有限元法在这个计算机技术的飞速发展的时代，已经成为工程力学问题数值分析的有效方法之一，它具有强大的分析能力，它所解决的问题种类之广泛，几乎囊括了结构分析的各个方面。

本书只对结构分析中经常遇到的几类典型问题的有限元解法进行了阐述。书中论述了“油钻采管柱接触非线性分析的间隙元法”和“石油化工设备有限元分析”，给出了典型工程实例的分析过程和计算结果，相信会使读者学有所用。

本书为21世纪高等学校规划教材。

本书以简明、浅显的方式系统地阐述了结构分析中的有限元法基本理论及其应用，内容丰富、概念清晰，注重理论联系实际，附有大量工程实例。主要内容包括：杆系结构、弹性力学平面和轴对称问题、空间问题、板壳、弹性稳定、结构动力学、材料非线性、几何非线性、接触非线性和石油钻采管柱非线性有限元分析。

本书可作为工科院校相关专业本科高年级学生和研究生的教材，也可供机械、石油工程等工程专业的技术人员参考。

前言

1 有限元法的基本概念

 1.1 概述

 1.2 有限元的发展及常用软件介绍

 1.3 有限元分析的基本步骤

2 杆系结构有限元法

 2.1 平面桁架有限元法

 2.2 平面刚架有限元法

 2.3 空间刚架有限元法

 2.4 化工热力管系结构有限元分析

 2.5 石油井架有限元分析

3 弹性力学平面问题有限元法

 3.1 三节点三角形单元

 3.2 四节点矩形单元

 3.3 高次三角形单元和矩形单元

 3.4 平面等参数单元

 3.5 计算例题

4 弹性力学轴对称问题有限元法

 4.1 三节点三角形环状单元

 4.2 四边形环状等参数单元

 4.3 计算实例

5 弹性力学空间问题有限元法

 5.1 常应变四面体单元

 5.2 二次四面体单元

 5.3 六面体单元

 5.4 空间等参数单元

 5.5 射孔套管承载能力有限元分析

 5.6 井口装置承压本体有限元分析

6 板壳问题的有限元法

 6.1 薄板弯曲问题的基本公式

 6.2 矩形薄板单元

 6.3 三角形薄板单元

 6.4 平面壳体单元

 6.5 输油管线三通应力的有限元分析

 6.6 1万rn3拱顶油罐顶板应力分析

7 弹性稳定问题的有限元分析

 7.1 梁单元的几何刚度矩阵

 7.2 板单元的几何刚度矩阵

 7.3 整体分析

 7.4 杆件结构算例

 7.5 弹性薄板算例

8 结构动力学问题的有限元法

 8.1 动力学方程

 8.2 单元质量矩阵

 8.3 阻尼矩阵

 8.4 特征值问题及其解法

 8.5 结构动力学方程的求解

 8.6 钢丝绳抽油杆瞬态动力学分析

9 材料非线性有限元法

 9.1 非线性有限元问题的求解方法

 9.2 非线性弹性力学问题

 9.3 弹塑性应力一应变关系

 9.4 弹塑性问题的求解方法

 9.5 杆系结构的塑性分析

10 几何非线性问题有限元法

 10.1 非线性问题的简述

 10.2 几何非线性问题的一般性讨论

 10.3 大挠度板单元的切线刚度矩阵

 10.4 非线性三维单元的切线刚度矩阵

 10.5 大位移三维实体单元

 10.6 双重非线性一弹塑性大位移问题

11 接触非线性有限元分析

 11.1 概述

 11.2 接触问题有限单元法的基本概念

 11.3 接触问题求解的一般过程

 11.4 接触问题的罚函数法

 11.5 接触问题的间隙单元法

 11.6 管道螺纹连接处接触应力分析

 11.7 双层套箍式加氢反应器壳体接触应力分析

 11.8 卡箍型快开盲板结构应力分析

 11.9 电泵机组花键轴花键处应力分析

 11.10 急冷锅炉壳程简体法兰和管箱法兰间接触应力分析

12 石油钻采管柱非线性有限元分析

 12.1 概述

 12.2 钻采管柱接触非线性静力学分析的间隙元理论

 12.3 钻采管柱纵横弯曲问题有限元分析理论

 12.4 钻柱振动模态分析的有限单元法

 12.5 钻柱非线性瞬态动力学的有限单元法

 12.6 钻采管柱力学工程应用

参考文献