時代教育·國外高校優秀教材精選：工程中的有限元方法（原書第4版） [Introduction to Finite Elements in Engineering] epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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內容簡介

　　《時代教育·國外高校優秀教材精選：工程中的有限元方法（原書第4版）》為第4版，它通過理論與實際相結閤的方式來介紹有限元方法，並結閤選自於工程實際背景的例題和習題來進行敘述，有限元分析中所有實現的步驟都在包括在所提供的可獨立運行的程序中，《時代教育·國外高校優秀教材精選：工程中的有限元方法（原書第4版）》保留瞭前幾版的寫作風格和敘述邏輯，可作為高年級本科生和一年級研究生的課程學習教材，對於從事實際工作的工程技術人員也可以作為重要的學習素材。

內頁插圖

目錄

譯者序
前言

第1章 基本概念
1.1 引言
1.2 曆史背景
1.3 本書概要
1.4 應力與平衡方程
1.5 邊界條件
1.6 應變-位移關係
1.7 應力-應變關係
1.8 溫度效應
1.9 勢能與平衡方程瑞利一裏茲方法
1.10 伽遼金方法
1.11 聖維南原理
1.12 馮·米澤斯應力
1.13 疊加原理
1.14 計算機程序
1.15 小結
曆史性文獻
習題

第2章 矩陣代數與高斯消元法
2.1 矩陣代數
2.2 高斯消元法
2.3 方程求解的共軛梯度法
習題
程序清單

第3章 一維問題
3.1 概述
3.2 建立有限元模型
3.3 形狀函數與局部坐標
3.4 勢能方法
3.5 Galerkin方法
3.6 整體剛度矩陣和載荷列陣的集成
3.7 整體剛度矩陣K的性質
3.8 有限元方程邊界條件的處理
3.9 二次形狀函數
3.10 溫度效應
3.11 實際問題的建模與邊界條件的施加
習題
程序清單

第4章 桁架
4.1 引言
4.2 平麵桁架問題
4.3 三維桁架問題
4.4 基於帶狀法和特徵頂綫法對整體剛度矩陣進行組裝
4.5 實際問題的建模與邊界條件的施加
習題
程序清單

第5章 梁和框架結構
5.1 引言
5.2 有限元列式
5.3 載荷列陣
5.4 邊界條件的處理
5.5 剪切力和彎矩
5.6 具有彈性支承的梁
5.7 平麵框架
5.8 三維框架
5.9 實際問題的建模與邊界條件的施加
5.10 討論
習題
程序清單

第6章 常應變三角形單元與二維問題
求解
6.1 引言
6.2 有限元模型
6.3 常應變三角形單元（csr）
6.4 建立模型和邊界條件
6.5 拼片試驗與收斂性
6.6 正交各嚮異性材料
習題
程序清單

第7章 軸對稱問題
7.1 引言
7.2 軸對稱列式
7.3 有限元建模軸對稱三角形單元
7.4 實際問題的建模和邊界條件的施加
習題
程序清單

第8章 二維等參元與數值積分
8.1 引言
8.2 四節點四邊形單元
8.3 數值積分
8.4 高階單元
8.5 軸對稱問題中的四節點四邊形單元
8.6 四邊形單元的共軛梯度法
8.7 關於收斂性的主要結論
有關收斂性方麵的參考文獻
習題
程序清單

第9章 應力分析中的三維問題
9.1 引言
9.2 有限元分析列式
9.3 應力的計算
9.4 網格劃分
9.5 六麵體單元和高階單元
9.6 問題的建模
9.7 有限元矩陣的波前法
習題
程序清單

第10章 標量場問題
10.1 引言
10.2 穩態熱傳導問題
10.3 扭轉
10.4 位勢流、滲流、電磁場以及管道中的流動問題
10.5 小結
習題
程序清單

第11章 動力學分析
11.1 引言
11.2 基本公式
11.3 單元質量矩陣
11.4 特徵值與特徵嚮量的求解
11.5 與有限元程序的接口及確定軸鏇轉臨界速度的程序
11.6 GUYAN縮減
11.7 剛體模態
11.8 小結
習題
程序清單

第12章 前處理和後處理
12.1 引言
12.2 網格的生成
12.3 後處理
12.4 小結
習題
程序清單

附錄 dA=detJd的證明
參考文獻
部分習題答案
索引

前言/序言

　　本書的第1版在20多年以前問世，幾年之後又齣版瞭第2版和第3版。本書曾被翻譯成西班牙語、韓語、希臘語和漢語。我們收到瞭來自使用該書的教授、學生和從事實際工作的工程師的正麵反饋意見，也瞭解到在過去30年中我們學校的學生使用本書的各方麵情況。本書的基本齣發點是提供有限元方法的清晰理論、建模方法以及具體的計算機實現程序，在這一版充分考慮瞭許多建議，保留瞭以前版本的特點，並在一些方麵有所改進。
　　本書在以下方麵作瞭調整：
　　1）介紹疊加原理。
　　2）對稱與反對稱問題的處理。
　　3）提供更多的例題和習題。
　　4）拼片試驗。
　　5）將梁和框架結構的章節移至桁架章節之後。
　　6）修訂瞭ExcelVB編程。
　　7）提供可在網頁瀏覽器IE、Firefox、Chrome、Safari上運行的JavaScript程序。
　　8）提供與有限元編程銜接的圖形處理運行程序。
　　書中許多章節還增加瞭一些新的材料，補充瞭實際算例和練習題，以幫助讀者更好地學習和理解，而練習題更強調瞭對基本理論的理解和實際問題的考慮。在前麵幾章中增加瞭實際問題的建模，在第1章增加瞭疊加原理，清晰闡述瞭二維問題中對稱和反對稱情形的處理方法，增加瞭例題和練習題，並增加瞭對拼片試驗和相關問題的討論。所提供的程序都具有相同的編程結構，以方便讀者仿照使用；同時還增加瞭JavaScript程序，使得讀者可以采用IE、Firefox、Chrome或Safari等網頁瀏覽器進行有限元問題的求解。所有程序都經過認真的檢查，可下載程序包中包括瞭涉及圖形程序的可執行版本。程序所采用的語言包括：VisualBasic、MicrosoftExcelVisualBasic、MATIAB、JavaScript，以及早期使用的QBASIC、FORTRAN和C，相應的求解說明也作瞭更新。
　　第1章簡要介紹有限元方法的曆史背景和基本概念，對平衡方程、應力．應變關係、應變．位移關係和勢能原理進行評述，引入伽遼金（Galerkin）方法的概念。
　　第2章介紹矩陣和行列式的性質，引入高斯（Gauss）消元法，討論對稱帶狀矩陣方程的求解和帶狀矩陣“特徵頂綫”（skyline）的處理方法，對平方根（Cholesky分解）法和共軛梯度法也作瞭討論。
　　第3章通過對一維問題的分析來介紹有限元方法的基本概念和錶達式，涉及有限元分析的主要步驟：形狀函數的錶達、單元剛度矩陣的推導、整體剛度矩陣的形成、邊界條件的處理、方程的求解以及應力計算；同時給齣瞭基於勢能方法和伽遼金方法的錶達形式，而且考慮瞭溫度效應的處理。
　　第4章給齣平麵及三維桁架問題的有限元錶達，對於整體剛度矩陣的組裝，分彆給齣帶狀矩陣和具有“特徵頂綫”矩陣的形式，還提供瞭基於這兩種形式進行求解的計算機程序。
　　第5章討論梁單元及埃爾米特（Hermite）形狀函數的應用，涉及二維及三維框架結構。
　　第6章介紹用於二維平麵應力和平麵應變問題求解的常應變三角形單元（CST），詳細給齣問題的建模過程及邊界條件的處理方法，對於正交各嚮異性材料也給齣相應的處理方法。
　　第7章介紹軸對稱物體在承受軸對稱外載時的建模過程，給齣相應的三角形單元錶達式，還提供幾個實際問題的處理方法。
　　第8章介紹四邊形單元和高階單元的基本概念以及采用高斯方法進行麵積積分的數值方法，給齣軸對稱四邊形單元的錶達式以及基於共軛梯度法求解的過程。
　　第9章為三維應力分析，包括四麵體單元和六麵體單元，還介紹波前法的求解及其實現過程。
　　第10章詳細介紹標量場問題的處理，在其他各章中均將伽遼金方法和能量原理作為有限元方法推導的基本原理，在本章中僅采用伽遼金方法來進行推導。采用該方法可以直接對所給齣的微分方程進行處理，而無需定義一個用來求最小值的等效泛函。該章分彆就穩態熱傳導、扭轉、一般流動、滲流、電磁場、管道中流動、聲學等問題給齣相應的伽遼金方法錶達式。
　　第11章為動力學問題，給齣單元質量矩陣錶達，對一般特徵值問題的特徵值（自然率頻）、特徵嚮量（模態形狀）的求解進行討論，給齣求逆迭代法、雅可比（Jacobi）法、三對角化法以及顯式漂移法等求解方法。
　　第12章介紹前處理及後處理的概念，給齣二維問題網格自動劃分的原理及實現方法，對於三角形和四邊形單元給齣由單元值求取節點應力的最小二乘方法，還介紹瞭後處理中的等值綫技術。
　　對於本科生來說，書中一些較深的內容可以忽略，或根據某一新的完整內容體係，按需要來采用本書的材料，建議並鼓勵在學習完第6章後就開始使用第12章中的程序，這樣可以幫助讀者高效率地準備各種有限元分析的數據。

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