本书详细介绍了有限元分析的一般理论、方法以及ANSYS软件在有限元分析中的应用。全书详细介绍了一维和二维有限元公式的推导与实例分析，并简要阐述了三维有限元分析，讨论了桁架、轴力构件、梁、框架、热传递、流体流动和动态问题的有限元分析。有关ANSYS的内容是本书的重要组成部分，本书每章均首先介绍相关的基本概念和有限元公式的推导过程，然后通过手工求解一些简单的实例问题，进而再利用ANSYS进行求解。第8章介绍了ANSYS的基本功能和组织结构，并通过实例详细介绍了利用ANSYS进行有限元分析的基本方法和步骤。本书特别强调分析结果的验证，在若干章的最后均提出了针对不同问题的分析结果的验证方法。

作者简介

张荣华，华北电力大学计算机与科学学院，高级工程师，主要研究方向为计算机视觉、计算机图形学等，曾翻译过多部图形学著作。

第1章绪论
1．1 工程问题
1．2 数值方法
1．3 有限元方法及ANSYS发展简史
1．4 有限元分析的基本步骤
1．5 直接法
1．6 最小总势能法
1．7 加权余数法
1．8 结果验证
1．9 理解问题
小结
参考文献
习题

第2章矩阵运算
2．1 矩阵的基本定义
2．2 矩阵相加或相减
2．3 矩阵相乘
2．4 矩阵分块
2．5 转置矩阵
2．6 矩阵的行列式
2．7 线性方程组的求解
2．8 矩阵求逆
2．9 特征值和特征向量
2．10MATLAB在矩阵运算中的应用
2．11Excel在矩阵运算中的应用
小结
参考文献
习题

第3章桁架
3．1 桁架的定义
3．2 有限元公式
3．3 空间桁架
3．4 ANSYS软件概述
3．5 ANSYS应用
3．6 结果验证
小结
参考文献
习题

第4章轴向受力构件、梁和框架
4．1 轴向荷载作用下的构件
4．2 梁
4．3 梁的有限元分析
4．4 框架的有限元分析
4．5 三维梁单元
4．6 ANSYS应用
4．7 结果验证
小结
参考文献
习题

第5章一维单元
5．1 线性单元
5．2 二次单元
5．3 三次单元
5．4 全局坐标、局部坐标和自然坐标
5．5 等参单元
5．6 数值积分：高斯勒让德积分
5．7 ANSYS中一维单元举例
小结
参考文献
习题

第6章一维问题分析
6．1 热传递问题
6．2 流体力学问题
6．3 ANSYS应用
6．4 结果验证
小结
参考文献
习题

第7章二维单元
7．1 矩形单元
7．2 二次四边形单元
7．3 线性三角形单元
7．4 二次三角形单元
7．5 轴对称单元
7．6 等参单元
7．7 二维积分：高斯勒让德积分法
7．8 ANSYS中的二维单元
小结
参考文献
习题

第8章再论ANSYS
8．1 ANSYS程序
8．2 ANSYS数据库和文件
8．3 用ANSYS创建有限元模型：前处理
8．4 h方法与p方法
8．5 应用边界条件、荷载和求解
8．6 有限元模型的结果：后处理
8．7 ANSYS选项
8．8 图形功能
8．9 误差估计
8．10举例
小结
参考文献第9章二维热传递问题分析
9．1 一般热传导问题
9．2 矩形单元公式的推导
9．3 三角形单元公式的推导
9．4 三维轴对称问题的有限元公式
9．5 非稳态条件下的热传递
9．6 ANSYS中的热传导单元
9．7 ANSYS应用
9．8 结果验证
小结
参考文献
习题

第10章二维固体力学问题分析
10．1 构件扭转
10．2 平面应力问题
10．3 四边形等参单元
10．4 轴对称问题
10．5 基本失效理论
10．6 ANSYS应用
10．7 结果验证
小结
参考文献
习题

第11章动态问题分析
11．1 动态学简介
11．2 机械与结构系统的振动
11．3 拉格朗日方程
11．4 轴向受力杆件的有限元公式
11．5 梁与框架单元的有限元公式
11．6 ANSYS应用实例
小结
参考文献
习题

第12章流体力学问题分析
12．1 管流问题的数学建模
12．2 理想流体的流动
12．3 渗流
12．4 ANSYS应用
12．5 结果验证
小结
参考文献
习题

第13章三维单元
13．1 4节点四面体单元
13．2 基于4节点四面体单元的三维固体力学问题的有限元分析
13．3 8节点六面体单元
13．4 10节点四面体单元
13．5 20节点六面体单元
13．6 ANSYS中的三维单元
13．7 实体单元建模的一般方法
13．8 ANSYS在热力学分析中的应用
13．9 ANSYS在结构分析中的应用
小结
参考文献
习题

第14章工程设计与材料选择
14．1 工程设计的基本步骤
14．2 材料选择
14．3 材料的电学，力学和热力学的性质
14．4 常用固体工程材料
14．5 常用流体材料
小结
参考文献
习题

第15章优化设计
15．1 优化设计简介
15．2 ANSYS的参数化设计语言
15．3 举例： ANSYS批处理文件
小结
参考文献
习题

附录A 部分材料的力学性质
附录B 部分材料的热力学性质
附录C 常用截面几何性质计算公式
附录D 型钢规格表
附录E 英制单位和公制单位的换算表
附录F MATLAB简介