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有限元分析ANSYS理论与应用原书第3版 [(美)莫维尼 著] 2013年版

                                                            内容简介
 
        本书详细讲述了 ANSYS程序在有限元分析中的应用。书中首先给出有限元分析的一般理论,然后通过具体的例子详细说明了有限元分析的基本过程与各种计算环节,最后针对具体的问题说明了如何使用 ANSYS求解。 ANSYS是本书不可分割的一部分。本书主要讨论了一维问题、二维问题和三维问题的有限元公式的推导及其应用,单元类型包括杆单元、梁单元、平面单元和三维实体单元。本书详细讨论了桁架、梁、框架、热传导及流体问题和三维实体的有限元分析,有关固体力学(包括结构力学)、热传导学和流体力学的基本概念贯穿于全书各章节之中,每一章开头都会讨论相关问题的基础理论,接着给出一些可以手工计算的简单问题,之后再举例说明使用 ANSYS如何求解。第8章集中介绍了 ANSYS的使用方法和利用 ANSYS进行有限元分析的基本过程。本书大部分章节的最后都附有一些习题供读者练习。
        本书面向高等院校工程专业的本科生和有限元分析的初学者。对于未接触过有限元建模的工程师来说,本书亦可作为深入理解有限元基本概念的人门教材。

                                                         序 言

   第三版的主要变化
 
        本书由15章组成,在前一版的基础上根据读者和教师的建议对某些内容进行了修改,并增加了新的内容,其中主要包括:
        新增了一节用Fel进行矩阵运算的内容
        新增了一个有关 MATLAB操作的综合附录
        有关有限元理论及其公式推导的内容更为详尽
        重新组织了第15章,加人了批处理文件的范例
        其他问题

本书组织结构
 
        目前,在有限元理论方面已经有不少针对高年级学生的优秀教材。然而,这些书在向低年级学生和初学者介绍有限元建模过程中都没有将 ANSYS作为一个完整的部分包括进去。近年来,有限元分析方法作为一种设计工具获得了迅猛发展。各种综合性软件,如 ANSYS一种通用有限元计算程序,已经成为设计工程师们必不可少的工具。遗憾的是,在使用这些工具的工程师中,有许多仍然缺乏必要的训练或者对一些基本概念仍缺乏足够的了解。本书作为入门教材,旨在帮助工程专业的学生和未接触过有限元建模的工程师深入理解有限元的基本概念全书详细讲解了有限元分析的基本理论,同时也讲到了具体的有限元建模过程。本书在编写过程中尽量避开枯燥的理论,避免学生在理论面前望而却步,另外一方面又保留了足够的理论知识来帮助他们灵活有效地使用 ANSYS。 ANSYS是本书不可分割的一部分。每一章首先讨论了相关的基础理论,接着给出一些可以手工计算的简单例题,之后再介绍如何用 ANSYS求解。本书的练习也是用这种方式给出的。有一些习題可能要求手工计算,但对一些复杂的习题可能要求用 ANSYS计算,这有利于学生熟悉有限元分析的必要步骤,加深他们对概念的理解。在第3章、第4章、第6章和第9章至第14章的后面还给出了一些设计问题
        本书还讨论了可能导致错误结果的误差来源。一位优秀的工程师必须能够找到某种方法来检验结果是否正确。尽管模型实验可能是最好的方法,但是这种方法往往过于耗费时间和金钱。因此,只要有可能,本书尽量用其他一般的方法来验证其有限元分析的结果。正因为如此,在每一相关章节的结尾都会给出用于验证 ANSYS结果的可能方法。
        本书的另一个特点是在最后两章介绍了工程设计、材料选择、优化和 ANSYS参数化编程的内容。
        全书共分15章。第1章介绍了有限元分析的基本思想,其中包括直接法、最小总势能法和加权余数法等常用有限元公式的推导方法;第2章讲述了有关矩阵运算的一般规则;第3章分析了桁架,桁架是许多结构问题中最经济的解决方案,此外,还简单介绍了 ANSYS程序的使用方法,使读者能立竿见影地使用 ANSYS;第4章介绍了二力杆、梁和框架的有限元公式;第5章引入了一维线性、二次和三次单元,为一维问题的分析奠定了基础,另外,在第5章中还详细介绍了整体坐标、局部坐标和自然坐标的概念,同时也讨论了等参单元的有限元公式和高斯一勒让德数值积分;第6章讨论了一维热传递和流体问题的迦辽金公式;二维线性及高阶单元和二维高斯一勒让德积分在第7章讲述;第8章主要讲述 ANSYS的高级功能及其组织结构,同时还详细介绍了用 ANSYS建模和分析的基本步骤;第9章中介绍了二维热传递问题的分析,其中有一节专门讨论了非稳定热传导问题;第10章分析了非圆形截面杆轴的扭转及平面应力问题;第11章讨论了动态问题的分析,简要介绍了机械与结构系统的振动分析;第12章讨论了理想二维流体力学问题的分析,其中包括管网和地下渗流问题的有限元分析;第13章讨论了三维单元及其有限元公式,同时还介绍了由上向下和由下向上的实体有限元建模方法;最后两章主要介绍设计与优化的基本思想,其中工程设计与材料选择在第14章介绍,设计优化与 ANSYS参数化编程在第15章介绍。每一章开头都提出了本章的学习日的,而结尾则总结了读完本章后应掌握的知识。
        本书在使用 ANSYS求解的例子中皆详细介绍了使用 ANSYS建模及分析的过程。如有必要,教师可先讲述第8章。
        有关固体力学、热传递学和流体力学的基本概念一直贯穿于本书各章节之中。此外,要提醒学生的是,不要过早地对那些存在简单解析解的问题建立有限元模型。在附录A和附录B中列出了常用工程材料的力学和热物理学性质,附录C给出了一些常用截面的几何性质,附录D给出了某些型钢截面的几何特性,附录F详细介绍了有关 MATLAB的操作。
        最后,作者还计划为本书的学习维护一个网站(hlp:/w. prenhall. com/Moaveni)。此举出于以下几个目的:(1)共享 ANSYS新版本的变化;(2)共享下一版教材的修订信息;(3)提供额外的习题和设计问题;(4)在网站上公布本书的勘误。该网站对所有学生和教师开放

有限元分析ANSYS理论与应用原书第3版 [(美)莫维尼 著] 2013年版
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