定 價(jià):26 元
叢書名:普通高等學(xué)校土木工程專業(yè)新編系列教材
- 作者:趙均海,汪夢(mèng)甫 編
- 出版時(shí)間:2008/5/1
- ISBN:9787562927174
- 出 版 社:武漢理工大學(xué)出版社
- 中圖法分類:O3
- 頁(yè)碼:230
- 紙張:膠版紙
- 版次:2
- 開本:16K
本書為普通高等學(xué)校土木工程專業(yè)新編系列教材之一,分彈性力學(xué)和有限元兩篇,共11章,內(nèi)容有緒論、應(yīng)力和應(yīng)變、彈性力學(xué)平面問題的解法及一般定理、用直角坐標(biāo)解平面問題、用極坐標(biāo)解平面問題、空間問題的解答、薄板彎曲問題、能量原理與變分法、平面問題的有限元法、彈性力學(xué)平面問題的高精度單元、空間問題的有限元法、板殼問題的有限元法及附錄。
本書可作為普通高等學(xué)校土木工程專業(yè)的教材,也可供土建類其他專業(yè)作為彈性力學(xué)和有限元的參考教材,還可用于土建工程技術(shù)人員參考。
《彈性力學(xué)及有限元》可作為普通高等學(xué)校土木工程專業(yè)的教材,也可供土建類其他專業(yè)作為彈性力學(xué)和有限元的參考教材,還可用于土建工程技術(shù)人員參考。
本教材第1版是根據(jù)土木工程本科專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的“彈性力學(xué)”和“有限單元法”課程的教學(xué)大綱編寫的。在近5年的使用中,一些熱心的同行和讀者對(duì)本書提出了寶貴的意見和建議,我們表示衷心的感謝。使用中我們也發(fā)現(xiàn)了一些錯(cuò)誤和不妥之處,為了不斷完善和提高教材質(zhì)量,結(jié)合大家提出的意見和建議對(duì)本教材進(jìn)行了修訂。
本次修訂的主要內(nèi)容有:對(duì)本書第1版文字和圖形中存在的一些錯(cuò)誤或疏漏進(jìn)行了糾正;將原書第9章中的坐標(biāo)改成通用的坐標(biāo);改正了源程序中的個(gè)別不確切的編排格式;部分章節(jié)增加習(xí)題。
本書第2版編寫工作仍由原作者完成,其中緒論和第4章由趙均海編寫,第1、2、3章由王敏強(qiáng)編寫,第5、6、7章由王曉春編寫,第8、9章及附錄由馬石城編寫,第10、11章由汪夢(mèng)甫編寫,全書由趙均海修改定稿。
長(zhǎng)安大學(xué)呂永新、華東交通大學(xué)童谷生、浙江科技學(xué)院王吉民、南昌大學(xué)彭南陵等對(duì)本書第2版的編寫工作提出了寶貴意見,在此表示誠(chéng)摯的謝意!
由于作者水平有限,第2版難免還有錯(cuò)漏與不妥之處,懇請(qǐng)各位同行和廣大讀者繼續(xù)提出寶貴意見,以便進(jìn)一步修改完善。
趙均海,男,工學(xué)博士,長(zhǎng)安大學(xué)副校長(zhǎng),教授,博士生導(dǎo)師,政府特殊津貼獲得者。主要從事固體力學(xué)、結(jié)構(gòu)工程、生物力學(xué)、古建筑結(jié)構(gòu)性能等的教學(xué)和研究工作。曾主持和參加的科研項(xiàng)目有國(guó)家自然科學(xué)基金、陜西省自然科學(xué)基金等10多項(xiàng)。已在國(guó)內(nèi)外科技期刊、學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表論文150余篇,有2篇被美國(guó)科學(xué)索引(SCI)收錄,有30多篇被美國(guó)工程索引(EI)收錄,10多篇被國(guó)際會(huì)議論文索引(ISTP)收錄,20余篇被《力學(xué)文摘》收錄。出版專著3部,出版教材4部。曾獲陜西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、陜西省高等學(xué)校優(yōu)秀科學(xué)研究成果一等獎(jiǎng)等6項(xiàng),省級(jí)精品課程1門。主要學(xué)術(shù)兼職為:中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)生物力學(xué)專業(yè)委員會(huì)委員、高等學(xué)校力學(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)委員、陜西省力學(xué)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、陜西省土木建筑學(xué)會(huì)青年委員會(huì)副主任、陜西省生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)理事。
0 緒論
0.1 彈性力學(xué)的內(nèi)容
0.2 彈性力學(xué)中的幾個(gè)基本概念
0.3 彈性力學(xué)的基本假設(shè)和解題基本方法
0.4 有限元的基本概念及內(nèi)容
第一篇 彈性力學(xué)
1 應(yīng)力和應(yīng)變
1.1 平衡微分方程
1.2 應(yīng)力狀態(tài)分析
1.2.1 任意斜截面上應(yīng)力
1.2.2 主應(yīng)力與主切應(yīng)力
1.3 幾何方程及應(yīng)變協(xié)調(diào)方程
1.3.1 位移和應(yīng)變
1.3.2 幾何方程與體積應(yīng)變
1.3.3 應(yīng)變協(xié)調(diào)方程
1.4 應(yīng)變狀態(tài)分析
1.5 物理方程(應(yīng)力應(yīng)變的關(guān)系)
本章小結(jié)
思考題
習(xí)題
2 彈性力學(xué)平面問題的解法及一般定理
2.1 彈性力學(xué)問題的提法
2.2 解的疊加原理及解的唯一性定理
2.2.1 解的疊加原理
2.2.2 解的唯一性定理
2.3 平面應(yīng)力和平面應(yīng)變問題
2.3.1 平面應(yīng)力問題
2.3.2 平面應(yīng)變問題
2.4 彈性力學(xué)平面問題的基本方程
2.4.1 平衡微分方程
2.4.2 幾何方程與應(yīng)變協(xié)調(diào)方程
2.4.3 物理方程(應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系)
2.5 邊界條件及圣維南原理
2.5.1 邊界條件
2.5.2 圣維南原理
2.6 彈性力學(xué)問題的解法
2.6.1 位移解法(以位移表示的平衡方程)
2.6.2 應(yīng)力解法(以應(yīng)力表示的協(xié)調(diào)方程)
2.7 彈性力學(xué)中的應(yīng)力函數(shù)
本章小結(jié)
思考題
習(xí)題
3 用直角坐標(biāo)解平面問題
3.1 用多項(xiàng)式解平面問題
3.2 矩形截面梁的純彎曲
3.3 簡(jiǎn)支梁受均布荷載
3.4 受自重和靜水壓力作用的楔形體
3.5 分離變量法求解平面問題
本章小結(jié)
思考題
習(xí)題
4 用極坐標(biāo)解平面問題
4.1 用極坐標(biāo)表示的基本方程
4.1.1 直角坐標(biāo)與極坐標(biāo)的關(guān)系
4.1.2 直角坐標(biāo)系與極坐標(biāo)系下的應(yīng)力轉(zhuǎn)換
4.1.3 極坐標(biāo)系下的平衡方程
4.1.4 極坐標(biāo)系下的物理方程
4.1.5 極坐標(biāo)系下的幾何方程與應(yīng)變協(xié)調(diào)方程
4.2 軸對(duì)稱平面問題
4.3 厚壁筒問題
4.4 部分圓環(huán)的純彎曲
4.5 板中圓孔所產(chǎn)生的應(yīng)力集中
4.6 楔體頂端承受集中力
4.7 半無(wú)限平面邊界上受集中力
4.8 對(duì)心受壓圓盤中的應(yīng)力
本章小結(jié)
思考題
習(xí)題
5 空間問題的解答
5.1 空間問題的基本方程
5.1.1 笛卡兒直角坐標(biāo)系中的基本方程
5.1.2 圓柱坐標(biāo)系中的基本方程
5.2 按位移求解空間問題
5.3 半空間體受重力及均布?jí)毫?br />
5.4 半空間體在邊界上受法向集中力
5.5 按應(yīng)力求解空間問題
5.6 等截面直桿的扭轉(zhuǎn)
5.7 扭轉(zhuǎn)問題薄膜比擬
本章小結(jié)|
思考題
習(xí)題
6 薄板彎曲問題
6.1 薄板計(jì)算假定
6.2 薄板小撓度彎曲基本方程
6.3 薄板的邊界條件
6.4 薄板彎曲方程的圓柱坐標(biāo)形式
6.5 圓板的軸對(duì)稱彎曲
本章小結(jié)
思考題
習(xí)題
7 能量原理與變分法
7.1 功和應(yīng)變能
7.2 虛功原理之一——虛位移原理
7.3 最小勢(shì)能原理
7.4 位移變分方程的應(yīng)用
7.5 虛功原理之二——虛應(yīng)力原理
7.6 應(yīng)力變分方程應(yīng)用
7.6.1 平面問題
7.6.2 扭轉(zhuǎn)問題
本章小結(jié)
思考題
習(xí)題
第二篇 有限元
8 平面問題的有限元法
8.1 有限元法的基本概念
8.2 結(jié)構(gòu)的離散化
8.3 單元位移函數(shù)和解答的收斂性
8.3.1 單元位移函數(shù)
8.3.2 有限元解答的收斂性準(zhǔn)則
8.4 插值函數(shù)與面積坐標(biāo)
8.4.1 插值函數(shù)
8.4.2 面積坐標(biāo)
8.5 單元?jiǎng)偠染仃、?jié)點(diǎn)力和節(jié)點(diǎn)位移關(guān)系式
8.5.1 單元的幾何矩陣
8.5.2 單元的應(yīng)力矩陣
8.5.3 單元的剛度矩陣
8.5.4 等效節(jié)點(diǎn)荷載
8.6 總體剛度矩陣
8.7 對(duì)稱性分析與邊界條件
8.7.1 結(jié)構(gòu)對(duì)稱性的利用
8.7.2 邊界條件的處理
8.8 應(yīng)力計(jì)算
8.8.1 邊界內(nèi)應(yīng)力
8.8.2 邊界上應(yīng)力
8.9 算例
8.10 平面應(yīng)力、應(yīng)變問題的有限元程序
8.10.1 程序結(jié)構(gòu)
8.10.2 變量列表及子程序說明
8.10.3 數(shù)組輸入文件的格式
8.10.4 輸入輸出文件的范例
8.10.5 源程序清單
本章小結(jié)
思考題
習(xí)題
9 彈性力學(xué)平面問題的高精度單元
9.1 矩形單元
9.2 6節(jié)點(diǎn)三角形單元
9.3 平面等參元
9.3.1 任意四邊形單元的位移模式
9.3.2 二維等參元的數(shù)學(xué)分析
9.3.3 二維等參元的剛度矩陣
9.3.4 8節(jié)點(diǎn)曲邊四邊形單元
9.3.5 數(shù)值積分
本章小結(jié)
思考題
習(xí)題一
10 空間問題的有限元法
10.1 引言
10.2 四面體單元
10.2.1 單元位移函數(shù)
10.2.2 單元應(yīng)力矩陣和單元?jiǎng)偠染仃?br />
10.2.3 等效節(jié)點(diǎn)荷栽
10.3 高次四面體單元
10.3.1 四面體的體積坐標(biāo)
10.3.2 10節(jié)點(diǎn)30自由度四面體單元
10.3.3 4節(jié)點(diǎn)48自由度四面體單元
10.4 六面體單元
10.4.1 8節(jié)點(diǎn)六面體單元
10.4.2 20節(jié)點(diǎn)60自由度六面體單元
11 板殼問題的有限元法
附錄1 ANSYS-CAE仿真分析軟件
附錄2 ALGORFEAS有限元分析軟件簡(jiǎn)介
參考文獻(xiàn)
0 緒論
0.3 彈性力學(xué)的基本假設(shè)和解題基本方法
為了使線彈性力學(xué)能夠統(tǒng)一下述兩個(gè)矛盾問題:①盡可能準(zhǔn)確地描述真實(shí)材料在外力作用下所呈現(xiàn)的性態(tài);②在數(shù)學(xué)上簡(jiǎn)單的能夠?qū)Υ蟛糠謫栴}作出最后的解答,我們需要引人下列假設(shè):
(1)物體是連續(xù)介質(zhì)
此假設(shè)指物體內(nèi)部無(wú)空隙,因此物體中每點(diǎn)處的應(yīng)力、應(yīng)變、位移等量是連續(xù)的,可以用坐標(biāo)的連續(xù)函數(shù)表示。這樣,不僅避免了數(shù)學(xué)上的困難,更重要的是根據(jù)這一假設(shè)所作出的力學(xué)分析,與大量的工程實(shí)踐和試驗(yàn)研究的結(jié)論是一致的。
。2)物體是均勻的和各向同性的
此假設(shè)認(rèn)為物體內(nèi)部各點(diǎn)及各方向上的介質(zhì)相同,它們的物理、力學(xué)特性相同。這樣,表征這些特性的力學(xué)參量(彈性模量、泊松系數(shù)等)與位置和方向無(wú)關(guān),是常量。必須指出,并非所有材料都是各向同性的,木材就是各向異性的材料,其順紋和橫紋的彈性性質(zhì)有很大的差別。此外,許多經(jīng)過碾壓的金屬材料也都是各向異性的。
。3)物體是完全彈性的
此假設(shè)是說物體在外部因素(荷載、溫度、約束條件的改變等)的作用下產(chǎn)生變形,當(dāng)外部因素去掉后,物體恢復(fù)其原來的形狀而沒有任何殘余變形,這種性質(zhì)我們稱為彈性。具有這種性質(zhì)的物體,我們稱為彈性體。今后我們只限于研究材料在彈性極限內(nèi)的各種性態(tài)。當(dāng)然,在這種前提下,材料是服從虎克定律的;也即應(yīng)力與應(yīng)變成正比。
。4)物體內(nèi)無(wú)初應(yīng)力
此假設(shè)認(rèn)為物體在外部因素作用之前,物體處于一種無(wú)應(yīng)力的自然狀態(tài),這就是說,彈性力學(xué)所求得的應(yīng)力僅僅是由于外部因素所產(chǎn)生的。