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出版者:机械工业出版社

作者:陈火红

出品人:

页数:484

译者:

出版时间:2002-4-1

价格:55.00

装帧:平装（带盘）

isbn号码:9787111100546

丛书系列:

图书标签:

• Marc有限元实例分析
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有限元分析：理解与实践 本书旨在为读者提供一个清晰、深入的有限元分析（FEA）学习路径，涵盖其基本原理、核心概念以及在工程实践中的应用。我们不专注于某个特定软件的命令操作，而是致力于构建读者对有限元方法本身的深刻理解，从而能够触类旁通，灵活运用各种有限元分析工具解决实际问题。 核心内容概览： 第一部分：有限元法的基石 本部分将从概念层面引导读者逐步认识有限元分析的精髓。 什么是有限元分析？ 我们将从宏观角度解释有限元分析的本质——如何将复杂的连续体问题离散化为一系列离散的、易于求解的单元，从而近似求解原问题。我们将探讨其在结构力学、热传导、流体力学等领域的普遍适用性。 离散化的思想： 深入剖析“离散化”这一核心思想。我们将讲解如何将几何模型划分为有限数量的、形状简单的“单元”，以及如何在这些单元的节点上定义未知量。 插值函数（形函数）的构建： 这是有限元法的关键步骤之一。我们将详细介绍如何选择和构建合适的插值函数（形函数）来近似单元内的场变量（如位移、温度等）。我们会涵盖一维、二维和三维单元的典型形函数，例如线性、二次插值等，并解释其选择的依据和影响。 力的等效原理与虚功原理： 我们将深入探讨两种重要的推导方法：力的等效原理（也称为直接刚度法）和虚功原理（变分法）。通过对这两种方法的透彻理解，读者将能够从根本上理解有限元方程的形成过程。我们将从物理意义和数学推导上阐述它们是如何将连续体问题转化为代数方程组的。 单元刚度矩阵的形成： 基于插值函数和力的等效原理或虚功原理，我们将详细推导各种典型单元（如杆单元、梁单元、三角形单元、四边形单元、四面体单元、六面体单元等）的刚度矩阵。读者将理解刚度矩阵如何反映单元的力学特性。 整体刚度矩阵的组装： 讲解如何将各个单元的刚度矩阵按照节点连接关系组装成全局的、描述整个结构的整体刚度矩阵。我们将介绍节点编号、单元连接等概念，以及相应的组装策略。 边界条件的施加： 有限元分析必须考虑边界条件。我们将详细讲解如何施加各种类型的边界条件，包括固定边界（位移约束）、指定载荷（力的施加）以及其他类型的约束，例如对称性约束、周期性边界条件等。 求解线性方程组： 介绍求解整体刚度矩阵方程（[K]{u} = {F}）的常用数值方法，如高斯消元法、LU分解、迭代法（如共轭梯度法）等，并讨论它们的优缺点和适用场景。 第二部分：深入与扩展 本部分将在第一部分的基础上，进一步探讨有限元分析的复杂性与高级应用。 非线性分析： 现实世界中的许多问题并非线性。我们将介绍几种常见的非线性分析类型，包括几何非线性（大位移、大转动）、材料非线性（塑性、屈服）以及接触非线性。我们将探讨迭代求解方法，如牛顿-拉夫逊法，以及其收敛性问题。 动态分析： 涉及随时间变化的载荷或响应的问题需要进行动态分析。我们将介绍模态分析（计算固有频率和振型）、瞬态动力学分析（响应随时间演变）以及稳态动力学分析。我们将讨论质量矩阵、阻尼矩阵的构建及其在动力学方程中的作用。 热-结构耦合分析： 许多工程问题同时涉及热载荷和结构响应。我们将讲解如何进行热-结构耦合分析，即计算温度场分布如何影响结构变形和应力，以及结构变形如何反馈影响温度场。 接触分析： 在多体结构中，接触是常见的现象。我们将深入探讨接触的建模方法，包括节点-面接触、面-面接触等，以及相关的接触算法和罚函数法、拉格朗日乘子法等。 网格划分与质量： 网格的质量直接影响分析结果的精度和可靠性。我们将详细介绍网格划分的策略，包括结构化网格和非结构化网格，以及影响网格质量的因素（如单元畸变、长宽比等）和改善网格质量的方法。 后处理与结果解读： 分析完成后，如何有效地解读结果至关重要。我们将讲解如何查看和可视化位移、应力、应变、温度等结果，如何进行误差估计，以及如何根据分析结果做出工程判断。 第三部分：实践与案例 本部分将通过具体的工程示例，展示有限元分析在解决实际问题中的威力。 梁的弯曲与振动分析： 通过简单的梁结构，演示如何建立模型、施加边界条件、进行静态弯曲分析和模态分析。 二维平面应力/应变分析： 以一个带有载荷的平板为例，展示如何进行二维有限元分析，计算应力分布。 三维结构的静力学分析： 选取一个常见的三维结构（如支架、连接件），演示三维模型的建立、网格划分、载荷和约束施加以及结果分析。 热传导分析： 以一个发热部件为例，演示如何进行稳态或瞬态热传导分析，计算温度分布。 （可选）一个简单的非线性或动力学算例： 根据读者的需求和本书的侧重点，可能会包含一个简单的非线性（如材料屈服）或动力学（如碰撞响应）的入门级案例。 学习本书，您将获得： 扎实的理论基础： 深刻理解有限元分析的数学原理和推导过程，摆脱对“黑箱”软件的依赖。 问题分析能力： 掌握如何将实际工程问题转化为有限元模型，选择合适的分析类型和单元。 结果评估能力： 能够独立评估有限元分析结果的可靠性，进行误差分析，并做出合理的工程判断。 软件应用指导： 虽然本书不侧重于软件操作，但建立的坚实理论基础将帮助您更高效、更准确地掌握任何主流的有限元软件。 无论您是工程专业的学生、有经验的工程师，还是对科学计算感兴趣的探索者，本书都将为您开启通往有限元分析世界的精彩旅程。我们将引导您循序渐进，从基础到进阶，最终成为一名能够独立运用有限元分析解决复杂工程挑战的实践者。

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我对有限元分析技术一直抱有浓厚的兴趣，并且深知 Marc 软件在解决复杂工程问题方面的强大能力。然而，作为一个初学者，我常常感到无从下手，对软件的操作流程和理论应用都存在一些困惑。我希望这本“Marc有限元实例分析教程”能够成为我学习的得力助手，填补我在这方面的知识和技能空白。我非常期待书中能够包含一系列具有代表性的工程实例，这些实例能够涵盖我感兴趣的领域，比如机械设计、材料力学、结构分析等。 我希望教程能够提供非常清晰、直观的操作步骤，包括从模型的创建、材料属性的定义、载荷和边界条件的施加，到网格的划分、求解器的设置，以及结果的查看和分析。我希望书中能够有丰富的图示和详细的解释，让我能够一步步地跟随，并且理解每一步操作背后的物理原理和工程意义。我尤其看重教程中关于如何选择合适的单元类型、如何进行网格收敛性分析、以及如何评估计算结果可靠性的内容，这些都是我在实际应用中非常需要掌握的关键技能。

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我对这本书寄予了厚望，希望它能成为我在 Marc 有限元分析领域学习路上的重要指引。我之前尝试过其他有限元软件的学习，但总感觉在实际操作层面存在一些障碍，主要原因在于缺乏足够贴近实际工程问题的案例。我特别希望这本“Marc有限元实例分析教程”能够弥补这一不足。我希望书中的实例能够涵盖一些我工作中经常遇到的问题，例如，在汽车零部件设计中，如何通过 Marc 进行碰撞分析；在航空航天领域，如何进行高强度材料的应力集中分析；在生物工程领域，如何模拟人体组织的力学行为。 我非常看重教程的“实用性”，这意味着书中的方法和技巧都应该是经过实践检验的，并且能够直接应用到实际的工程项目中。我希望能够通过学习这些案例，快速掌握 Marc 软件在不同工程场景下的应用技巧，提升我的问题解决能力。另外，我也关注书中的“进阶”内容，如果能包含一些更复杂、更具挑战性的案例，比如多物理场耦合分析、动态分析、损伤力学等，那将是锦上添花。我期待这本书能提供一个由浅入深的学习路径，让我能够从基础操作逐步过渡到高级功能的掌握。

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这本书，我本是抱着一丝期待，又夹杂着几分忐忑来翻开的。我对有限元分析这个领域一直有浓厚的兴趣，但苦于一直没有找到一本真正能够带领我入门、并且深入理解其精髓的教材。市面上各种书籍琳琅满目，有的过于理论化，让人望而却步；有的则过于碎片化，难以形成系统性的认知。当我看到“Marc有限元实例分析教程”这个书名时，我immediately被“实例分析”这四个字吸引了。我深知，对于一个复杂的工程计算方法，光有理论是远远不够的，必须通过大量的实例去理解其应用场景、步骤以及结果的解读。这本书的定位，似乎正是我所需要的。 我希望通过这本书，能够逐步掌握 Marc 软件的基本操作，理解其在各个工程领域中的应用，例如结构力学、热力学、流体力学等。我期待书中的实例能够覆盖从基础到进阶的各个层面，能够让我逐步建立起对有限元分析的信心。同时，我也希望这本书的语言能够清晰易懂，避免过多的专业术语堆砌，能够让像我这样初学者也能轻松理解。尤其是在模型建立、网格划分、边界条件施加、载荷定义以及结果后处理等关键步骤上，我希望能看到详细的操作演示和讲解，让我能够一步步地模仿，最终掌握这些技能。

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对于一本“教程”来说，我最看重的莫过于其“可学性”和“可操作性”。我希望这本书不仅仅是罗列 Marc 软件的功能，而是能真正地通过一个个精心设计的实例，教会读者如何将有限元方法应用于实际工程问题。我期待书中的案例能够贴近实际的工程需求，比如在机械设计领域，如何分析轴的弯曲应力，如何进行模态分析以避免共振；在建筑工程领域，如何模拟桥梁结构的受力情况，如何进行地震响应分析。 我希望在阅读过程中，能够跟随作者的指导，一步步地完成案例的建模、分析和结果的解读。我需要书中提供清晰的指导，包括如何选择合适的单元类型、如何设置材料属性、如何施加边界条件和载荷，以及如何理解和验证计算结果。更重要的是，我希望这本书能够培养我的“工程思维”，不仅仅是机械地执行操作，而是能够理解每一步操作背后的物理意义和工程原理。例如，在网格划分时，为何要采用某种网格密度，不同网格密度对结果会产生什么影响，这些都是我非常希望能从书中获得的宝贵经验。

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这本书在装帧设计上给人一种专业而沉稳的感觉，这让我对其中内容的严谨性有了一定的初步好感。翻开书页，首先映入眼帘的是对有限元方法基本理论的简要回顾，虽然不是重点，但这种循序渐进的引入方式，有助于读者快速进入状态，也避免了直接跳到案例分析可能带来的生疏感。我特别关注的是案例的选择，是否能够真实地反映工程实践中的典型问题。例如，在结构分析方面，是否包含了梁、板、壳等基本构件的应力、位移分析，以及接触、非线性等复杂问题的处理；在热分析方面，是否涉及了稳态和瞬态传热，以及热-结构耦合分析。 对于教程而言，清晰的图文结合是至关重要的。我希望书中的截图能够足够清晰，并且标注明确，让我能够准确地对应到 Marc 软件的各个功能模块和操作按钮。同时，每一个案例的分析过程，从前处理到求解再到后处理，都应该有详尽的步骤说明，并附带作者的思考和经验分享，比如在网格划分时需要注意什么，如何选择合适的单元类型，边界条件和载荷施加的合理性判断等等。我期望这本书能帮助我理解“为什么”要这么做，而不仅仅是“怎么”做。

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我对这本“Marc有限元实例分析教程”的期待，很大程度上源于我对有限元方法本身的浓厚兴趣，以及希望通过实际案例来掌握 Marc 软件的愿望。我一直认为，理论知识固然重要，但如果不能付诸实践，其价值就会大打折扣。我希望这本教程能够提供丰富的、贴近实际工程问题的实例，让我能够真正地将理论知识转化为解决实际问题的能力。 我希望书中的案例能够涵盖广泛的工程领域，例如机械工程中的应力分析、振动分析，材料科学中的断裂力学分析，以及结构工程中的动力响应分析等。我希望教程能够提供详细的操作指南，从模型的前处理、求解的设置，到结果的后处理与解读，每一个环节都应该有清晰的步骤和说明。尤其是在模型建立和网格划分方面，我希望能够学到一些实用的技巧，以便能够建立更准确、更可靠的模型。同时，我也希望书中能够包含一些对 Marc 软件高级功能的介绍和应用，例如参数化建模、优化设计等，这将使我受益匪浅。

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作为一名对工程计算充满好奇的学习者，我一直希望能够深入了解有限元分析的强大之处，而 Marc 作为一款知名的有限元分析软件，自然是我关注的焦点。我一直觉得，理解一个复杂的软件，最好的方式就是通过实际的案例去实践。因此，我非常期待这本“Marc有限元实例分析教程”能够为我打开这扇门。我希望这本书能够提供一系列精心挑选的、能够体现 Marc 软件强大功能的工程实例。 我希望这些案例能够从基础的静力分析开始，逐步深入到更复杂的领域，例如材料非线性、接触非线性、动态响应分析、以及多物理场耦合分析等。我希望教程能够提供清晰、细致的操作步骤，包括从模型的几何构建、材料属性的定义、边界条件和载荷的施加，到网格的划分策略、求解器的选择与参数设置，再到结果的查看、分析与可视化。我尤其看重书中能够提供对计算结果的合理性判断和工程意义的解读，这能够帮助我建立正确的工程思维。

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对于任何一门技术，尤其是像有限元分析这样复杂而精密的工程工具，实践是检验和掌握其能力的唯一途径。我一直在寻找一本能够真正带领我进入 Marc 软件世界的“敲门砖”，而“Marc有限元实例分析教程”这个书名，无疑正是我所需要的。我希望这本书不仅仅是罗列软件的功能，而是能通过一系列精心设计的、能够反映真实工程问题的案例，让我理解 Marc 软件是如何解决这些问题的。 我特别关注书中的实例是否能够涵盖一些我日常工作或学习中可能遇到的典型场景。例如，在结构分析方面，是否能看到关于复杂几何体应力集中的分析，或者关于材料疲劳寿命的预测；在热分析方面，是否能有关于瞬态热传导和热应力耦合的案例。我希望这本书能够提供非常详细的操作步骤，包括从建立几何模型、定义材料属性、施加边界条件和载荷，到网格的划分、求解器的选择、以及结果的后处理和验证。我希望能够通过跟随这些步骤，真正地理解每一步操作的意义，并最终能够独立地运用 Marc 软件解决工程问题。

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我对这款 Marc 有限元分析软件一直抱有浓厚的兴趣，也深知其在许多复杂工程问题上的强大应用能力。然而，作为一个初学者，我常常感到无从下手，尤其是在面对众多的功能选项和参数设置时，往往会感到力不从心。我希望这本“Marc有限元实例分析教程”能够填补我在这方面的知识空白，提供一个系统、完整的学习框架。我特别期待书中能够包含一系列具有代表性的工程案例，这些案例应该涵盖机械、土木、航空航天等多个领域，并且能够展示 Marc 软件在处理各种复杂工况下的能力。 我希望通过这本书，我能够掌握从模型建立、材料属性定义、载荷和边界条件施加、网格划分、求解器设置，到结果的后处理与验证的完整流程。每一个步骤都应该有详细的操作指南和说明，并且配以清晰的图示，以便我能够更好地理解和模仿。我尤其关注那些能够体现 Marc 软件独特优势的案例，比如其在非线性分析、接触分析、疲劳分析等方面的应用。如果书中还能提供一些关于如何优化模型、提高计算效率的技巧，那将对我帮助巨大。

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当我拿到这本“Marc有限元实例分析教程”时，我的第一个感觉是它看起来非常“接地气”。封面设计虽然简洁，但透着一股扎实的工程气息，这让我对书中内容充满了期待。我一直以来对有限元分析都怀有极大的热情，但苦于缺乏一个能够真正带我领略其精髓的入门向导。我希望这本教程能够做到的是，不仅仅是教我如何操作 Marc 软件，更重要的是，能让我理解在每一个操作背后所蕴含的工程原理和物理概念。 我非常看重教程的实例设计，我希望这些实例能够覆盖我可能在实际工作中遇到的各种问题，比如在结构力学方面，我想了解如何分析复杂曲面部件的应力集中，如何模拟焊接接头的应力分布；在热力学方面，我想知道如何进行复杂几何体的瞬态热传导分析，如何评估散热器的热性能。我期望书中能够提供详尽的步骤说明，清晰的图例，以及对结果的深入解读，让我能够理解分析的意义，并学会如何根据结果来指导工程设计。如果书中还能包含一些对常见错误处理的建议，那将是极大的帮助。

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