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有限元基本理論及應用(簡體書)
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商品簡介
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目次
書摘/試閱

商品簡介

本書共分為9章,主要介紹彈性力學的基本理論、杆梁結構的有限元分析、平面與三維結構的有限元分析、接觸問題的有限元分析、溫度場的有限元分析等。

名人/編輯推薦

《全國普通高等學校機械類"十二五"規劃系列教材:有限元基本理論及應用》可作為理工科相關專業的本科生、研究生學習有限元基本理論及使用ANSYS軟件的教材,也可作為工程技術人員從事工程應用、科學研究的主要參考書。

“十二五”時期是全面建設小康社會的關鍵時期,是深化改革開放、加快轉變經濟發展方式的攻堅時期,也是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)》的關鍵五年。教育改革與發展面臨著前所未有的機遇和挑戰。以加快轉變經濟發展方式為主線,推進經濟結構戰略性調整、建立現代產業體系,推進資源節約型、環境友好型社會建設,迫切需要進一步提高勞動者素質,調整人才培養結構,增加應用型、技能型、復合型人才的供給。同時,當今世界處在大發展、大調整、大變革時期,為了迎接日益加劇的全球人才、科技和教育競爭,迫切需要全面提高教育質量,加快拔尖創新人才的培養,提高高等學校的自主創新能力,推動“中國制造”向“中國創造”轉變。

目次

第1章概述
1.1有限元法概況
1.2有限元法的應用
1.3 ANSYS軟件操作簡介
第2章彈性力學理論基礎
2.1基本假設和基本概念
2.2彈性力學的基本方程
2.3軸對稱問題的基本方程
2.4有限元法的理論基礎
第3章桿梁結構的有限元分析
3.1桿梁結構的直接解法
3.2桿件系統的有限元分析
3.3梁的有限元分析
第4章平面結構的有限元分析
4.1三角形常應變單元
4.2等參數單元與數值積分
4.3平面問題的較精密單元
4.4典型實例分析及詳解
第5章三維結構的有限元分析
5.1軸對稱問題的有限元法
5.2空間問題的有限元法
5.3有限元分析中幾個問題的討論
第6章接觸問題的有限元分析
6.1接觸邊界的有限元算法
6.2 ANSYS軟件中的接觸算法
6.3接觸對的生成與參數設置
6.4 Herz接觸理論
6.5典型實例分析
第7章溫度場的有限元分析
7.1穩態溫度場分析
7.2瞬態溫度場分析
7.3熱應力的有限元分析
第8章機械動力學的有限元分析
8.1動力學方程
8.2結構動力響應的有限元分析
8.3 ANSYS軟件的動力學分析
8.4典型算例及詳解
第9章 電磁場問題的有限元分析
9.1電磁場基本理論
9.2二維靜態磁場分析
9.3二維諧性磁場分析
9.4 電場分析
參考文獻

書摘/試閱



8.3.2 諧響應分析
諧響應分析是用于確定線性結構在承受隨時間按正弦(簡諧)規律變化的載荷時的穩態響應分析,其目的是計算出結構在某種頻率下的響應并得到一些響應值(一般是位移)對頻率的曲線。從這些曲線上可以找到“峰值”響應,并進一步發生在激勵開始時的瞬態振動。應用諧響應分析使設計人員能預測結構的持續動力特性,并能夠驗證其設計能否成功地克服共振、疲勞及其他受迫振動引起的有害效果。諧響應分析是一種線性分析,任何非線性特性都將被忽略,同時在分析過程中必須要指定材料的彈性模量和密度。
1.分析方法
諧響應分析的方法有:完全法(full)、縮減法(reduced)和模態疊加法(mode superposition)。
1)完全法
完全法是諧響應分析的三種方法中最容易的一種方法,它采用完整的系統矩陣來計算諧響應分析,矩陣可以對稱或非對稱,完全法具有下列優勢。
(1)最容易使用,不需要擔心改變了振型的主自由度。
(2)使用完整矩陣,不涉及質量矩陣的近似。
(3)允許非對稱矩陣,這種矩陣常出現在聲學和軸承問題中。
(4)在單一處理過程中,計算所有的位移和應力。
(5)它能施加所有的載荷類型,如節點力、施加位移(也可以是非零值)和單元載荷。
(6)允許使用實體模型載荷。
該方法的特點是:在使用稀疏矩陣求解器,其計算成本要高于其他方法,但當使用JCG或ICCG求解器時,對某些三維工況的效率也很高。
2)縮減法
縮減法通過使用主自由度和縮減矩陣方式來壓縮問題的規模,當計算出主自由度的位移后,求解結果能夠擴展到原來所有的自由度上,其優點表現在以下幾個方面。
(1)當在使用稀疏求解器時,比完全法的計算要快且成本低。
(2)能包含預應力效應。
其缺點體現在以下幾個方面。
(1)初始解僅計算出主自由度上的位移,然后通過擴展處理才能得到一個完整的位移、應力和力的結果,當然擴展處理也許是某些應用的選項。
(2)不能夠施加單元載荷,如壓力、溫度等。
(3)所有的載荷都必須施加到用戶指定的主自由度上,從而也就限制了在實體模型上施加載荷。
3)模態疊加法
模態疊加法通過對模態分析所得振型乘以因子再疊加的方式來計算結構的響應,其優點表現在以下幾個方面。

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