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內容簡介： 本书以作者开发的杆件结构内力分析程序、连续体结构应力分析程序、构件内温度场分析程序为例，详细介绍有限元软件设计与开发涉及的理论基础和编程技术，主要包括力学及传热学基本原理、有限单元法基本理论、计算机图形学基本原理、有限元计算程序设计与开发、前后处理程序设计与开发等内容，目的是使读者了解有限元软件设计及开发的有关概念、理论、原理、方法、技巧，提高软件开发的能力，为开发和应用有限元软件奠定基础。本书的特点是内容相对完整，涵盖了有限元软件前处理、数值计算、后处理的全部内容，并给出了用Visual Basic 60编写的程序源代码。 本书可供土木工程、水利工程、机械工程等相关领域的科技人员及高等院校的高年级本科生、研究生、教师参考。 目錄： 第1章 绪论 11 有限单元法的产生及发展 111 概述 112 有限单元法的前期积累 113 有限单元法的思想火花 114 有限单元法的正式诞生 115 有限单元法的蓬勃发展 12 通用有限元软件的产生及发展 121 IBM 704计算机的推出 122 高级语言的问世 123 通用有限元软件的诞生 124 有限元软件产业的繁荣 13 中国的有限单元法及有限元软件 131 早期的艰难探索 132 改革开放后的进展 14 有限元软件开发的重要论著 参考文献 第2章 杆件结构有限单元法理论 21 基本概念及基本符号 211 有限单元法中的一些基本概念 212 单元杆端内力和杆端位移的表示方法 213 坐标变换矩阵 22 单元分析 221 单元分析之Ⅰ——局部坐标系中的单元刚度矩阵 222 单元分析之Ⅱ——整体坐标系中的单元刚度矩阵 223 单元分析之Ⅲ——单元荷载的等效节点荷载向量 23 整体分析 231 整体分析之Ⅰ——结构的整体刚度矩阵 232 整体分析之Ⅱ——结构的综合节点荷载向量 233 整体分析之Ⅲ——结构刚度方程的求解 24 单元再分析 241 单元再分析之Ⅰ——单元的最终杆端内力 242 单元再分析之Ⅱ——单元的内力变化方程 243 单元再分析之Ⅲ——单元的变形曲线方程 25 三维杆单元 251 三维杆单元的杆端内力向量和杆端位移向量 252 三维杆单元的坐标变换矩阵 253 三维杆单元局部坐标系中的单刚 254 三维杆单元整体坐标系中的单刚 26 三维梁单元 261 三维梁单元的杆端内力向量和杆端位移向量 262 三维梁单元的坐标变换矩阵 263 三维梁单元的第三个节点 264 三维梁单元局部坐标系中的单刚 265 三维梁单元整体坐标系中的单刚 27 杆件结构有限单元法计算步骤总结 参考文献 第3章 杆件结构内力分析程序 31 FRAME2D简介 311 程序总体结构及界面 312 有限元模型数据 32 FRAME2D的计算模块入口程序 33 读入有限元模型数据子程序 331 存储模型数据的重要全程变量和数组 332 读入有限元模型数据文件的子程序 34 计算前预处理子程序 35 编写节点总码子程序 36 确定总刚主对角线上元素地址子程序 37 数值计算模块总控子程序 38 计算总刚子程序 39 形成节点荷载向量子程序 310 求解线性方程组子程序 311 利用节点位移求单元杆端内力 312 单元调度程序 313 两节点杆单元模块 3131 杆单元主控程序 3132 杆单元的计算单刚子程序 3133 强制节点位移在杆单元中引起的等效节点荷载 3134 杆单元上单元荷载产生的等效节点荷载 3135 计算杆单元局部坐标系中杆端内力子程序 314 两节点梁单元模块 3141 梁单元的主控程序 3142 梁单元的计算单刚子程序 3143 强制节点位移在梁单元中引起的等效节点荷载 3144 计算梁单元上单元荷载的等效节点荷载子程序 3145 计算梁单元杆端内力子程序 315 算例 3151 算例1 3152 算例2 参考文献 第4章 连续体结构有限单元法理论 41 二维弹性力学问题有限元分析基础 411 二维问题的一些基本概念 412 二维问题的一些基本方程 413 二维连续体的势能及有关定理 414 平面单元积分形式的单刚 415 平面单元的等效节点荷载 416 二维连续体的整体刚度方程 42 三节点三角形单元 421 三节点三角形单元节点力向量和节点位移向量 422 三节点三角形单元的形函数 423 面积坐标 424 三节点三角形单元的应变矩阵 425 三节点三角形单元的应力矩阵 426 三节点三角形单元单刚的显式表达式 427 三节点三角形单元的等效节点荷载 428 局部节点应力平滑技术 429 单元内的应力分布 4210 应力等值线算法 43 四节点四边形单元 431 四节点四边形等参单元的形函数 432 等参单元的一些基本变换 433 四节点四边形等参单元的单刚 434 高斯积分 435 四节点四边形等参单元的等效节点荷载 436 单元应力及最佳应力点 44 三维弹性力学问题有限元分析基础 45 四节点四面体单元 451 基于直角坐标系的四节点四面体单元形函数 452 四节点四面体单元的一些基本变换 453 四节点四面体单元的应变矩阵 454 四节点四面体单元的应力矩阵 455 四节点四面体单元的显式单刚 456 四节点四面体单元的等效节点荷载 46 八节点六面体单元 461 八节点六面体单元的形函数 462 八节点六面体单元的应变矩阵 463 八节点六面体单元的雅可比矩阵 464 八节点六面体单元的单刚 47 全域应力平滑技术 参考文献 第5章 连续体结构应力分析程序 51 SOLID2D的计算模块入口程序 52 SOLID2D的计算模块主控程序 53 SOLID2D的计算总刚子程序 54 SOLID2D的单元调度程序 55 三节点三角形单元模块 551 三节点三角形单元主控模块 552 计算三节点三角形单元单刚子程序 553 计算三节点三角形单元应力子程序 554 计算三节点三角形单元光滑矩阵和光滑向量子程序 56 四节点四边形单元模块 561 四节点四边形单元主控模块 562 计算四节点四边形单元单刚子程序 563 计算四节点四边形单元高斯点处应力子程序 564 计算四节点四边形单元光滑矩阵和光滑向量子程序 57 计算六节点三角形单元单刚子程序 58 计算十节点三角形单元单刚子程序 59 计算八节点四边形单元单刚子程序 510 SOLID3D程序 5101 SOLID3D简介 5102 计算八节点六面体单元单刚子程序 5103 计算八节点六面体单元应力子程序 511 算例 5111 算例1 5112 算例2 5113 算例3 参考文献 第6章 温度场问题有限单元法理论 61 传热学基本理论 611 傅里叶定律 612 二维问题导热微分方程 613 三维问题导热微分方程 614 初始条件和边界条件 62 二维温度场有限元分析理论 621 二维温度场的泛函 622 二维温度场问题有限元方程的推导 63 三节点三角形热单元 631 平面求解区域的离散 632 三节点三角形热单元的形函数 633 三节点三角形热单元的导热刚度矩阵 634 三节点三角形热单元的蓄热刚度矩阵 635 三节点三角形热单元的边界贡献矩阵 636 三节点三角形热单元的温度荷载向量 64 四节点四边形热单元 641 四节点四边形热单元的形函数 642 四节点四边形热单元的导热单刚 643 四节点四边形热单元的蓄热单刚 644 四节点四边形热单元的边界贡献矩阵 645 四节点四边形热单元的温度荷载向量 65 六节点三角形热单元 651 六节点三角形热单元的形函数 652 六节点三角形热单元的导热单刚 653 六节点三角形热单元的蓄热单刚 654 六节点三角形热单元的边界贡献矩阵 655 六节点三角形热单元的温度荷载向量 66 二维热阻单元 661 二维热阻单元导热单刚的积分公式 662 四节点矩形热阻单元导热单刚的显式 663 六节点矩形热阻单元导热单刚的显式 67 三维温度场有限元分析理论 671 三维温度场的泛函 672 三维温度场问题有限元方程的推导 68 八节点六面体热单元 681 八节点六面体热单元的形函数及其对自然坐标的导数 682 八节点六面体热单元的雅可比矩阵及B矩阵 683 三维曲面面积微元的变换公式 684 八节点六面体热单元的导热单刚 685 八节点六面体热单元的蓄热单刚 686 八节点六面体热单元的边界贡献矩阵 687 八节点六面体热单元的温度荷载 69 三维热阻单元 691 三维热阻单元导热单刚的积分公式 692 特殊三维热阻单元导热单刚的显式 参考文献 第7章 温度场分析程序 71 二维温度场分析程序TEMP2D 711 TEMP2D简介 712 TEMP2D的模型数据 72 TEMP2D的计算模块入口程序 73 向后差分法数值计算模块总控子程序 731 向后差分算法 732 向后差分算法的总控子程序 74 计算导热总刚子程序 75 计算蓄热总刚子程序 76 形成总体温度荷载向量子程序 77 三节点三角形热单元模块 771 三节点三角形热单元主控子程序 772 三节点三角形热单元计算导热单刚子程序 773 三节点三角形热单元计算蓄热单刚子程序 774 三节点三角形热单元计算荷载向量子程序 78 四节点四边形热单元模块 781 四节点四边形热单元计算导热单刚子程序 782 四节点四边形热单元计算蓄热单刚子程序 79 四节点矩形热阻单元模块 710 三维温度场分析程序TEMP3D 7101 计算八节点六面体热单元导热单刚子程序 7102 计算八节点六面体热单元蓄热单刚子程序 7103 计算八节点六面体热单元温度荷载向量子程序 711 算例 7111 算例1 7112 算例2 7113 算例3 参考文献 第8章 前处理技术 81 二维网格自动剖分的映射方法 82 二维网格自动剖分子程序 83 确定绘图区坐标系统 831 确定整体坐标系的方法 832 建立整体坐标系的子程序 84 二维网格的显示、填充、放缩及移动 841 二维有限元网格的显示 842 二维有限元网格的填充 843 二维有限元网格的放缩及移动 85 交互编辑材料号和边界号 851 编辑单元材料号 852 编辑温度场问题的边界号 853 编辑力学问题的边界号 854 绘制矩形选择框子程序 86 交互编辑荷载 861 编辑节点荷载 862 编辑单元荷载 87 三维网格的坐标变换 88 三维网格的消隐计算 881 一些基本概念 882 自遮挡隐藏面的确定 883 最终可见线段的确定 89 深度优先级排序表的确定 参考文献 第9章 后处理技术 91 画云图方法概述 92 颜色与场量的关系 921 颜色模型 922 颜色与场量的函数关系 93 扫描母元法原理 931 扫描母元法理论基础 932 牛顿拉夫逊法求自然坐标的过程 933 画单元云图的过程 94 画数据场云图的主要源程序 95 用扫描母元法画三角形单元云图 951 画三角形单元云图的原理 952 画三角形单元云图的过程 96 三维数据场可见表面上云图 97 六面体单元任意剖面上云图 971 六面体等参单元插值公式 972 坐标变换及单元包围盒 973 相关单元的判断及点到平面的距离 974 确定像素的自然坐标r,s,t的方法 975 画单元任意剖面上云图的步骤 976 应用实例 参考文献 第10章 有限元理论与软件发展展望 参考文献

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