具体描述
内容简介
《基于MATLAB的有限元法与ANSYS应用》主要阐述有限元法的基本原理、程序设计技术、有限元软件的应用，包括上、下两篇共12章。上篇（第1～7章）为基于MATLAB的有限元法，主要阐述有限元法的基本概念和理论基础、MATLAB的应用基础、杆系结构的有限元法、杆系结构的程序设计、弹性平面问题的有限元法、弹性平面问题的程序设计的内容。下篇（第8～12章）为ANSYS的应用实例，主要阐述静力学分析实例、非线性力学分析实例、接触分析实例、动力学分析实例、屈曲分析实例等。
《基于MATLAB的有限元法与ANSYS应用》可作为机械工程、土木工程、石油工程、航天工程、船舶与海洋工程、工程力学等理工科专业本科生和研究生的教学用书，还可作为相关领域的工程技术人员和科研工作者学习和实践有限元法的参考用书。
目录
上篇 基于MATLAB的有限元法
第1章 有限元法理论基础
1.1 有限元法概述
1.1.1 有限元法基本概念
1.1.2 有限元法发展历史
1.1.3 有限元法工程应用
1.2 弹性力学基础
1.2.1 弹性力学概述
1.2.2 平衡方程
1.2.3 几何方程
1.2.4 物理方程
1.2.5 边界条件
1.3 能量原理和加权余量法
1.3.1 虚位移原理
1.3.2 势能原理
1.3.3 加权余量法
第2章 MATLAB应用基础
2.1 MATLAB应用入门
2.1.1 指令窗口运算
2.1.2 指令窗口操作
2.1.3 指令历史窗口
2.1.4 工作空间窗口
2.2 MATLAB基本运算
2.2.1 向量运算
2.2.2 矩阵运算
2.2.3 数组运算
2.2.4 多项式运算
2.3 MATLAB程序设计
2.3.1 M文件介绍
2.3.2 参数与变量
2.3.3 程序结构
2.4 MATLAB绘图功能
2.4.1 直角坐标图
2.4.2 极坐标图
2.4.3 对数坐标图
第3章 杆系结构有限元法一矩阵位移法
3.1 概述
3.2 单元刚度分析
3.2.1 二力杆单元
3.2.2 平面梁单元
3.2.3 平面桁架杆单元
3.2.4 平面刚架杆单元
3.2.5 单元刚度矩阵的性质
3.3 单元坐标变换
3.3.1 平面桁架杆单元的坐标变换
3.3.2 平面刚架杆单元的坐标变换
3.4 整体分析与总体刚度矩阵集成
3.4.1 整体分析
3.4.2 总体刚度矩阵集成
3.5 约束处理和非结点载荷简化
3.5.1 约束处理
3.5.2 非结点载荷简化
3.6 实例分析
第4章 平面桁架的程序设计
4.1 平面桁架的程序结构
4.2 平面桁架的主控变量和数据描述
4.2.1 平面桁架的主控变量
4.2.2 平面桁架的数据描述
4.3 平面桁架的功能函数
4.3.1 单元刚度矩阵函数
4.3.2 总体刚度矩阵函数
4.3.3 载荷列阵函数
4.3.4 约束处理函数
4.3.5 结点位移函数
4.3.6 单元内力函数
4.4 平面桁架计算程序
4.4.1 主程序
4.4.2 前处理程序
4.4.3 后处理程序
4.5 平面桁架的计算实例
4.5.1 计算实例（一）
4.5.2 计算实例（二）
第5章 平面刚架的程序设计
第6章 弹性平面问题有限元法
第7章 弹性平面问题的程序设计
下篇 ANSYS的应用实例
第8章 ANSYS线性静力分析
第9章 ANSYS非线性分析
第10章 ANSYS接触分析
第11章 ANSYS动力分析
第12章 ANSYS屈曲分析
主要参考文献
前言/序言
用户评价
我最近翻阅了一本名为《基于MATLAB的有限元法与ANSYS应用》的书，虽然我还在慢慢消化其中的知识，但它给我留下的深刻印象是毋庸置疑的。这本书在我学习有限元方法（FEM）的过程中扮演了非常重要的角色，尤其是在我初次接触这一复杂但强大的数值分析工具时。在过去，我对有限元法的理解更多停留在理论层面，那些密密麻麻的积分方程和矩阵变换一度让我望而却步。然而，这本书的出现，像一盏明灯，照亮了我前进的道路。它没有简单地罗列公式，而是通过清晰的逻辑和由浅入深的讲解，逐步揭示了有限元法的内在奥秘。最让我感到惊喜的是，书中将理论与实践紧密结合，不仅仅停留在“怎么算”上，更深入探讨了“为什么这么算”以及“算出来的结果有什么意义”。MATLAB作为一种强大的工程计算软件，其在本书中的应用尤为突出。我过去也曾接触过MATLAB，但总觉得它更像一个强大的计算器，缺乏系统性的工程应用框架。这本书则将MATLAB的强大功能融入到有限元法的求解过程中，通过实际的编程示例，我能够亲手实现从模型离散化到边界条件施加，再到最终结果可视化的全过程。这种“动手做”的学习方式，极大地加深了我对有限元原理的理解，也让我体会到了编程在科学研究中的魅力。更重要的是，书中在讲解MATLAB应用时，并没有止步于简单的代码堆砌，而是对代码的每一部分都进行了详细的解释，甚至还提供了不同实现方式的对比，让我能够更好地理解其背后的思想。此外，ANSYS作为业界领先的工程仿真软件，在本书中的应用也是一个亮点。虽然我个人对ANSYS的熟悉程度不如MATLAB，但通过书中对ANSYS操作的介绍，我看到了将有限元理论应用于实际工程问题的强大潜力。书中通过具体的案例，展示了如何利用ANSYS进行复杂的结构分析、热分析等，这些都让我对工程仿真有了更直观的认识。总的来说，这本书不仅仅是一本教材，更像是一位循循善诱的导师，它引导我一步步踏入了有限元法的世界，并让我看到了理论与实践相结合的巨大能量。它为我未来的学术研究和工程应用打下了坚实的基础，让我对能够运用这些工具解决实际问题充满了信心。
评分这本书最让我欣赏的一点是其高度的实用性和前瞻性。在如今工程领域，理论知识的掌握固然重要，但能够将其转化为实际生产力，解决工程难题，才是衡量技术能力的关键。而《基于MATLAB的有限元法与ANSYS应用》正是这样一本能够帮助读者实现这一转化的书籍。它没有停留在抽象的理论推导，而是将有限元法的核心概念与MATLAB这个强大的工程计算平台紧密结合。在MATLAB部分，作者提供了大量精炼且具有代表性的代码示例，覆盖了从基础的二维平面问题到更复杂的梁、板结构分析。我尤其喜欢书中关于“网格生成”和“单元划分”的讲解，这部分内容对于构建真实的有限元模型至关重要，而书中通过MATLAB代码演示了如何手动生成网格，以及如何利用现有的函数来处理更复杂的几何形状。这让我能够理解网格质量对计算结果的影响，并学会在实践中进行优化。此外，书中对“边界条件”和“载荷施加”的详细讲解，也让我受益匪浅。我过去在处理这些问题时常常感到迷茫，不知道如何将实际的物理约束和载荷转化为数值模型。这本书通过清晰的图示和代码示例，让我明白了如何通过矩阵操作来有效地施加这些条件，从而得到准确的计算结果。而ANSYS的应用部分，虽然我个人目前的应用场景更多是在MATLAB上进行一些探索性的研究，但书中对ANSYS的介绍，让我看到了未来更广阔的发展空间。它展示了ANSYS在处理大规模、高复杂度的工程问题时的强大能力，比如在航空航天、汽车制造等领域的应用。这让我意识到，掌握ANSYS这样的专业仿真软件，将是进入高端工程领域的重要敲门砖。这本书不仅教会了我“如何计算”，更重要的是教会了我“如何用计算解决问题”，这对于我未来的职业发展和学术研究都具有重要的指导意义。
评分坦白说，在我接触《基于MATLAB的有限元法与ANSYS应用》这本书之前，我对有限元法的理解更多停留在“知道有这么回事”的层面。那些抽象的数学公式和繁琐的推导，常常让我感到无从下手。然而，这本书的出现，像一把钥匙，为我打开了通往有限元法世界的大门。作者在讲解有限元法的核心概念时，并没有回避其数学上的严谨性，而是通过清晰的逻辑和由浅入深的讲解，逐步揭示了这些概念的内在奥秘。我尤其欣赏书中在讲解“形函数”和“单元位移插值”时，所采用的直观方式。书中通过图示和简单的数学推导，让我能够理解形函数如何描述单元内的位移变化，以及如何利用它们来近似连续体的变形。这种将抽象概念具体化的讲解，极大地降低了我的学习难度。而当理论部分逐渐深入后，书中便自然而然地引入了MATLAB的应用。这里的MATLAB示例代码，是我认为这本书最宝贵的价值所在。作者提供的代码不仅结构清晰、注释详尽，而且每一个代码片段都与前面的理论讲解紧密相连，让我能够非常容易地将学到的理论知识转化为可执行的程序。我尝试着去运行和修改这些代码，比如改变网格的疏密程度，或者施加不同的约束条件，然后观察计算结果的变化。这种“实践出真知”的学习方式，极大地加深了我对有限元法的理解，也让我体会到了MATLAB在工程计算中的强大威力。ANSYS的应用部分，虽然我个人目前的应用场景更多是在MATLAB上进行一些基础性的研究，但书中对ANSYS的介绍，让我看到了将有限元法应用于更复杂、更实际工程问题的巨大潜力。总而言之，这本书为我提供了一个系统、完整且易于学习的有限元方法学习框架，它不仅让我理解了有限元法的理论，更重要的是，它教会了我如何将这些理论应用于实际问题，并利用MATLAB等工具进行求解，为我未来的工程学习和研究打下了坚实的基础。
评分我必须说，《基于MATLAB的有限元法与ANSYS应用》这本书提供了一种非常独特的学习体验，它成功地将枯燥的数学理论与充满活力的工程实践巧妙地融合在一起。作者在讲解有限元法的核心概念时，并没有回避其背后的数学推导，相反，他选择了一种更加深入且富有启发性的方式。例如，在解释“变分原理”和“加权残量法”时，书中通过详细的推导过程，将这些抽象的数学概念与实际的物理问题联系起来，让我能够理解为什么有限元法能够有效地近似求解偏微分方程。我特别喜欢书中对于“单元刚度矩阵”和“单元质量矩阵”的推导，作者通过对能量泛函或残量方程的积分，逐步构建出这些关键的矩阵，并解释了其中每一个项的物理意义。这让我不再是仅仅记住公式，而是能够理解公式的由来和应用。而当我带着这些理论知识去学习MATLAB的应用时，我感到豁然开朗。书中提供的MATLAB代码，不仅仅是实现了理论公式的计算，更重要的是，它展示了如何将有限元法的思想转化为具体的编程逻辑。我曾尝试着去修改书中的一些例子，比如改变网格的划分方式，或者施加不同的载荷，然后观察计算结果的变化。这种实践过程，让我对有限元法的敏感性和鲁棒性有了更直观的认识。而且，书中还提供了一些关于数值积分和矩阵求解的技巧，这些都是在实际编程中非常实用的内容。ANSYS的部分，虽然我个人的技术背景更偏向于编程和算法研究，但我仍然对书中对ANSYS在工程仿真领域的强大应用感到惊叹。书中通过一些生动的案例，展示了ANSYS在结构力学、热传导等领域的应用，让我看到了有限元法在解决现实世界工程挑战中的巨大潜力。这本书的这种理论与实践并重的教学方法，为我打开了理解和掌握有限元法的新视角，让我对未来的工程学习和研究充满期待。
评分从一个读者的角度来看，《基于MATLAB的有限元法与ANSYS应用》这本书最让我感受到的是其“知行合一”的学习理念。作者并没有简单地将有限元法的理论知识堆砌起来，而是始终围绕着“如何应用”这个核心展开。在理论部分，他详尽地解释了有限元法的基本原理，包括单元离散化、形函数插值、刚度矩阵组装以及边界条件处理等关键环节。让我印象深刻的是，书中在解释“单元刚度矩阵”的推导时，并没有仅仅给出最终的公式，而是从“虚功原理”出发，一步步地推导，并通过具体的例子展示了如何构建不同类型的单元刚度矩阵。这种由浅入深的讲解方式，让我在理解理论的同时，也能把握其内在的逻辑和物理意义。而当理论讲解告一段落，书中便紧密地引入了MATLAB的应用。这里的MATLAB示例代码，是我认为这本书最宝贵的财富之一。它们不仅仅是展示了如何实现理论上的计算，更重要的是，它们教会了我如何将有限元法的思想转化为可执行的程序。作者提供的代码非常规范，并且有详细的注释，让我能够清晰地理解每一行代码的功能，以及它与理论知识的对应关系。我尝试着去修改和运行这些代码，观察不同参数对计算结果的影响，这极大地加深了我对有限元法的直观理解。此外，书中还对ANSYS的应用进行了介绍，虽然我个人目前主要使用MATLAB进行研究，但ANSYS作为一款强大的工程仿真软件，其在实际工程中的应用场景和功能，通过书中的介绍，让我有了更清晰的认识。这本书真正地做到了将理论与实践相结合，它不仅仅教会了我“是什么”，更教会了我“怎么做”，这对于我这样希望将有限元法应用于实际工程问题的读者来说，是极其宝贵的。
评分在我看来，这本书最大的价值在于它能够有效地弥合理论与工程实践之间的鸿沟。很多时候，我们在课堂上学习的理论知识，在面对实际工程问题时，会显得有些脱节，不知道如何下手。这本书就很好地解决了这个问题。它不仅仅是介绍有限元法的数学原理，更重要的是，它教会了我们如何将这些原理应用到实际的工程分析中。MATLAB的部分，我非常喜欢它提供的具体编程示例。例如，在讲解如何处理边界条件时，书中不仅给出了理论上的解释，还给出了详细的MATLAB代码，演示了如何通过修改和施加边界节点位移或载荷来实现。这种“手把手”的教学方式，让我这种对编程稍有基础但不够熟练的读者，能够快速上手，并理解代码的逻辑。我尝试着去修改书中的一些示例参数，重新运行代码，观察结果的变化，这让我对有限元法的敏感性有了更直观的认识。书中的案例选择也十分贴合工程实际，涵盖了梁的弯曲、板的受力等基本但重要的工程问题。通过这些案例，我能够清晰地看到有限元法在解决这些问题时的优势。而ANSYS的应用部分，虽然我个人目前主要依赖MATLAB进行一些基础的研究性计算，但书中对ANSYS的介绍，为我打开了另一扇门。它让我了解到，对于更复杂、更实际的工程问题，ANSYS这样的商业软件是多么强大和便捷。书中通过一些典型的工程仿真场景，展示了ANSYS的强大功能，比如网格划分的策略，各种单元类型的选择，以及后处理的丰富可视化选项。这让我意识到，未来在从事更深入的工程研究或工作时，掌握ANSYS这类专业软件是必不可少的。这本书让我明白，有限元法并非高高在上的理论，而是切实可行的工程工具，它能够帮助我们理解和解决现实世界中的各种力学问题。这本书的这种桥梁作用，是我非常看重的一点。
评分坦白说，在阅读《基于MATLAB的有限元法与ANSYS应用》之前，我对有限元法的理解是零散且混乱的。我可能知道一些基本公式，但对于如何构建一个完整的FEM模型，如何解释计算结果，一直感到困惑。这本书的出现，就像在我脑海中搭建了一座清晰的知识体系。作者从最基础的“离散化”开始，详细解释了为什么需要将连续体划分为小的、有限的单元，以及不同单元类型的优缺点。然后，逐步引导我理解了“插值函数”和“形函数”的作用，以及它们如何被用来近似描述单元内的物理量（如位移、温度等）。让我印象深刻的是，书中在讲解“单元刚度矩阵”的推导时，并没有直接给出最终公式，而是从虚功原理出发，一步步地进行推导，并结合具体的例子，让我能够真正理解每一个推导步骤的物理意义。这种严谨而又易于理解的讲解方式，是我在其他很多教材中都很少见到的。当理论部分逐渐深入后，书中自然而然地引入了MATLAB的应用。这里，我必须强调，书中的MATLAB代码示例是这本书的灵魂之一。它不仅仅是提供了可以运行的代码，更重要的是，它详细解释了每一段代码的功能，以及它与理论知识的对应关系。比如，在讲解如何施加约束条件时，书中给出了两种常用的方法，并通过MATLAB代码进行了清晰的演示，这让我能够根据不同的问题选择最合适的方法。而且，作者还提示了一些在编程过程中可能遇到的陷阱和注意事项，这对于初学者来说是极其宝贵的经验。ANSYS的部分，虽然我目前还没有机会深入使用，但书中通过图文并茂的方式，介绍了ANSYS在处理复杂模型时的强大能力，比如高级网格划分技术和多物理场耦合分析。这让我对有限元法在现代工程仿真中的地位有了更深的认识，并激发了我进一步学习ANSYS的兴趣。总的来说，这本书为我提供了一个从零开始系统学习有限元法的完整框架，让我能够理解其核心原理，并掌握将其应用于实际问题的方法，极大地提升了我对这一领域的信心。
评分我个人在学习有限元法时，常常会陷入理论和实践脱节的困境。我能理解书中的公式和推导，但不知道如何在实际问题中应用它们，也不知道如何利用编程工具来解决这些问题。《基于MATLAB的有限元法与ANSYS应用》这本书，恰恰解决了这个痛点。它以一种非常独特的方式，将抽象的数学理论与MATLAB这个强大的工程计算平台紧密地结合起来。让我印象最深刻的是，书中在讲解有限元法的核心概念时，总是伴随着相应的MATLAB代码示例。例如，在解释“单元刚度矩阵”的构建时，书中不仅提供了详细的理论推导，还给出了可以直接运行的MATLAB代码，演示了如何利用数值积分和形函数来计算单元刚度矩阵。这种“理论+代码”的学习模式，让我能够立刻将学到的理论知识付诸实践，并立即看到计算结果。而且，书中的MATLAB代码不仅功能强大，而且写得非常清晰，带有详细的注释，这让我这种对编程稍有基础但不够熟练的读者，也能够轻松地理解和学习。我曾尝试着去修改书中的代码，比如改变网格的划分方式，或者施加不同的载荷，然后观察计算结果的变化。这种“动手做”的学习方式，极大地加深了我对有限元法原理的理解，也让我体会到了编程在科学研究中的魅力。ANSYS的部分，虽然我个人目前的应用场景更多是在MATLAB上进行一些基础性的研究，但书中对ANSYS的介绍，让我看到了将有限元法应用于更复杂、更实际工程问题的巨大潜力。总的来说，这本书为我提供了一个系统、完整且易于学习的有限元方法学习路径，它不仅让我理解了有限元法的理论，更重要的是，它教会了我如何将这些理论应用于实际问题，并利用MATLAB等工具进行求解，为我未来的工程学习和研究打下了坚实的基础。
评分这本书给我最直观的感受是其内容的组织和呈现方式非常出色。在学习有限元方法这样技术性极强的领域，清晰的结构和易于理解的语言至关重要，而《基于MATLAB的有限元法与ANSYS应用》恰恰在这方面做得非常到位。从绪论部分开始，作者就为读者描绘了一个清晰的学习路径，首先回顾了有限元法的基本概念和发展历程，为我们这些初学者建立了一个宏观的认识框架。接着，书中循序渐进地深入到理论细节，比如如何将连续体离散化为有限单元，如何建立单元的刚度矩阵和质量矩阵，以及如何通过组装这些单元矩阵来构建整体方程组。这些理论讲解非常注重概念的引入和公式的推导过程，作者并没有回避数学上的严谨性，但同时又能巧妙地将复杂的数学概念用直观的语言解释清楚，甚至辅以图示来说明，这大大降低了理解门槛。让我印象深刻的是，书中对于“形函数”的讲解，这是有限元法的核心之一，作者通过多种不同类型的形函数，详细阐述了它们的性质和选择依据，并举例说明了如何利用它们来近似描述单元内的位移场。这种对细节的深入挖掘，让我对形函数有了更透彻的理解，不再是死记硬背的公式，而是能够理解其物理意义和数学构造。而当理论讲解告一段落，书中便自然地引入了MATLAB的应用。这里我必须要夸赞的是，书中的MATLAB示例代码写得非常规范、清晰，并且有详细的注释，几乎可以让你一行一行地跟着学习。它不仅展示了如何用MATLAB实现理论中的计算过程，更重要的是，它教会了我如何将有限元理论转化为可执行的代码，如何通过编程来解决实际问题。这对于我而言，是一个巨大的飞跃，从理论的学习者变成了实践者。而ANSYS的部分，虽然我还没有深入研究，但书中对ANSYS界面的介绍和基本操作演示，让我看到了将理论应用到工程实践中的巨大可能性。总而言之，这本书的设计和编写都体现了作者深厚的功底和对教学的热忱，它提供了一个系统、完整且易于学习的有限元方法学习体验，为我这样希望系统掌握有限元法的读者提供了极大的便利。
评分在我对有限元法学习的整个过程中，《基于MATLAB的有限元法与ANSYS应用》这本书无疑是我遇到过的最系统、最全面的学习资料之一。它的内容涵盖了从最基础的理论概念到实际的软件应用，几乎可以满足一位初学者从入门到进阶的所有需求。我尤其欣赏作者在讲解理论时所采用的“循序渐进”的教学策略。他没有一开始就抛出复杂的数学公式，而是从最直观的物理概念入手，比如如何将一个连续的物体离散化为一系列小的、相互连接的单元。然后，逐步引入“插值函数”和“形函数”的概念，并详细解释了它们在近似描述单元内物理量（如位移、温度）方面的作用。让我印象深刻的是，书中在推导“单元刚度矩阵”时，用了大量篇幅来解释虚功原理和最小势能原理，并在此基础上进行详细的数学推导。这种严谨的理论讲解，让我不仅理解了公式本身，更理解了其背后的物理意义和数学基础。当理论部分讲解得差不多的时候，书中便自然地过渡到了MATLAB的应用。这里，我必须再次强调，书中的MATLAB代码示例是这本书的亮点。作者提供的代码不仅结构清晰、注释详细，而且每一个代码片段都紧密联系着前面的理论知识，让我能够非常容易地将理论与实践相结合。我曾尝试着去运行书中的代码，并根据自己的想法进行一些小小的修改，比如改变边界条件或材料属性，然后观察计算结果的变化。这种“动手实践”的过程，极大地加深了我对有限元法的理解，也让我体会到了MATLAB在工程计算中的强大之处。ANSYS的部分，虽然我个人目前的应用场景主要集中在MATLAB上，但书中对ANSYS界面的介绍和基本操作演示，让我对这个强大的工程仿真软件有了初步的认识，也激发了我未来学习和使用ANSYS的兴趣。这本书的全面性和实用性，为我提供了一个坚实的有限元法学习基础，让我对未来在工程领域的深入探索充满了信心。
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评分还不错，包装的很仔细，是很好，会继续买的
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评分好评
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