有限元原理与程序可视化设计.pdf

前言FOREWORD有限元法从20世纪50年代中期发展至今，已成为工程实际中最有效、应用最广的一种数值方法，已在教学、科研及工程应用中普及使用，并取得了丰硕成果。2018年6月，“新时代全国高等学校本科教育工作会议”在四川大学召开，教育部党组书记、部长陈宝生在会议的讲话中明确指出：“要着力推进课程内容更新，将学科研究新进展、实践发展新经验、社会需求新变化及时纳入教材。”本书中有限元建模技术、有限元可视化程序设计就是根据实践发展新经验、社会需求新变化纳入有限元教材中的新内容。目前尚未发现与本教材中有限元建模实例与有限元可视化程序设计方面类似的书籍。有限元理论和有限元软件之间存在着巨大鸿沟，而有限元模型就是在这一鸿沟上架起的桥梁。利用有限元理论建立正确合理的有限元模型已成为衡量工程技术人员有限元应用水平的重要标志。没有正确的有限元模型，无法达到应用商用有限元软件解决工程实际问题的目的。在新工科背景下，掌握有限元建模技术对提高学生应用有限元方法解决工程实际问题的能力起到决定性的作用。有限元程序设计作为有限元理论实现的一部分，一直作为有限元教材的重要内容，但到目前为止，有限元程序设计仍停留在数据文件时代，不能满足随时可以看到结果、程序与结果调整同步的可视化社会需求。可视化技术的发展与相应有限元商用软件极具诱惑的前后处理功能已为有限元程序设计提供很好的参考，推广可视化程序设计，对创新能力培养将起到积极作用。本书力求提供具有现代特色的教学内容。在教材的编写上，做到阐述简明扼要，深入浅出。在教材的内容体系上，综合考虑有限元方法的基本原理、建模技术、可视化程序设计方法，使学生在学习原理的基础上，一方面学会建模方法，为应用商用有限元软件架起桥梁，一方面学习可视化编程技术，为学生开发特定问题的可视化应用软件提供完整的操作示范。使学生在实践基础上深刻理解和掌握有限元原理，达到使用有限元软件与开发新软件解决工程实际问题的目的。本书结合编著者20多年来的教学经验及丰富的商用有限元软件应用经验，以近几年工程力学专业本科生使用的讲义为蓝本编写而成。在编写过程中，主要参考了梁清香、张根全编著的有限元与MARC实现（机械工业出版社，2003年1月）和梁清香主编的有限元与MARC实现第2版（机械工业出版社，2005年4月），同时还参阅了国内有关教材和网上图片，在此一并致谢。