有限元分析与结构仿真

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商品详情

用纸

纯质纸

版次

出版时间

2026-08-19

页数

257

包装

平装

开本

16开

ISBN

9787111815617

出版社

机械工业出版社

品牌

机工出版

编辑推荐

一理论与实践紧密结合，在系统阐述理论知识的同时，配以详尽的软件操作实例，加强读者将理论知识转化为解决实际问题的能力；二内容全面且重点突出，系统覆盖有限元分析的基本理论、数值计算方法以及多种常见的结构仿真类型；三注重实用性和可操作性，软件操作步骤清晰规范、选取案例典型实用，便于读者模仿学习和应用于实际工程问题。

内容简介

本书是一本兼顾理论与实践的专业教材，可满足工科学生、科研人员及工程技术人员系统学习有限元分析与结构仿真的需求。本书在内容编排上由浅入深、循序渐进，涵盖数值计算方法、弹性力学、有限元理论、软件操作等核心内容，以及多种结构仿真类型和大量工程实例分析。本书内容全面，重点突出，注重实用与可操作性；配套的软件实操内容步骤清晰、案例典型。

本书可作为高等院校机械、土木、航空航天、汽车等相关专业的教材，也可供相关领域工程技术人员参考。

作者简介

王永健，男，南京航空航天大学博士，加拿大阿尔伯塔大学博士后，现为南京农业大学工学院材料工程系副主任，副教授。近5年来，以第一作者或通信作者，先后在国内外权威期刊发表研究论文7篇，授权发明专利3项，实用新型专利4项。先后主持国家自然科学基金青年科学基金1项，江苏省现代农机装备与技术示范推广项目1项，江苏省科技副总计划1项，泰州市“高层次创新创业人才引进计划（创新类）1项等科研项目。

前言

第1章绪论

11复杂工程问题的数学建模需求

12有限元法在工程中的核心地位

13学习有限元法的目的与意义

14本书内容结构与学习建议

第2章数值计算方法概论

21引言

22插值与拟合

221插值

222拟合

23数值微分与数值积分

231数值微分

232数值积分

24线性方程组的求解

241直接求解法

242迭代求解法

25非线性问题求解

251二分法

252迭代法

第3章弹性力学基础

31基础知识

311基本假设

312基本概念

313基本方程

32平面问题

321平面应力问题

322平面应变问题

323基本方程

33求解方法概述

331解析法

332数值法

第4章有限元法基础

41基本概念

411有限元简介

412有限元基本概念

413有限元基本步骤

414物理量的矩阵表示

415虚位移原理

42离散与位移模式

421离散

422位移模式

43单元分析与等效节点载荷

431单元分析

432等效节点载荷

44整体分析与解法

441整体分析

442有限元方程及解法

45应力结果分析

46计算实例

第5章软件操作基础

51软件简介

511有限元软件

512ANSYS简介

513ANSYS基础

52单元类型与选择

521单元库概述

522单元类型定义与设置

523单元类型选择原则

53材料属性定义

531材料属性的分类与参数

532材料模型的建立与编辑

533多材料属性的设置方法

54实体建模

541坐标系与工作平面

542实体建模步骤

543模型的修改与检查

55网格划分技术

551网格划分原则

552网格密度控制

553网格形状控制

56载荷施加

561载荷的类型与特点

562载荷施加的方法与技巧

563载荷的删除

57约束设置

571约束的类型与作用

572约束施加的位置与方式

573复杂约束条件

58求解与结果查看

581求解

582结果查看

第6章静力学分析工程实例

61静力学分析概述

62梁问题

621梁单元

622梁截面

623工程实例

63平面问题

631单元简介

632平面应力工程实例

633平面应变工程实例

634轴对称工程实例

64三维问题

第7章动力学分析工程实例

71动力学分析概述

711基本概念

712动力学分析的研究对象

713振动的激励与传递

714振动的影响

715动力学分析的主要类型

72模态分析工程

721基本理论

722工程实例

73谐响应分析

731基本理论

732工程实例

74谱分析

741基本理论

742工程实例

第8章复杂问题分析工程实例

81桁架结构工程实例

811基本理论

812工程实例

82瞬态动力学工程实例

821基本理论

822工程实例

83热力耦合工程实例

831基本理论

832工程实例

84接触分析工程实例

841基本理论

842工程实例

第9章ABAQUS软件操作基础

91软件简介

911ABAQUS简介

912ABAQUS界面

913ABAQUS设置

92Part模块

921直接创建

922草图绘制

923第三方导入

93Property模块

931材料属性创建

932截面属性创建与分配

933方向设置

934多材料设置方法

94Assembly模块

941部件导入

942部件组装

95Step模块

951分析步设置

952场输出设置

953历史输出设置

96Interaction模块

961接触属性设置

962接触面设置

963约束设置

97Load模块

971力边界

972位移边界

98Mesh模块

981布点设置

982单元设置

99Optimization模块

910Job模块

911Visualization模块

参考文献

前言/序言

前言

在工程技术飞速发展的今天，复杂工程问题的分析与解决对高效、精准的数值计算方法提出了前所未有的高要求。有限元分析（FEA）或称为有限元法（FEM）作为一种强大的数值模拟技术，凭借其对复杂结构和多物理场问题的出色处理能力，已成为机械、土木、航空航天、汽车等众多工程领域的核心工具。

为满足广大工科学生、科研人员以及工程技术人员系统学习有限元分析与结构仿真知识的需求，我们精心编写了这本《有限元分析与结构仿真》。当前市面上相关的教材和资料虽多，但能将理论基础、数值方法与软件实操有机结合，且内容体系完整、层次清晰者仍较为缺乏。鉴于此，我们组织了具有丰富教学与工程实践经验的团队，结合多年教学心得与典型工程案例，力求为读者搭建一座从理论学习通向实际应用的桥梁，帮助他们快速掌握有限元分析的核心思想与实践技能。参加编写工作的有南京农业大学王永健、姚昊萍，南京航空航天大学花健，南京工业大学宋坤、王爽，河海大学杨海兵、李民，铜陵学院邢时超，扬州大学余传斌等。

本教材在内容编排上遵循由浅入深、循序渐进的原则，兼顾理论的严谨性与实践的可行性。全书共9章，构建了完整的知识体系，主要特点如下：一是理论与实践紧密结合，在系统阐述理论知识的同时，配以详尽的软件操作实例，加强读者将理论知识转化为解决实际问题的能力；二是内容全面且重点突出，系统覆盖有限元分析的基本理论、数值计算方法以及多种常见的结构仿真类型；三是注重实用性和可操作性，软件操作步骤清晰规范、选取案例典型实用，便于读者模仿学习和应用于实际工程问题。

本教材可用于高等院校工科相关专业的本科生和研究生教学，建议学时为32学时，也可作为从事有限元分析与结构仿真工作的工程技术人员和科研人员的参考书。

在编写过程中，我们广泛参考了国内外优秀教材、学术论文及技术资料，在此谨向所有相关文献的作者致以诚挚的感谢。

限于编者水平，书中难免存在疏漏和不足之处，恳请广大读者和同行专家批评指正。

编著者