A First Course in Finite Elements
Jacob Fish & Ted Belytschko
2007 г.
This book is written to be an undergraduate and introductory graduate level textbook, depending on whether the more advanced topics appearing at the end of each chapter are covered. Without the advanced topics, the book is of a level readily comprehensible by junior and senior undergraduate students in science and engineering. With the advanced topics included, the book can serve as the text book for the first course in finite elements at the graduate level. The text material evolved from over 50 years of combined teaching experience by the authors of graduate and undergraduate finite element courses.The book focuses on the formulation and application of the finite element method. It differs from other elementary finite element textbooks in the following three aspects:
1. It is introductory and self-contained. Only a modest background in mathematics and physics is needed, all of which is covered in engineering and science curricula in the first two years. Furthermore, many of the specific topics in mathematics, such as matrix algebra, some topics in differential equations, and mechanics and physics, such as conservation laws and constitutive equations, are reviewed prior to their application.
2. It is generic. While most introductory finite element textbooks are application specific, e.g. focusing on linear elasticity, the finite element method in this book is formulated as a general purpose numerical procedure for solving engineering problems governed by partial differential equations. The methodology for obtaining weak forms for the governing equations, a crucial step in the development and understanding of finite elements, is carefully developed. Consequently, students from various engineering and science disciplines will benefit equally from the exposition of the subject.
3. It is a hands-on experience. The book integrates finite element theory, finite element code development and the application of commercial software package. Finite element code development is introduced through MATLAB exercises and a MATLAB program, whereas ABAQUS is used for demonstrating the use of commercial finite element software.
Комментарии
Авторизоваться
Книга посвящена формулировке и применению метода конечных элементов. Он отличается от других учебников по элементарным методам конечных элементов в следующих трех аспектах:
1. Он является вводным и самодостаточным. Необходимы лишь скромные знания по математике и физике, все из которых охвачены учебными программами по инженерии и естественным наукам в течение первых двух лет. Кроме того, многие конкретные темы математики, такие как матричная алгебра, некоторые темы дифференциальных уравнений, механики и физики, такие как законы сохранения и определяющие уравнения, рассматриваются до их применения.
2. Он общий. В то время как большинство вводных учебников по методу конечных элементов ориентированы на конкретные приложения, например. Сосредоточившись на линейной упругости, метод конечных элементов в этой книге сформулирован как численная процедура общего назначения для решения инженерных задач, управляемых уравнениями в частных производных. Тщательно разработана методология получения слабых форм для основных уравнений, что является важным шагом в развитии и понимании конечных элементов. Следовательно, студенты, изучающие различные инженерные и научные дисциплины, в равной степени получат пользу от изложения предмета.
3. Это практический опыт. Книга объединяет теорию конечных элементов, разработку кода конечных элементов и применение коммерческого пакета программного обеспечения. Разработка кода конечных элементов представлена с помощью упражнений MATLAB и программы MATLAB, тогда как ABAQUS используется для демонстрации использования коммерческого программного обеспечения конечных элементов.