結構分析有限元法的基本原理及工程應用

上篇　結構分析有限元法的基本原理
1　緒論
1.1　結構分析的目的和任務
1.2　結構分析的主要方法
1.3　結構分析的有限單元法概述
2　結構靜力學的有限元分析
2.1　結構靜力學有限元分析過程概述
2.2　結構的離散化
2.3　結構的單元分析
2.3.1　單元位移模式的選擇
2.3.2　建立單元應變與結點位移的關系
2.3.3　建立單元應力與結點位移的關系
2.3.4　單元剛度矩陣
2.4　等效結點力的計算
2.5　熱載荷的計算
2.6　結構總剛度方程的建立
2.7　結構邊界約束條件的處理
2.7.1　置零法
2.7.2　乘大數(shù)法
2.8　位移的求解和應力的計算
3　平面問題單元
3.1　四結點四邊形等參數(shù)單元
3.1.1　單元位移模式
3.1.2　坐標變換
3.1.3　單元剛度矩陣
3.1.4　等效結點力計算
3.1.5　熱載荷計算
3.1.6　單元的完備性和協(xié)調性
3.2　八結點四邊形等參數(shù)單元
4　軸對稱問題單元
4.1　軸對稱問題
4.2　三角形截面環(huán)單元
4.2.1　單元位移模式
4.2.2　單元剛度矩陣
4.2.3　單元等效結點力的計算
4.2.4　熱載荷
5　空間問題單元
5.1　四面體常應變單元
5.1.1　位移模式
5.1.2　單元剛度矩陣和等效結點力
5.2　八結點六面體等參數(shù)單元
5.2.1　單元位移模式
5.2.2　坐標變換
5.2.3　單元剛度矩陣
5.2.4　等效結點力計算
5.3　二十結點六面體等參數(shù)單元1
6　桿系結構單元
6.1　桿單元
6.1.1　局部坐標下的單元剛度矩陣
6.1.2　整體坐標下的單元剛度矩陣
6.2　梁單元
6.2.1　二維梁單元
6.2.2　三維梁單元
6.2.3　等效結點力的計算
7　板殼單元
7.1　三角形平板單元
7.1.1　三角形平板單元的位移模式
7.1.2　三角形平板單元的剛度矩陣
7.2　四邊形平板單元
1.2.1　三個子三角形單元組成的三角形子單元
7.2.2　協(xié)調的三角形子單元
7.2.3　四邊形平板單元
7.3　平面殼體單元
7.3.1　建立局部坐標
7.3.2　建立局部坐標系中的單元剛度矩陣
7.3.3　坐標變換
8　結構動力學的有限元分析
8.1　結構動力學方程
8.2　結構的振動模態(tài)分析
8.3　廣義雅可比法
8.4　子空間迭代法
8.5　結構的動力響應分析
8.5.1　阻尼矩陣
8.5.2　動力響應分析的振型疊加法
8.5.3　動力響應分析的逐步積分法
9　結構彈性穩(wěn)定性的有限元分析
9.1　桿的穩(wěn)定性問題
9.2　板的穩(wěn)定性問題
10　幾何非線性問題的有限元分析
10.1　牛頓.拉弗遜法及其衍生方法
10.2　切線剛度矩陣
11　結構與其他物理場的耦合分析
11.1　熱-結構分析
11.1.1　一維熱傳導的有限元分析
11.1.2　二維熱傳導的有限元分析
11.1.3　三維熱傳導的有限元分析
11.1.4　熱-結構的耦合分析
11.2　流體-結構分析
11.2.1　理想流體的有限元分析
11.2.2　流體-結構的耦合分析
下篇　結構分析有限元法軟件及其應用
12　結構分析有限元方法的工程應用
12.1　概述
12.2　有限元軟件發(fā)展歷史
12.2.1　國外有限元軟件
12.2.2　國內有限元軟件的發(fā)展情況和前景
12.2.3　有限元軟件的發(fā)展趨勢
12.3　主要有限元分析軟件介紹
12.4　典型的有限元分析流程
12.4.1　有限元分析的基本步驟
12.4.2　有限元軟件應用的典型流程
12.5　有限元軟件的使用要求
13　ANSYS軟件應用基礎
13.1　概述
13.1.1　ANSYS發(fā)展歷史
13.1.2 ANSYS軟件的主要功能
13.1.3　ANSYS軟件的主要特點
13.2　ANSYS中的有關術語
13.2.1　直接法和間接法
13.2.2　坐標系統(tǒng)及工作平面
13.2.3　節(jié)點
13.2.4　單元
13.2.5　負載
13.3　ANSYS軟件基本使用方法
13.3.1　工作模式
13.3.2　ANSYS架構
13.3.3　基本界面
13.3.4　ANSYS文件及工作文件名
13.3.5　鼠標和鍵盤
13.4　分析實例
13.4.1　ANSYS分析過程的主要步驟
13.4.2　靜力學分析實例
13.4.3　動力學分析實例
14　MSC.Nastran軟件應用基礎
14.1　Nastran程序的歷史
14.2　MSC公司主要產(chǎn)品
14.2.1　MSC.Patran簡介
14.2.2　MSC.Nastran簡介
14.2.3　MSC.Fatigue簡介
14.3　Patran和Nastran建模和分析過程
14.3.1　一般使用流程
14.3.2　Patran和Nastran相關的主要文件
14.4　分析實例
14.4.1　分析模型
14.4.2　模型創(chuàng)建過程
14.4.3　分析模型的求解及結果的后處理
14.4.4　計算結果分析
14.4.5　強度校核結論
15　Algor軟件應用基礎
15.1　Algor軟件簡介
15.2　Algor軟件的特點
15.2.1　界面直觀友好，易學易用
15.2.2　硬件要求低
15.2.3　CAD／CAE協(xié)同的前處理器和分析平臺
15.2.4　強大的后處理功能
15.2.5　強大的結構分析以及多物理場分析功能
15.2.6　開放的二次開發(fā)平臺
15.3　Algor的主要分析模塊
15.4　CAD實體建模方法
15.4.1　Alibre Design直接建模
15.4.2　Algor的InCAD接口技術
15.4.3　網(wǎng)格劃分
15.4.4　Algor網(wǎng)格劃分的一般步驟
15.4.5　網(wǎng)格細化與增強
15.5　直接網(wǎng)格構建
15.5.1　有關術語
15.5.2　創(chuàng)建方法
15.6　分析實例
15.6.1　基本流程
15.6.2　實例
16　HyperMesh軟件應用基礎
16.1　產(chǎn)品概述
16.1.1　HyperView
16.1.2　HyperGraph
16.1.3　MotionView
16.1.4　MotionSolve
16.1.5　OptiStruct
16.1.6　HyperForm
16.1.7　HyperStudy
16.1.8　HyperWeb
16.1.9　ProcessManager
16.1.10　Radioss
16.2　HyperMesh簡介
16.3　HyperMesh主要功能
16.4　HyperMesh軟件的應用
16.4.1　HyperMesh軟件的基本工作流程
16.4.2　HyperMesh軟件的常用功能鍵對照
16.4.3　與HyperMesh相關的文件格式
16.5　運用HyperMesh軟件對拉桿進行有限元分析的實例
16.5.1　問題的描述
16.5.2　有限元分析單元
16.5.3　模型創(chuàng)建過程
16.5.4　分析計算
16.5.5　結果分析
參考文獻