有限元基础教程

曾攀

出版时间

2012-07-01

ISBN

9787040258417

评分

★★★★★
书籍介绍

全书包括两大部分,共分 9 章。第 1 部分为有限元分析基本原理,包括第 1 ~ 5 章,内容有:绪论、有限元分析过程的概要、杆梁结构分析的有限元方法、连续体结构分析的有限元方法、有限元分析中的若干问题讨论;第 2 部分为有限元分析的典型应用领域,包括第 6 ~ 9 章,内容有:静力结构的有限元分析、结构振动的有限元分析、传热过程的有限元分析、弹塑性材料的有限元分析。《有限元基础教程》以基本变量、基本方程、求解原理、单元构建、典型例题、MATLAB 程序及算例、ANSYS 算例等一系列规范性方式来描述有限元分析的力学原理、程序编制以及实例应用;给出的典型实例都提供了完整的数学推演过程以及 ANSYS 实现过程。《有限元基础教程》的基本理论阐述简明扼要,重点突出,实例丰富,书中的两部分内容相互衔接,也可独立使用。适合于大学高年级学生作为课程教材,也适合...

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作者简介
清华大学机械工程系教授、博导、系主任(2005 ~),先进成形制造教育部重点实验室主任(2007 ~),中国机械工程学会塑性工程分会副理事长(2007 ~),担任《机械工程学报》、《工程力学》、《塑性工程学报》等五个学术期刊的编委,先后主持和参与包括国家级重点基金项目、863 项目、霍英东基金项目等科研项目 30 多个,发表论文 100 多篇,出版及翻译学术著作 6 本,长期主讲弹塑性力学及有限元方面的课程。 http://www.me.tsinghua.edu.cn/publish/jxx/6151/2011/20110112180513058191945/20110112180513058191945_.html
AI导读
编辑书评
  • 本书的真正价值在于重构了有限元教学的认知路径,将‘数学推导’与‘程序实现’强行绑定,打破了传统教材重公式轻实现的弊端。曾攀教授敏锐地捕捉到初学者最大的痛点——无法将抽象的变分原理转化为可计算的矩阵。通过提供完整的MATLAB源码和详细的ANSYS步骤,他不仅传授了知识,更传授了一种‘白盒’思维方式。这使得读者在面对商业软件时,不再是盲目点击按钮,而是能预判每一步操作的物理含义。尽管其在高深非线性问题上有所保留,但这种克制恰恰保证了基础概念的纯粹性与清晰度,是建立正确数值直觉的最佳基石。
  • 相较于同类教材如王勖成的《有限单元法》或Cook的《Concepts and Applications of Finite Element Analysis》,本书的独特优势在于极强的本土化教学适配性与实操导向。国外经典著作往往理论完备但代码示例陈旧或缺失,国内部分教材则偏向应试推导而忽视工程落地。本书恰好处于中间地带,既保留了严谨的力学推导,又引入了现代通用的MATLAB/ANSYS工具链。然而,其局限也显而易见:案例多为理想化模型,缺乏真实工程中常见的几何缺陷、材料不确定性等复杂因素的处理指导。因此,它是一本完美的‘启蒙书’,但绝非‘终极指南’,适合在研究生入学初期或工程师转型期作为案头常备参考。
核心看点
  • 本书构建了‘理论推导-代码实现-软件应用’的三维闭环。不同于传统教材仅停留在公式层面,曾攀教授通过MATLAB程序编写与ANSYS算例对照,将抽象的有限元离散化过程具象化。这种从底层逻辑到工程落地的完整链条,有效解决了初学者‘懂原理不会编程、会操作不懂机理’的认知断层,是极具实操价值的教学范式创新。
  • 强调解析解与数值解的同源性,破除对有限元的‘黑箱’迷信。书中极力展示有限元方法并非独立于经典力学之外的神秘算法,而是基于变分原理或加权残值法在特定基函数下的近似求解。通过一维阶梯杆等简单案例的逐步推演,作者揭示了有限元本质上是‘选区域、猜解、表达方程、组装求解’的逻辑延伸,降低了入门的心理门槛。
  • 采用标准化表征体系,兼顾基础理论与典型应用。全书分为原理与应用两部分,前者聚焦杆梁及连续体单元构建,后者覆盖静力、振动、传热及弹塑性四大领域。其独特之处在于提供完整的数学推演过程而非直接给结果,并配套光盘资源,使得内容既可系统学习也可按需查阅,体现了严谨的工程教育思维与灵活的教学适应性。
读者共识
  • 读者普遍认可其‘深入浅出’的教学风格,认为作者真正站在学生视角设计内容。许多评论指出,相比其他晦涩难懂的教材,本书语言平实,逻辑连贯,特别是通过视频课结合阅读的方式,极大地缓解了初学者的焦虑感。大家一致认为这是一本难得的‘说人话’的技术入门书,能有效填补课堂理论与自学实践之间的空白。
  • 高度肯定MATLAB编程实例的价值,认为这是本书区别于纯理论书籍的最大亮点。读者反馈称,通过亲手实现简单的杆梁单元求解,终于理解了‘自由度’、‘坐标变换’等概念的实际意义,不再被软件界面背后的‘咒语手册’所唬住。这种从底层代码出发的训练,被认为是对抗有限元‘黑箱效应’的最有效手段。
  • 部分读者指出本书主要适用于‘大致入门’阶段,对于进阶需求略显单薄。虽然前四章评价极高,但有声音认为后半部分的典型应用领域讲解不够详尽,尤其是针对复杂工程问题的处理技巧较少。总体共识是:作为第一本有限元教材非常优秀,但若想成为仿真专家,仍需在此基础上补充更多专业领域的深度文献与实践项目。
目录
第1部分 有限元分析基本原理
第1章 绪论
1.1 概况
1.2 有限元方法的历史
1.3 有限元分析的作用

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用户评论
这本书非常适合入门 曾老师很为学生着想 知道学生真正缺的是什么 不长期深入一线教学并且和学生沟通是无法明白的
大致入门
前面四章可以稍微入个门。
导师
它出现在我的书单里是因为确实写的不错,深入浅出
结合视频课,真的是一本非常好的有限元入门书,从最基础的地方讲起,一步一步构建起有限元方法。书上还有有限元模型的MATLAB编程,解决了研一小白的很多困惑,感谢曾老师!
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