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| 內容簡介： |
本书以作者开发的杆件结构内力分析程序、连续体结构应力分析程序、构件内温度场分析程序为例，详细介绍有限元软件设计与开发涉及的理论基础和编程技术，主要包括力学及传热学基本原理、有限单元法基本理论、计算机图形学基本原理、有限元计算程序设计与开发、前后处理程序设计与开发等内容，目的是使读者了解有限元软件设计及开发的有关概念、理论、原理、方法、技巧，提高软件开发的能力，为开发和应用有限元软件奠定基础。本书的特点是内容相对完整，涵盖了有限元软件前处理、数值计算、后处理的全部内容，并给出了用Visual Basic 60编写的程序源代码。
本书可供土木工程、水利工程、机械工程等相关领域的科技人员及高等院校的高年级本科生、研究生、教师参考。
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| 目錄：
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第1章 绪论
11 有限单元法的产生及发展
111 概述
112 有限单元法的前期积累
113 有限单元法的思想火花
114 有限单元法的正式诞生
115 有限单元法的蓬勃发展
12 通用有限元软件的产生及发展
121 IBM 704计算机的推出
122 高级语言的问世
123 通用有限元软件的诞生
124 有限元软件产业的繁荣
13 中国的有限单元法及有限元软件
131 早期的艰难探索
132 改革开放后的进展
14 有限元软件开发的重要论著
参考文献
第2章 杆件结构有限单元法理论
21 基本概念及基本符号
211 有限单元法中的一些基本概念
212 单元杆端内力和杆端位移的表示方法
213 坐标变换矩阵
22 单元分析
221 单元分析之Ⅰ——局部坐标系中的单元刚度矩阵
222 单元分析之Ⅱ——整体坐标系中的单元刚度矩阵
223 单元分析之Ⅲ——单元荷载的等效节点荷载向量
23 整体分析
231 整体分析之Ⅰ——结构的整体刚度矩阵
232 整体分析之Ⅱ——结构的综合节点荷载向量
233 整体分析之Ⅲ——结构刚度方程的求解
24 单元再分析
241 单元再分析之Ⅰ——单元的最终杆端内力
242 单元再分析之Ⅱ——单元的内力变化方程
243 单元再分析之Ⅲ——单元的变形曲线方程
25 三维杆单元
251 三维杆单元的杆端内力向量和杆端位移向量
252 三维杆单元的坐标变换矩阵
253 三维杆单元局部坐标系中的单刚
254 三维杆单元整体坐标系中的单刚
26 三维梁单元
261 三维梁单元的杆端内力向量和杆端位移向量
262 三维梁单元的坐标变换矩阵
263 三维梁单元的第三个节点
264 三维梁单元局部坐标系中的单刚
265 三维梁单元整体坐标系中的单刚
27 杆件结构有限单元法计算步骤总结
参考文献
第3章 杆件结构内力分析程序
31 FRAME2D简介
311 程序总体结构及界面
312 有限元模型数据
32 FRAME2D的计算模块入口程序
33 读入有限元模型数据子程序
331 存储模型数据的重要全程变量和数组
332 读入有限元模型数据文件的子程序
34 计算前预处理子程序
35 编写节点总码子程序
36 确定总刚主对角线上元素地址子程序
37 数值计算模块总控子程序
38 计算总刚子程序
39 形成节点荷载向量子程序
310 求解线性方程组子程序
311 利用节点位移求单元杆端内力
312 单元调度程序
313 两节点杆单元模块
3131 杆单元主控程序
3132 杆单元的计算单刚子程序
3133 强制节点位移在杆单元中引起的等效节点荷载
3134 杆单元上单元荷载产生的等效节点荷载
3135 计算杆单元局部坐标系中杆端内力子程序
314 两节点梁单元模块
3141 梁单元的主控程序
3142 梁单元的计算单刚子程序
3143 强制节点位移在梁单元中引起的等效节点荷载
3144 计算梁单元上单元荷载的等效节点荷载子程序
3145 计算梁单元杆端内力子程序
315 算例
3151 算例1
3152 算例2
参考文献
第4章 连续体结构有限单元法理论
41 二维弹性力学问题有限元分析基础
411 二维问题的一些基本概念
412 二维问题的一些基本方程
413 二维连续体的势能及有关定理
414 平面单元积分形式的单刚
415 平面单元的等效节点荷载
416 二维连续体的整体刚度方程
42 三节点三角形单元
421 三节点三角形单元节点力向量和节点位移向量
422 三节点三角形单元的形函数
423 面积坐标
424 三节点三角形单元的应变矩阵
425 三节点三角形单元的应力矩阵
426 三节点三角形单元单刚的显式表达式
427 三节点三角形单元的等效节点荷载
428 局部节点应力平滑技术
429 单元内的应力分布
4210 应力等值线算法
43 四节点四边形单元
431 四节点四边形等参单元的形函数
432 等参单元的一些基本变换
433 四节点四边形等参单元的单刚
434 高斯积分
435 四节点四边形等参单元的等效节点荷载
436 单元应力及最佳应力点
44 三维弹性力学问题有限元分析基础
45 四节点四面体单元
451 基于直角坐标系的四节点四面体单元形函数
452 四节点四面体单元的一些基本变换
453 四节点四面体单元的应变矩阵
454 四节点四面体单元的应力矩阵
455 四节点四面体单元的显式单刚
456 四节点四面体单元的等效节点荷载
46 八节点六面体单元
461 八节点六面体单元的形函数
462 八节点六面体单元的应变矩阵
463 八节点六面体单元的雅可比矩阵
464 八节点六面体单元的单刚
47 全域应力平滑技术
参考文献
第5章 连续体结构应力分析程序
51 SOLID2D的计算模块入口程序
52 SOLID2D的计算模块主控程序
53 SOLID2D的计算总刚子程序
54 SOLID2D的单元调度程序
55 三节点三角形单元模块
551 三节点三角形单元主控模块
552 计算三节点三角形单元单刚子程序
553 计算三节点三角形单元应力子程序
554 计算三节点三角形单元光滑矩阵和光滑向量子程序
56 四节点四边形单元模块
561 四节点四边形单元主控模块
562 计算四节点四边形单元单刚子程序
563 计算四节点四边形单元高斯点处应力子程序
564 计算四节点四边形单元光滑矩阵和光滑向量子程序
57 计算六节点三角形单元单刚子程序
58 计算十节点三角形单元单刚子程序
59 计算八节点四边形单元单刚子程序
510 SOLID3D程序
5101 SOLID3D简介
5102 计算八节点六面体单元单刚子程序
5103 计算八节点六面体单元应力子程序
511 算例
5111 算例1
5112 算例2
5113 算例3
参考文献
第6章 温度场问题有限单元法理论
61 传热学基本理论
611 傅里叶定律
612 二维问题导热微分方程
613 三维问题导热微分方程
614 初始条件和边界条件
62 二维温度场有限元分析理论
621 二维温度场的泛函
622 二维温度场问题有限元方程的推导
63 三节点三角形热单元
631 平面求解区域的离散
632 三节点三角形热单元的形函数
633 三节点三角形热单元的导热刚度矩阵
634 三节点三角形热单元的蓄热刚度矩阵
635 三节点三角形热单元的边界贡献矩阵
636 三节点三角形热单元的温度荷载向量
64 四节点四边形热单元
641 四节点四边形热单元的形函数
642 四节点四边形热单元的导热单刚
643 四节点四边形热单元的蓄热单刚
644 四节点四边形热单元的边界贡献矩阵
645 四节点四边形热单元的温度荷载向量
65 六节点三角形热单元
651 六节点三角形热单元的形函数
652 六节点三角形热单元的导热单刚
653 六节点三角形热单元的蓄热单刚
654 六节点三角形热单元的边界贡献矩阵
655 六节点三角形热单元的温度荷载向量
66 二维热阻单元
661 二维热阻单元导热单刚的积分公式
662 四节点矩形热阻单元导热单刚的显式
663 六节点矩形热阻单元导热单刚的显式
67 三维温度场有限元分析理论
671 三维温度场的泛函
672 三维温度场问题有限元方程的推导
68 八节点六面体热单元
681 八节点六面体热单元的形函数及其对自然坐标的导数
682 八节点六面体热单元的雅可比矩阵及B矩阵
683 三维曲面面积微元的变换公式
684 八节点六面体热单元的导热单刚
685 八节点六面体热单元的蓄热单刚
686 八节点六面体热单元的边界贡献矩阵
687 八节点六面体热单元的温度荷载
69 三维热阻单元
691 三维热阻单元导热单刚的积分公式
692 特殊三维热阻单元导热单刚的显式
参考文献
第7章 温度场分析程序
71 二维温度场分析程序TEMP2D
711 TEMP2D简介
712 TEMP2D的模型数据
72 TEMP2D的计算模块入口程序
73 向后差分法数值计算模块总控子程序
731 向后差分算法
732 向后差分算法的总控子程序
74 计算导热总刚子程序
75 计算蓄热总刚子程序
76 形成总体温度荷载向量子程序
77 三节点三角形热单元模块
771 三节点三角形热单元主控子程序
772 三节点三角形热单元计算导热单刚子程序
773 三节点三角形热单元计算蓄热单刚子程序
774 三节点三角形热单元计算荷载向量子程序
78 四节点四边形热单元模块
781 四节点四边形热单元计算导热单刚子程序
782 四节点四边形热单元计算蓄热单刚子程序
79 四节点矩形热阻单元模块
710 三维温度场分析程序TEMP3D
7101 计算八节点六面体热单元导热单刚子程序
7102 计算八节点六面体热单元蓄热单刚子程序
7103 计算八节点六面体热单元温度荷载向量子程序
711 算例
7111 算例1
7112 算例2
7113 算例3
参考文献
第8章 前处理技术
81 二维网格自动剖分的映射方法
82 二维网格自动剖分子程序
83 确定绘图区坐标系统
831 确定整体坐标系的方法
832 建立整体坐标系的子程序
84 二维网格的显示、填充、放缩及移动
841 二维有限元网格的显示
842 二维有限元网格的填充
843 二维有限元网格的放缩及移动
85 交互编辑材料号和边界号
851 编辑单元材料号
852 编辑温度场问题的边界号
853 编辑力学问题的边界号
854 绘制矩形选择框子程序
86 交互编辑荷载
861 编辑节点荷载
862 编辑单元荷载
87 三维网格的坐标变换
88 三维网格的消隐计算
881 一些基本概念
882 自遮挡隐藏面的确定
883 最终可见线段的确定
89 深度优先级排序表的确定
参考文献
第9章 后处理技术
91 画云图方法概述
92 颜色与场量的关系
921 颜色模型
922 颜色与场量的函数关系
93 扫描母元法原理
931 扫描母元法理论基础
932 牛顿拉夫逊法求自然坐标的过程
933 画单元云图的过程
94 画数据场云图的主要源程序
95 用扫描母元法画三角形单元云图
951 画三角形单元云图的原理
952 画三角形单元云图的过程
96 三维数据场可见表面上云图
97 六面体单元任意剖面上云图
971 六面体等参单元插值公式
972 坐标变换及单元包围盒
973 相关单元的判断及点到平面的距离
974 确定像素的自然坐标r,s,t的方法
975 画单元任意剖面上云图的步骤
976 应用实例
参考文献
第10章 有限元理论与软件发展展望
参考文献
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