内容推荐 本书讲述弹性力学与有限元法的基本理论和程序设计方法,分为两篇、18章。在靠前篇弹性力学中介绍了应力分析、应变分析、虎定律和空间问题的基本方程及柱体扭转,重点讲述了弹性力学平面问题的解题方法,即用逆解法和半逆解法解平面问题。同时,介绍了编著者近年来用应力法、应力和函数法、确定应力函数的一种简便方法以及利用计算机辅助求解弹性力学问题。在第二篇有限元法中同时介绍了杆系有限元和平面问题的有限元,在深入浅出地讲述有限元的基本理论的基础上,着重介绍有限元程序设计的方法。书中用FORTRAN90语言编写了平面刚架、空间桁架、平面应力三角形单元和八节点等单元的计算程序,供学生上机实习之用。并结合AutoCAD图形交换文件DXF,初步介绍了面向对象的编程技术,做到了有限元前后处理的可视化。 本书可以作为高等工科院校土木工程、水利工程专业学生弹性力学和有限单元法的教材,也可供其它专业的学生和从事结构工程的技术人员在学习和工作中参考。 目录 第一篇弹性力学 第1章绪论及预备知识 1.1弹性力学的任务和研究对象 1.2弹性力学的研究方法 1.3弹性力学的基本假设 1.4弹性力学的发展史 1.5张量简介 1.5.1指标符号与求和约定 1.5.2克罗内克符号δij与符号eijk 1.5.3矢量的坐标变换 1.5.4正交关系 1.5.5直角坐标张量 1.5.6Green格林理论 第2章应力分析 2.1基本概念 2.2一点的应力状态 2.3应力分量的坐标变换式 2.4主应力、应力状态的不变量 2.5应力状态的图解法 2.6八面体和八面体应力 2.7平衡微分方程 习题 第3章应变分析 3.1变形与应变的概念 3.2一点的应变状态 3.3主应变与主应变方向 3.4应变协调方程 习题 第4章广义虎克定律 4.1广义虎克定律 4.2应变能函数——格林公式 4.3各向同性体的虎克定律 4.4弹性常数之间的关系及广义虎克定律的各种表达式 4.5弹性应变能函数的表达式 习题 第5章弹性力学问题的解法 5.1弹性力学的基本方程 5.2弹性力学的问题的解法 5.3用位移法求解弹性力学问题 5.3.1用位移分量表示的平衡方程 5.3.2用位移分量表示的应力边界条件 5.4用应力法求解弹性力学问题 5.5解的唯一性定理与圣维南原理 5.5.1解的唯一性定理 5.5.2圣维南原理(力的局部作用性原理) 习题 第6章柱体的扭转 6.1等截面柱体扭转的基本方程 6.1.1扭转的位移分量 6.1.2扭转的基本方程 6.1.3边界条件 6.2用应力函数解等截面直杆的扭转问题 6.2.1椭圆截面柱体的扭转 6.2.2正三角形截面柱体的扭转 6.2.3矩形截面柱体的扭转 6.3薄膜比拟法 6.3.1薄膜比拟法 6.3.2狭长矩形截面杆的扭转(b>>a) 习题 第7章直角坐标解平面问题 7.1平面应力和平面应变 7.1.1平面应力 7.1.2平面应变 7.2平面问题的基本方程 7.2.1平面应力问题 7.2.2平面应变问题 7.3用应力法解平面问题 7.4应力函数 7.5用多项式应力函数解平面问题 7.6楔形体受重力和液体压力 7.7多跨连续深梁用和函数法的级数解答 7.8利用计算机辅助求解弹性力学问题的一种新方法 7.8.1概述 7.8.2用多项式并借助计算机求解弹性力学平面问题 7.8.3结论 习题 第8章极坐标解平面问题 8.1用极坐标表示的基本方程 8.1.1平衡微分方程 8.1.2几何方程与物理方程 8.1.3应力函数和变形协调方程 8.2轴对称的平面问题 8.3厚壁筒受均匀压力 8.4圆孔孔边的应力集中 8.5楔形体在顶端承受集中荷载 8.6半无限平面边界上受法向集中力 8.7关于弹性力学问题解法的讨论 习题 第9章能量原理及变分法 9.1虚位移原理 9.2最小势能原理 9.3位移变分法 9.3.1Ritz法 9.3.2Galcrkin法 9.4位移变分法应用举例 习题 参考文献 第二篇有限元法 第10章有限元法的基本知识 10.1基本概念 10.1.1有限单元 10.1.2历史背景 10.1.3软件开发 10.2工程应用 10.2.1土木工程结构 10.2.2航空航天结构 10.2.3热传导 10.2.4其它领域 10.3有限元方法的一般描述 10.3.1求解步骤 10.3.2分析实例 10.3.3两套坐标系 10.4线弹性静力计算程序框图 10.5矩阵运算的几个子程序 10.5.1矩阵赋零值 10.5.2矩阵转置 10.5.3矩阵相乘 习题 第11章单元刚度矩阵 11.1K'e的积分公式 11.2杆单元 11.3梁单元 11.3.1二维梁单元 11.3.2三维梁单元 11.4平面应力单元 11.4.1三角形单元 11.4.2平面等参单元 11.4.3高斯积分 11.5单元刚度阵的特点 11.6单元刚度阵的计算程序 11.6.1杆单元刚度矩阵子程序 11.6.2二维梁单元刚度矩阵子程序 11.6.3平面三角形单元刚度子程序 11.6.4平面八节点等参元单元刚度矩阵子程序 习题 第12章坐标变换 12.1坐标变换的概念和应用 12.2变换矩阵R 12.2.1杆单元 12.2.2梁单元 12.3程序设计 12.3.1R子程序 12.3.2整体坐标系下单元刚度计算的程序语句 习题 第13章非节点荷载处理 13.1平面应力单元荷载 13.1.1线荷载等效 13.1.2体积力等效 13.2梁单元荷载 13.2.1一般等效处理方法 13.2.2固端反力计算 13.2.3坐标变换 13.3梁单元等效节点力程序语句 13.3.1变量说明 13.3.2程序语句 习题 第14章总刚度矩阵 14.1结构总刚度方程 14.2总刚度矩阵的性质与特点 14.3总刚度矩阵的形成 14.3.1二维结构刚度矩阵的形成 14.3.2一维变带宽储存 14.4约束处理方法 14.4.1划行划列法 14.4.2主对角元置1法 14.4.3主对角元置大数法 14.5总刚度矩阵程序设计 14.5.1IS数组子程序 14.5.2指示数组LD子程序 14.5.3刚性约束处理子程序 14.5.4总刚度矩阵的形成 习题 第15章线性代数方程组 15.1高斯消元法 15.1.1消元过程 15.1.2方程求解子程序 15.2矩阵分解法 15.21系数矩阵的分解 15.2.2右端常数项(荷载项)分解 15.2.3回代公式 15.3矩阵分解法子程序设计 习题 第16章内力和应力计算 16.1计算公式 16.1.1单元节点位移 16.1.2单元节点力 16.1.3单元应力 16.2程序设计 16.2.1变量说明 16.2.2程序段 第17章数据的输入输出 17.1数据文件和I/O格式 17.1.1数据文件 17.1.2I/O格式 17.2输入和输出数据 17.2.1输入数据 17.2.2输出数据 17.3程序段 17.3.1原始数据输入输出程序段 17.3.2结果输出语句 17.4有限元的前后处理程序 17.4.1有限元的前后处理程序 17.4.2AutoCAD标准图形交换文件DXF 17.4.3等应力线的绘制 第18章有限元法计算程序及算例 18.1平面刚架结构 18.1.1FORTRAN源程序 18.1.2算例 18.2平面八节点等参单元 18.2.1FORTRAN源程序 18.2.2算例 习题 参考文献 |