工程结构有限元原理 / 现代工程结构力学丛书
定价：￥118.00
作者： 傅向荣，孙树立
出版时间：2026-03-26
出版社：机械工业出版社
国家出版基金项目
- 机械工业出版社
- 9787111797487
- 1-1
- 2026-03-26
- 622
内容简介
本书分为4篇，共10章，系统地介绍了工程结构有限元的基本原理。第1篇为工程结构有限元基础，包括有限元的数学基础和结构有限元分析的步骤两章内容。第2篇为有限元的单元构造原理，包括有限元的平衡与协调理论、板壳结构的有限元模型和实体结构的解析试函数三章内容。第3篇为有限元软件开发理论，包括工程结构软件分析求解算法及求解器和索结构有限元非线性分析两章内容。第4篇为工程结构分析理论进展，包括工程结构中应力奇点分析、面向CAE/CAD的有限元和典型工程结构的有限元模型三章内容。
本书是一本综合性专业书籍，适用于从事土木工程、机械工程、航空航天工程、材料科学等领域的科研人员、工程技术人员、软件开发人员、高校师生及相关领域的爱好者和自学者阅读。本书不仅提供了系统的理论知识，还提供了实际工程应用案例，能够满足不同读者的学习和工作需求。
本书是一本综合性专业书籍，适用于从事土木工程、机械工程、航空航天工程、材料科学等领域的科研人员、工程技术人员、软件开发人员、高校师生及相关领域的爱好者和自学者阅读。本书不仅提供了系统的理论知识，还提供了实际工程应用案例，能够满足不同读者的学习和工作需求。
目录
第1篇工程结构有限元基础
第1章有限元的数学基础2
11结构有限元的研究进展2
12变分原理基础3
13能量变分原理12
14加权残数法22
15小结29
参考文献30
第2章结构有限元分析的步骤34
21矩阵位移法34
22坐标变换38
23刚度矩阵的存储与组集41
24线性方程组的求解45
25结构离散化中的一些基本概念48
26小结50
参考文献50第2篇有限元的单元构造原理
第3章有限元的平衡与协调理论52
31早期有限元的理论探讨52
32单纯形等参元的平衡与协调53
33协调型非单纯形等参元的合理性58
34协调型非单纯形等参元的局限性63
35杂交元的平衡与协调64
36平衡型解析试函数法的理论基础68
37非协调元与广义协调元理论82
38超协调元理论86
39数值算例96
310小结105
参考文献105
第4章板壳结构的有限元模型110
41基于薄板理论的板单元110
42基于厚板理论的板单元113
43基于离散Kirchhoff理论的DKT板
单元115
44基于解析试函数的板单元116
45板壳单元的闭锁问题123
46小结133
参考文献134
第5章实体结构的解析试函数136
51引言136
52各向异性材料的三维问题的解析试
函数136
53正交各向异性材料的三维问题的
解析试函数139
54横观各向同性材料三维问题的解析试
函数141
55各向同性材料三维问题的特征方程
解法143
56胡海昌解的独立性证明159
57王敏中解与胡海昌解线性关系的
比较164
58三维弹性力学超协调元理论167
59小结173
参考文献173
第3篇有限元软件开发理论
第6章工程结构软件分析求解算法及
求解器177
61结构总体刚度矩阵的细胞稀疏存储
方案177
62线性方程组直接解法求解器178
63线性方程组迭代解法及相关求解器180
64固有振动分析及广义特征值问题
求解185
65结构动力响应分析的振型叠加法192
66结构动力响应分析的隐式直接
积分法193
67结构动力响应分析的显式直接
积分法197
68小结204
参考文献204
第7章索结构有限元非线性分析207
71索结构几何非线性问题208
72索结构的等参元理论210
73解析型索单元215
74退化型索单元221
75悬链线型滑移索单元222
76直线型滑移索单元233
77动力时程分析理论238
78人工弹簧法254
79小结260
参考文献260
第4篇工程结构分析理论进展
第8章工程结构中应力奇点分析268
81边界型有限元法269
82含裂纹、切口结构静力分析285
83多边形裂尖奇异单元HSFCrack292
84准静态裂纹扩展模拟306
85小结321
参考文献322
第9章面向CAE/CAD的有限元326
91CAE/CAD的几何数据特点326
92NURBS曲面328
93结构化网格与非结构化网格330
94网格生成333
95网格质量与优化340
96等几何分析方法352
97小结355
参考文献355
第10章典型工程结构的有限元
模型359
101建筑工程中的有限元模型359
102桥梁工程中的有限元模型367
103工业基础中的有限元模型371
104工业筒仓结构中的有限元模型375
105隧道工程中的有限元模型376
106建模脚本代码380
107小结391
参考文献391
ⅨⅩ
第1章有限元的数学基础2
11结构有限元的研究进展2
12变分原理基础3
13能量变分原理12
14加权残数法22
15小结29
参考文献30
第2章结构有限元分析的步骤34
21矩阵位移法34
22坐标变换38
23刚度矩阵的存储与组集41
24线性方程组的求解45
25结构离散化中的一些基本概念48
26小结50
参考文献50第2篇有限元的单元构造原理
第3章有限元的平衡与协调理论52
31早期有限元的理论探讨52
32单纯形等参元的平衡与协调53
33协调型非单纯形等参元的合理性58
34协调型非单纯形等参元的局限性63
35杂交元的平衡与协调64
36平衡型解析试函数法的理论基础68
37非协调元与广义协调元理论82
38超协调元理论86
39数值算例96
310小结105
参考文献105
第4章板壳结构的有限元模型110
41基于薄板理论的板单元110
42基于厚板理论的板单元113
43基于离散Kirchhoff理论的DKT板
单元115
44基于解析试函数的板单元116
45板壳单元的闭锁问题123
46小结133
参考文献134
第5章实体结构的解析试函数136
51引言136
52各向异性材料的三维问题的解析试
函数136
53正交各向异性材料的三维问题的
解析试函数139
54横观各向同性材料三维问题的解析试
函数141
55各向同性材料三维问题的特征方程
解法143
56胡海昌解的独立性证明159
57王敏中解与胡海昌解线性关系的
比较164
58三维弹性力学超协调元理论167
59小结173
参考文献173
第3篇有限元软件开发理论
第6章工程结构软件分析求解算法及
求解器177
61结构总体刚度矩阵的细胞稀疏存储
方案177
62线性方程组直接解法求解器178
63线性方程组迭代解法及相关求解器180
64固有振动分析及广义特征值问题
求解185
65结构动力响应分析的振型叠加法192
66结构动力响应分析的隐式直接
积分法193
67结构动力响应分析的显式直接
积分法197
68小结204
参考文献204
第7章索结构有限元非线性分析207
71索结构几何非线性问题208
72索结构的等参元理论210
73解析型索单元215
74退化型索单元221
75悬链线型滑移索单元222
76直线型滑移索单元233
77动力时程分析理论238
78人工弹簧法254
79小结260
参考文献260
第4篇工程结构分析理论进展
第8章工程结构中应力奇点分析268
81边界型有限元法269
82含裂纹、切口结构静力分析285
83多边形裂尖奇异单元HSFCrack292
84准静态裂纹扩展模拟306
85小结321
参考文献322
第9章面向CAE/CAD的有限元326
91CAE/CAD的几何数据特点326
92NURBS曲面328
93结构化网格与非结构化网格330
94网格生成333
95网格质量与优化340
96等几何分析方法352
97小结355
参考文献355
第10章典型工程结构的有限元
模型359
101建筑工程中的有限元模型359
102桥梁工程中的有限元模型367
103工业基础中的有限元模型371
104工业筒仓结构中的有限元模型375
105隧道工程中的有限元模型376
106建模脚本代码380
107小结391
参考文献391
ⅨⅩ
