论
7.1.1 动力学
7.1.2 Hamilton原理
7.2 一维梁的自由振动分析
7.2.1 解题方法
7.2.2 Mathematica程序说明
7.2.3 ANSYS求解
7.3 二维板的自由振动分析
第8章弯曲
8.1 弯曲的基础理论
8.2 一维梁的弯曲分析
8.2.1 解题方法
8.2.2 Mathematica程序说明
8.2.3 ANSYS求解
8.2.4 材料力学求解
第9章复合材料
9.1 复合材料板的分析
9.1.1 复合材料板的刚度矩阵
9.1.2 积层板的刚度矩阵
9.2 复合材料板的分析范例
9.2.1 复合材料板的范例
9.2.2 ANSYS求解

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