新世纪土木工程系列教材:有限单元法基础(第2版)

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王焕定,焦兆平,张春巍 著
图书标签:
  • 有限单元法
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出版社: 高等教育出版社
ISBN:9787040297652
版次:2
商品编码:10336719
包装:平装
开本:16开
出版时间:2010-07-01
用纸:胶版纸
页数:272
正文语种:中文

具体描述

内容简介

《有限单元法基础(第2版)》共分为7章,包括绪论、变形体虚位移原理、杆件体系结构单元分析、杆件体系结构的整体分析、平面问题有限元分析、空间问题与轴对称问题以及弹性板壳有限元分析初步等内容。本次修编对内容构架未做大的改变,在保持本科教学基本要求的前提下,考虑到当前研究生入学时的知识水平和研究生教学的要求,新增了关于力学建模、逐步精细化分析技术、板壳分析的加深内容和工程分析中的若干问题等教学内容。
《有限单元法基础(第2版)》可供土木、交通、水利和工程力学专业本科教学和部分土木、交通、水利专业的研究生使用,也可作为有关工程技术人员学习有限单元法的入门参考书。

作者简介

王焕定,哈尔滨工业大学教授,博导。1964年毕业于西安冶金建筑学院(现西安建筑科技大学)应用力学专业,一直从事力学教学工作,1987年担任结构力学教研室主任,l990年评为教授,l997年聘为博导。曾为中国建筑学会建筑结构计算机应用学组成员,黑龙江省力学学会理事,高等学校工科力学课程教学指导委员会委员(1990-2000)。现任中国工程抗震理论及计算软件专业委员会主任。1993年获黑龙江省教育系统劳动模范称号,1995年获宝钢优秀教师称号,1998年获全国优秀教师称号,2005年所负责的课程(结构力学)被评为guo家级精品课程,2007年获得guo家级教学名师奖,2008年所主持的力学课程教学团队被评为guo家级教学团队。编著、译著结构力学、有限单元法等教材9套。

目录

主要符号表
第1章 绪论
1-1 有限单元法的分析过程
1-2 有限单元法发展概况
1-3 学习指导

第2章 变形体虚位移原理
2-1 弹性力学的基本方程及其矩阵表示
2-1-1 平衡(运动)微分方程
2-1-2 小变形的几何方程(位移一应变关系)
2-1-3 边界条件(边界处平衡和协调条件)
2-1-4 线性弹性体的物理方程(本构关系)
2-1-5 物理量的矩阵表示
2-1-6 弹性力学基本方程的矩阵表示
2-2 外力总虚功·虚位移原理表述和证明
2-2-1 弹性力学平面问题外力总虚功
2-2-2 变形体虚位移原理表述和证明
2-3 最小势能原理及里兹法
2-3-1 最小势能原理
2-3-2 最小势能原理与位移法
2-3-3 里兹法
2-4 结论与讨论
2-4-1 主要结论
2-4-2 一些讨论
习题

第3章 杆件体系结构单元分析
3-1 引言
3-1-1 关于离散化问题
3-1-2 杆件体系结构虚位移原理(虚功方程)
3-1-3 杆件体系结构总势能表达式
3-2 等直杆单元的单元分析
3-2-1 拉(压)杆单元
3-2-2 扭转杆单元
3-2-3 只计弯曲的杆单元
3-2-4 考虑轴向变形的弯曲单元——平面自由式单元
3-2-5 有约束单元
3-2-6 空间自由式单元
3-2-7 考虑剪切时的平面自由式单元
3-2-8 有刚域单元
3-2-9 单元分析小结
3-2-10 单元分析举例
3-3 杆件体系结构单元分析的物理实质
3-3-1 单元刚度矩阵的性质
3-3-2 单元分析的物理实质
3-4 杆件体系结构单元刚度矩阵和等效结点荷载子程序
3-4-1 一些公共的自定义数据类型部分
3-4-2 单元刚度矩阵子程序(局部坐标系)源程序
3-4-3 单元等效结点荷载子程序(局部坐标系)
3-5 结论与讨论
3-5-1 主要结论
3-5-2 一些讨论
习题

第4章 杆件体系结构的整体分析
4-1 坐标转换
4-1-1 坐标系单位矢量间的转换关系
4-1-2 各单元物理量的转换
4-1-3 整体单元刚度矩阵举例
4-2 结构整体刚度方程
4-2-1 用最小势能原理进行结构整体分析
4-2-2 直接刚度法集装整体刚度方程的规则
4-2-3 直接刚度法集装整体刚度方程举例
4-3 结构整体刚度矩阵的性质
4-3-1 性质
4-3-2 元素物理意义
4-4 整体分析的物理实质
4-5 边界条件处理
4-5-1 “划零置一”法
4-5-2 乘大数法
4-5-3 斜支承处理
4-6 单元内力的计算
4-6-1 单元杆端内力(轴力、剪力、弯矩等)的计算
4-6-2 单元内任一截面的内力
4-7 程序调试中关键量的速算方法
4-7-1 整体刚度矩阵元素速算方法
4-7-2 综合等效结点荷载元素的速算方法
4-7-3 已知结构的结点位移求指定单元杆端力的速算方法
4-8 杆件体系结构静力分析程序功能及力学建模的简要说明
4-8-1 杆件体系结构静力分析程序功能的简要说明
4-8-2 杆件体系结构静力分析力学建模的简要说明
4-9 结论与讨论
4-9-1 主要结论
4-9-2 一些讨论
习题

第5章 平面问题有限元分析
5-1 引言
5-1-1 结构离散化
5-1-2 平面问题的总势能表达式
5-2 常应变三角形单元
5-2-1 单元结点位移和结点力
5-2-2 用面积坐标建立单元位移场
5-2-3 基于最小势能原理的单元分析
5-2-4 计算实例
5-2-5 收敛准则
5-3 矩形双线性单元
5-3-1 用正则坐标建立单元位移场
5-3-2 应变矩阵和应力矩阵
5-3-3 单元刚度矩阵和单元等效荷载矩阵
5-3-4 计算结果整理
5-3-5 计算实例
5-4 平面问题计算程序PSTE的简要说明
5-5 平面等参数单元
5-5-1 基本概念
5-5-2 几种常用单元描述和位移模式
5-5-3 等参元单元特性分析
5-5-4 数值积分
5-5-5 作等参元分析时必须注意的事项
5-5-6 计算实例
5-5-7 二维和三维弹性分析计算程序简要说明
5-6 Wi1son非协调元
5-6-1 双线性单元计算纯弯曲问题的误差
5-6-2 wi1son非协调元表述
5-6-3 wi1son非协调元的收敛性
5-7 结论与讨论
5-7-1 主要结论
5-7-2 一些讨论
习题

第6章 空间问题与轴对称问题
6-1 空间问题
6-1-1 常应变四面体单元
6-1-2其他单元形式形函数
6-1-3 三维等参元单元分析
6-1-4 算例
6-2 轴对称问题
6-2-1 离散化
6-2-2 三角形环单元
6-3 结论与讨论
6-3-1 主要结论
6-3-2 一些讨论
习题

第7章 弹性板壳有限元分析初步
7-1 弹性薄板基本理论
7-2 矩形(12自由度)薄板单元分析
7-2-1 单元位移场建立
7-2-2 非完全协调元的收敛性准则
7-2-3 单元分析
7-3 柱壳分析的矩形平面壳体单元
7-3-1 单元分析(局部坐标)
……
主要参考文献

前言/序言

本书是21世纪之初高等教育出版社出版的“新世纪土木工程系列教材”之一,基于当时的认识及出于良好的愿望,认为21世纪土木类本科生应该必须掌握计算力学的基础内容——有限单元法基础。但是近10年来本科和研究生教学的实践表明,因高等教育步入大众化发展阶段,当时的认识并不完全适合当前的实际。多次调查表明,除少数一流高校外,各普通高校土木工程专业的培养计划一般都将有限单元法列为选修课,而且基本上是任选的选修课。鉴于当前的就业形势和学分制,像弹性力学、有限单元法等课程无疑比结构工程类选修课难学,因此选学这类基础理论类选修课的学生非常少。更有甚者,个别学校为提高考研升学率,对必修课结构力学中基本要求规定掌握的矩阵位移法都放松要求甚至不学,当然他们的学生更不会学习有限单元法这样的选修课。
而另一方面,近年研究生的招生规模和数量增加很快,还新增设了工程应用型硕士生的招生和培养设置。土木、交通、水利工程专业的硕士研究生,一般都将有限单元法列为学位课。考虑到上述本科教育的具体情况,本书原来就不要求弹性力学甚至矩阵位移法知识基础这一出发点还是可取的。为了满足本科生和不同层次硕士研究生的使用要求,本次修编着力于以下几点工作:
(1)在确保理论科学严谨的前提下,尽可能通俗易懂地提供本书所必需的知识,增加部分必要的说明,以期消除学习本教材的困难。
(2)目前大型商用有限元分析软件的应用已经非常广泛,但是普遍反映对如何建模、如何判断结果和利用结果感到困惑,为此在有限篇幅下尽可能结合一些实例增加这方面的说明。
(3)为了适应土木、交通、水利工程各专业研究生的教学要求,对第7章增加了T9型非完全协调单元、考虑剪切变形影响的Mindlin板单元、广义协调元基本思想、考虑剪切变形影响的曲面壳体单元和工程分析的若干问题(此部分内容本科生也适用)。
结构力学与工程应用 本书深入探讨了结构力学的基本原理及其在土木工程领域的广泛应用。通过清晰的理论阐述和丰富的工程实例,旨在帮助读者建立扎实的结构分析知识体系,掌握解决实际工程问题的能力。 第一章 绪论:结构力学的意义与发展 结构力学作为土木工程学科的核心组成部分,研究的是工程结构在外力作用下的受力、变形和稳定性问题。理解结构的工作机理,预测其在各种荷载条件下的响应,是确保工程安全、经济、高效的关键。本章将回顾结构力学的历史发展脉络,从早期经验驱动的设计方法,到近代基于理论分析的精确计算,再到当前计算力学和数值方法的广泛应用,展现结构力学不断进步的历程。同时,我们将阐述结构力学在桥梁、高层建筑、大跨度空间结构、地下工程等土木工程领域中的不可替代的作用,以及它在结构设计、安全评估、性能监测和修复加固等方面的核心价值。通过学习结构力学,读者将能够深刻理解工程结构的内在规律,为后续深入的工程设计和分析打下坚实基础。 第二章 材料力学基础:应力、应变与本构关系 材料力学是结构力学的基础,研究材料在力的作用下产生的内力、变形及其强度、刚度和稳定性。本章将从微观视角出发,引入应力(Stress)和应变(Strain)的概念,分别描述材料内部抵抗外力作用的力以及材料在外力作用下产生的几何变形。我们将详细讲解不同类型的应力,如正应力、剪应力,以及它们在截面上的分布规律。应变则包括正应变和剪应变,反映了材料的局部形变。 关键在于理解应力与应变之间的关系,即材料的本构关系(Constitutive Relationship)。对于线弹性材料,我们将深入讲解胡克定律(Hooke's Law),这是描述应力与应变之间线性关系的基石。在此基础上,将介绍材料的弹性模量(Young's Modulus)、泊松比(Poisson's Ratio)和剪切弹性模量(Shear Modulus),这些参数是材料力学行为的重要表征。同时,本章也将触及非线性材料行为,如塑性变形,以及材料在循环荷载下的疲劳失效机制,这些对于理解复杂工程结构的长期服役性能至关重要。通过本章的学习,读者将能够定量地描述材料的力学性能,为后续的结构整体分析提供必要的力学基础。 第三章 梁的内力与外力分析 梁是土木工程中最常见的结构构件,承受弯曲荷载是其主要工作方式。本章将聚焦于梁的内力和外力分析,这是理解梁的受力状态和变形规律的关键步骤。我们将首先介绍梁的受力类型,包括集中力、均布荷载、变分布荷载以及力偶等,并讲解如何确定这些外力在梁上的作用。 随后,我们将引入梁的内力概念,即梁的截面内部所承受的力,主要包括剪力(Shear Force)和弯矩(Bending Moment)。通过绘制剪力图(Shear Force Diagram, SFD)和弯矩图(Bending Moment Diagram, BMD),我们可以清晰地展示梁在不同位置的剪力和弯矩变化情况。本章将详细阐述剪力、弯矩与外力之间的微分关系,即“力和力矩平衡方程”的积分应用。理解这些关系,使得我们能够根据外荷载直接推导出内力分布。 此外,本章还将探讨截面上的正应力(主要由弯矩引起)和剪应力(主要由剪力引起)的分布规律。我们将推导出梁的弯曲正应力公式和剪切应力公式,这为后续梁的强度和刚度设计提供了理论依据。通过大量的实例分析,读者将熟练掌握梁的内力计算方法,并能够准确地绘制剪力图和弯矩图,为梁的结构设计和安全评估奠定坚实基础。 第四章 梁的变形分析 除了内力和外力的分析,理解梁的变形是结构力学的重要内容。本章将深入探讨梁在荷载作用下的挠曲(Deflection)和转角(Rotation)。我们将介绍描述梁变形的微分方程,即挠曲线方程(Deflection Curve Equation)。这一方程将梁的弯曲变形与弯矩分布联系起来。 本章将重点介绍几种常用的梁变形计算方法。首先,我们将讲解“积分法”(Integration Method),这是基于挠曲线方程的直接求解方法,通过两次积分可以得到梁的挠度函数和转角函数。其次,我们将引入“弯矩-面积法”(Moment-Area Method),这是一种基于弯矩图面积性质的几何方法,计算简便,特别适用于解决梁的支座处挠度或转角问题。再者,“共轭梁法”(Conjugate Beam Method)将梁的变形问题转化为一道具有特定荷载的虚拟梁(共轭梁)的内力分析问题,提供了一种巧妙的求解思路。 最后,本章还将讨论梁的刚度概念,即梁抵抗变形的能力,它与材料的弹性模量和截面惯性矩(Moment of Inertia)密切相关。我们将推导出梁的挠度与荷载、梁的跨度、材料性质以及截面几何特性之间的定量关系。理解梁的变形分析,不仅有助于预测结构的实际变形,控制结构的变形过大,还能为优化结构设计、选择合适的材料和截面形式提供重要依据,确保结构的正常使用功能。 第五章 桁架结构分析 桁架是由若干细长杆件在端部通过节点铰接而成的平面或空间结构。在桥梁、屋顶等工程中应用广泛。本章将详细介绍桁架结构的基本概念、力学特性以及分析方法。 我们将首先阐述桁架结构的工作机理:在外荷载作用下,组成桁架的杆件主要承受轴向拉力或压力,而不会发生显著的弯曲变形。这是桁架结构经济高效、承载能力强的重要原因。接着,本章将重点介绍两种经典的桁架结构分析方法:“节点法”(Method of Joints)和“截面法”(Method of Sections)。 节点法通过对桁架的每一个节点进行受力平衡分析,逐步求解出所有杆件的内力。我们将详细讲解如何识别自由体节点,如何建立节点平衡方程,以及如何根据求解结果判断杆件是受拉还是受压。截面法则通过选取一个虚拟截面切割桁架,将桁架分解为若干部分,然后对其中一部分进行受力平衡分析,直接求解出被截面所切割的杆件的内力。本章将深入分析两种方法的适用范围、优缺点以及操作技巧。 此外,我们还将讨论静不定桁架的概念,当杆件数量或约束超过静定条件时,桁架的分析将更加复杂,可能需要借助更高级的力学方法。通过本章的学习,读者将能够掌握分析各种类型桁架结构的方法,准确判断杆件内力,为桁架的设计和安全性评估提供必要的计算工具。 第六章 结构静力分析(静不定结构) 在实际工程中,许多结构并非静定的,即其约束条件或杆件数量超过了保持结构平衡所必需的最小数量。这类结构被称为静不定结构。静不定结构具有更高的冗余度,能够提供更强的承载能力和更优的变形控制,但也给分析带来了一定的挑战。本章将深入探讨静不定结构的分析方法。 我们将首先介绍“力的协调法”(Force Method)或称“虚功原理法”(Principle of Virtual Work)或“位移法”(Displacement Method),这是一种基于力的分析方法,其核心思想是利用超静定结构中多余约束的位移协调条件来建立方程组,从而求解出多余的内力(超力)。我们将详细阐述虚功原理如何应用于求解位移和变形,并如何将其与结构的力学平衡方程结合,导出求解超静定结构的方程。 另一类重要的分析方法是“位移法”(Displacement Method)或称“刚度法”(Stiffness Method)。这种方法以节点位移或杆件端部相对位移为基本未知量,利用结构的刚度特性建立荷载与位移之间的关系。本章将深入讲解位移法如何通过建立结构整体刚度矩阵、荷载向量和位移向量来求解结构的节点位移和内力。这种方法尤其适合计算机编程实现,是现代有限元分析方法的基础。 此外,本章还将介绍“能荷载法”(Energy Methods),如卡氏第二定理(Castigliano's Second Theorem),它利用结构应变能的性质来求解结构中特定点的力或位移。通过对不同静不定结构分析方法的学习和比较,读者将能够根据结构的特点选择合适的分析手段,准确地计算出结构的内力、位移和反力,为复杂工程结构的分析和设计提供强有力的支持。 第七章 杆件受力分析与组合 结构通常由多种基本杆件组合而成,这些杆件可能承受不同的荷载形式。本章将聚焦于杆件的受力分析,特别是组合杆件的受力分析,以及如何将不同荷载组合起来进行整体评估。 我们将复习和深化各种基本杆件的受力分析,包括轴向受力杆件(拉/压)、受弯杆件(梁)、受扭杆件(轴)以及同时承受多种荷载的组合杆件。对于组合杆件,我们将介绍“叠加原理”(Superposition Principle),该原理指出,在线弹性范围内,作用在结构上的多个荷载引起的效应(如应力、变形)可以分别计算,然后进行代数叠加,得到总的效应。这将极大地简化复杂荷载下杆件的受力分析。 本章还将深入探讨构件的强度校核。一旦计算出杆件内的最大应力,就需要与材料的许用应力(Allowable Stress)进行比较,以确保结构在正常使用荷载下不会发生屈服或破坏。我们将介绍不同的强度校核准则,如最大应力理论、最大剪应力理论、形状改变能理论等,并根据材料的性质和荷载的类型选择合适的准则。 此外,我们还将讨论结构的刚度校核,即检查结构的变形是否超过允许范围,以保证结构的正常使用功能和外观。本章还将涉及荷载组合的概念,在实际工程中,结构会同时承受各种不同的荷载(如恒载、活载、风荷载、地震荷载等),我们需要根据相关的设计规范,将各种荷载进行合理的组合,以考虑最不利的受力情况,从而进行结构设计。通过本章的学习,读者将能够系统地分析杆件的受力,准确地进行强度和刚度校核,并理解荷载组合的重要性,为进行结构设计和安全评估提供全面的指导。 第八章 结构稳定性分析 稳定性是结构力学中一个至关重要的概念,尤其对于细长杆件和高层建筑而言。稳定性失效(Buckling)是指结构在荷载作用下,突然从一种相对平稳的受力状态转变为另一种大幅变形的失稳状态,即使荷载小于材料的屈服强度,也可能发生这种破坏。本章将深入探讨结构稳定性分析。 我们将首先介绍“屈曲”(Buckling)的基本概念,并以最简单的细长压杆为例,讲解欧拉屈曲公式(Euler's Buckling Formula)。该公式给出了细长压杆发生屈曲的临界压力(Critical Buckling Load),并揭示了临界屈曲力与杆件长度、材料的弹性模量以及截面惯性矩之间的关系。 本章将进一步探讨影响稳定性的各种因素,如杆件的端部约束条件。不同的端部约束(如固定、铰接、自由)会显著影响杆件的临界屈曲力,我们将介绍等效长度(Effective Length)的概念,用以统一不同约束条件下的压杆稳定性计算。 对于梁、板等构件,也将介绍其平面外稳定性的概念,例如受弯梁的侧向屈曲(Lateral Torsional Buckling)。我们还将讨论更复杂的结构稳定性问题,如整体稳定性、侧向屈曲与弯曲变形的耦合效应等。 本章还将介绍计算结构稳定性的一些常用方法,如瑞利法(Rayleigh's Method)等能量法,以及基于特征值分析的数值方法。通过本章的学习,读者将能够识别结构潜在的稳定性风险,掌握分析结构稳定性的基本方法,并能够计算出结构的临界屈曲荷载,从而在结构设计中采取必要的措施(如增加支撑、加强构件刚度、限制构件长细比等)来确保结构的整体稳定性。 第九章 结构动力学基础 在实际工程中,许多荷载并非静态作用,而是随时间变化的动态荷载,例如风振、地震、机械设备振动等。这些动态荷载可能引起结构的振动,如果不加以控制,可能导致结构失效。本章将介绍结构动力学的基本概念和分析方法。 我们将首先建立单自由度体系的动力学方程,这是一种最简化的动力学模型,通常由质量(Mass)、阻尼(Damping)和刚度(Stiffness)组成。我们将推导描述系统振动的运动方程,并介绍几种求解方法,如直接积分法、模态分析法等。 随后,我们将引入多自由度体系的动力学分析。真实工程结构通常被视为具有多个自由度(即多个可独立运动的坐标)的复杂系统。本章将介绍如何建立多自由度体系的动力学方程,以及如何使用模态分析(Modal Analysis)技术来提取结构的固有频率(Natural Frequencies)和振型(Mode Shapes)。固有频率是结构在自由振动时倾向于以特定频率振动的性质,而振型描述了结构在特定固有频率下的振动形态。 本章还将探讨结构在外部动态荷载作用下的响应,包括强迫振动(Forced Vibration)和共振(Resonance)。共振是当激励频率接近结构的固有频率时,振幅会急剧增大的现象,是结构动力学设计中需要特别避免的。我们将介绍如何计算结构在不同类型动态荷载(如简谐荷载、脉冲荷载)作用下的响应。 此外,本章还将简要介绍阻尼(Damping)的作用,阻尼是耗散结构振动能量的机制,它能够有效地减小结构的振幅。我们将介绍几种常见的阻尼模型,如粘滞阻尼、干摩擦阻尼等。通过对结构动力学基础的学习,读者将能够理解结构在动态荷载作用下的行为,掌握分析结构振动响应的方法,为抗震设计、风工程以及其他涉及动态荷载的工程问题提供理论基础。 第十章 结构的可靠度与安全性 结构设计不仅仅是满足强度和刚度要求,更重要的是确保结构的可靠性,即在预期的使用寿命内,结构能够满足其设计功能,并且不对人员或财产造成危害。本章将探讨结构的可靠度与安全性。 我们将首先介绍可靠度(Reliability)的基本概念,它量化了结构在规定条件下,在规定时间内,完成其预期功能的概率。我们将阐述随机性在结构工程中的普遍存在,包括材料性能的变异性、荷载的大小和分布的随机性、以及模型误差等。 在此基础上,我们将引入可靠度分析的基本方法。我们将介绍“极限状态设计法”(Limit State Design),这是一种基于概率理论的设计方法,旨在确保结构在各种可能发生的极限状态(如承载能力极限状态、正常使用极限状态)下,其失效概率低于允许的风险水平。我们将介绍分项系数(Partial Safety Factors)的概念,这些系数用于考虑材料强度和荷载的变异性,以及设计模型的不确定性。 本章还将介绍一些常用的可靠度指标,如“可靠度指标”(Reliability Index),它衡量了结构承载能力与荷载作用之间的安全裕度。我们将探讨如何根据不同的结构重要性等级和设计规范,来确定所需的可靠度水平。 此外,本章还将触及结构抗震可靠度分析,这是一种更复杂的可靠度分析,涉及到地震作用的随机性以及结构在地震作用下的非线性响应。通过对结构可靠度与安全性的学习,读者将能够更深刻地理解结构设计的本质,掌握如何通过科学的设计方法和规范,来确保工程结构的长期安全性和可靠性,这是土木工程师肩负的重要社会责任。

用户评价

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坦白说,我对这类偏向数值方法和计算力学的书籍总是抱有一种敬畏感,因为它们往往意味着大量的数学推导和抽象概念,容易让人望而却步。然而,这本书在内容呈现上,似乎巧妙地平衡了理论的深度与教学的可及性。我注意到一些图示,它们不仅仅是枯燥的几何图形,而是试图用视觉化的方式来解释单元的划分、荷载的施加过程,这对于理解“单元”这一核心概念至关重要。我印象深刻的是其中一处对“形函数”的描述,它没有直接抛出复杂的积分形式,而是通过对插值点的贡献来阐述其物理意义,这种循序渐进的讲解方式极大地降低了理解门槛。这本书的编排逻辑非常流畅,仿佛一位经验丰富的老教授在为你量身定制课程,每一步都走得很踏实,不会让你因为前面的知识点没理解透彻而对后面的内容感到迷茫。这套教材的定位显然是面向新时代的工程教育,力求让传统方法焕发新生。

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这本书的装帧和纸张质量令人赞赏,这对于一本需要频繁查阅和翻阅的参考书来说非常重要。油墨的清晰度和纸张的平滑度,让长时间阅读眼睛不易疲劳,这在学习复杂理论时是不可或缺的人体工学考量。更值得称道的是,它似乎没有采用那种“填鸭式”的满页公式堆砌,而是将重点放在了关键步骤的推导和物理意义的阐释上。例如,在谈到能量泛函和虚功原理时,作者用了一些对比性的例子来区分它们在特定问题下的适用范围,这种对比分析往往能帮助读者更好地辨析概念的细微差别。我个人更喜欢它在每章末尾设置的“思考与讨论”部分,这些问题通常不是简单的数值计算,而是更偏向于对方法适用性、误差来源的探讨,这才是真正提升工程思维的关键所在,让人在合上书本后仍能继续深入思考。

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这本书的封面设计得非常大气,深蓝色的背景配上醒目的白色和金色的字体,一看就是那种严谨、专业的教材。我拿到手的时候,首先感受到的是它的分量,厚厚的一本,翻开扉页,字体排版清晰,章节结构划分得井井有条,让人有种“这绝对是本硬货”的感觉。虽然我还没来得及深入研读每一个公式,但光是目录就能看出作者在内容组织上的用心良苦。它似乎不仅仅停留在理论的介绍,更注重与实际工程应用的结合,章节标题中透露出对数值计算和软件实现的关注。对于土木工程领域的学生或初入职场的工程师来说,这种从理论到实践的无缝衔接,无疑是巨大的福音。我尤其欣赏它在基础概念讲解上所下的功夫,相信即便是初次接触这类复杂方法的学习者,也能通过它构建起扎实的知识体系。我已经迫不及待想把它带到图书馆的自习室,好好啃上几本,期待能在其中找到解决我目前工作中的一些疑难杂症的钥匙。

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我注意到这套教材的“第2版”标识,这暗示了它在第一版的基础上进行了大量的修订和完善。通常来说,第二版会在内容的时效性、实例的贴合度以及对常见误解的澄清上做得更到位。从初步的浏览来看,内容组织显得更加紧凑和高效,没有太多冗余的描述。特别是在处理非线性问题的那一章,它似乎引入了更现代化的迭代方法叙述框架,这对于我们处理实际工程中遇到的材料非线性和几何非线性问题至关重要。这本书的价值不仅在于教会你“如何算”,更在于教会你“为什么这么算”以及“算出来的结果在工程上意味着什么”。它所构建的知识体系,更像是为未来学习更高级的分析技术(比如损伤力学、疲劳分析的数值模拟)搭建的一个坚实跳板。这本书无疑是当前土木工程计算方法领域的一部重要参考力作。

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我是在一位资深教授的推荐下购入的这本教材。他强调,在当前BIM和智能化建造的大背景下,对底层计算原理的深刻理解比单纯掌握软件操作更为关键。这本书正是在这样的需求下诞生的。我花时间翻阅了其中关于“边界条件处理”的部分,发现它对各种复杂约束的数学模型描述得相当精炼和到位。与我过去接触的几本老教材相比,这本书在对现代计算环境的适应性上做得更好,比如对稀疏矩阵存储和并行计算思想的提及,虽然可能不会深入展开,但至少为读者指明了未来学习的方向。它不是一本停留在上世纪八十年代数值方法教科书的简单翻版,而是真正吸收了近二十年来计算力学领域发展成果的结晶。对于想要冲击更高层次研究或从事复杂结构分析的人来说,这本书提供的基础框架绝对是坚固可靠的基石。

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很喜欢:.360.王焕定1.王焕定,:.360.焦兆平1.焦兆平,:.360.张春巍1.张春巍,他的每一本书几本上都有,这本新世纪土木工程系列教材有限单元法基础(第2版)很不错,有限单元法基础(第2版)共分为7章,包括绪论、变形体虚位移原理、杆件体系结构单元分析、杆件体系结构的整体分析、平面问题有限元分析、空间问题与轴对称问题以及弹性板壳有限元分析初步等内容。本次修编对内容构架未做大的改变,在保持本科教学基本要求的前提下,考虑到当前研究生入学时的知识水平和研究生教学的要求,新增了关于力学建模、逐步精细化分析技术、板壳分析的加深内容和工程分析中的若干问题等教学内容。有限单元法基础(第2版)可供土木、交通、水利和工程力学专业本科教学和部分土木、交通、水利专业的研究生使用,也可作为有关工程技术人员学习有限单元法的入门参考书。本书是21世纪之初高等教育社的新世纪土木工程系列教材之一,基于当时的认识及出于良好的愿望,认为21世纪土木类本科生应该必须掌握计算力学的基础内容——有限单元法基础。但是近10年来本科和研究生教学的实践表明,因高等教育步入大众化发展阶段,当时的认识并不完全适合当前的实际。多次调查表明,除少数一流高校外,各普通高校土木工程专业的培养计划一般都将有限单元法列为选修课,而且基本上是任选的选修课。鉴于当前的就业形势和学分制,像弹性力学、有限单元法等课程无疑比结构工程类选修课难学,因此选学这类基础理论类选修课的学生非常少。更有甚者,个别学校为提高考研升学率,对必修课结构力学中基本要求规定掌握的矩阵位移法都放松要求甚至不学,当然他们的学生更不会学习有限单元法这样的选修课。而另一方面,近年研究生的招生规模和数量增加很快,还新增设了工程应用型硕士生的招生和培养设置。土木、交通、水利工程专业的硕士研究生,一般都将有限单元法列为学位课。考虑到上述本科教育的具体情况,本书原来就不要求弹性力学甚至矩阵位移法知识基础这一出发点还是可取的。为了满足本科生和不同层次硕士研究生的使用要求,本次修编着力于以下几点工作(1)在确保理论科学严谨的前提下,尽可能通俗易懂地提供本书所必需的知识,增加部分必要的说明,以期消除学习本教材的困难。(2)目前大型商用有限元分析软件的应用已经非常广泛,但是普遍反映对如何建模、如何判断结果和利用结果感到困惑,为此在有限篇幅下尽可能结合一些实例增加这方面的说明。(3)为了适应土木、交通、水利工程各专业研究生的教学要求,对第7章增加了9型非完全协调单元、考虑剪切变形影响的板单元、广义协调元基本思想、考虑剪切变形影响的曲面壳体单元和工程分析的若干问题(此部分内

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