第一章有限单元法的简要介绍和发展历史选编课件.ppt
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- 第一章 有限 单元 简要 介绍 发展 历史 选编 课件
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1、FINITE ELEMENT METHOD 主讲:江巍参 考 书 目11王勖成王勖成,邵敏邵敏.有限单元法基本原理和数值方法有限单元法基本原理和数值方法.清华大学出版社清华大学出版社22周中坚周中坚,卢耀祖卢耀祖.机械与机械结构的有限元分析机械与机械结构的有限元分析.同济大学出版社同济大学出版社33朱伯芳朱伯芳.有限单元原理及其应用有限单元原理及其应用.中国水利水电出版社中国水利水电出版社44蒋孝煜蒋孝煜.有限元法基础有限元法基础.清华大学出版社清华大学出版社55徐芝纶徐芝纶.弹性力学简明教程弹性力学简明教程.高等教育出版社高等教育出版社v 主要有德国的主要有德国的ASKAASKA;v 英国的
2、英国的PAFECPAFEC;v 法国的法国的SYSTUSSYSTUS;v 美国的美国的ALGORALGOR、ABQUSABQUS、ADINAADINA、ANSYSANSYS、SAP90SAP90、BERSAFEBERSAFE、BOSORBOSOR、COSMOSCOSMOS、ELASELAS、MARCMARC和和STARDYNESTARDYNE等公司的产品。等公司的产品。商 业 软 件v 1818世纪末,欧拉在创立变分法的同时就曾用与现代有限元相似的方法求世纪末,欧拉在创立变分法的同时就曾用与现代有限元相似的方法求解轴力杆的平衡问题解轴力杆的平衡问题 v 19431943年年CourantCou
3、rant用最小势能原理和现代有限元法中的线性三角元求解用最小势能原理和现代有限元法中的线性三角元求解st st VenantVenant弹性扭转问题弹性扭转问题 v 19561956年年v 19601960年年。v Journal of Applied MechanicsJournal of Applied Mechanics许多年都拒绝刊登关于有限元方法许多年都拒绝刊登关于有限元方法的文章的文章 。发 展 历 史 之 启 蒙发 展 历 史 之 启 蒙v 众多数学家的加盟使得有限元进入黄金发展阶段。众多数学家的加盟使得有限元进入黄金发展阶段。v 有限元方法的理论和程序主要来自各个高校和实验室有
4、限元方法的理论和程序主要来自各个高校和实验室 v BerkeleyBerkeley的的Ed WilsonEd Wilson发布了第一个程序,第一代的程序没有名字,第发布了第一个程序,第一代的程序没有名字,第二代线性程序就是著名的二代线性程序就是著名的SAP(structural analysis program)SAP(structural analysis program),非线,非线性程序就是性程序就是NONSAPNONSAP。v 位于洛杉矶的位于洛杉矶的MSCMSC公司自公司自19631963创立并开发了结构分析软件创立并开发了结构分析软件SADSAMSADSAM,在,在NASANASA
5、项目资助下项目资助下MSCMSC于于19711971年推出自己的专利版本年推出自己的专利版本MSC.NastranMSC.Nastran。v 第一批非线性有限元方法的主要贡献者有第一批非线性有限元方法的主要贡献者有Argyris(1965)Argyris(1965),MarcalMarcal和和King(1967)King(1967),其中,其中Pedro MarcalPedro Marcal毕业于毕业于BerkeleyBerkeley大学,任教于大学,任教于BrownBrown大大学,于学,于19691969年创建了第一家非线性有限元软件公司年创建了第一家非线性有限元软件公司MARCMARC
6、公司,在公司,在19991999年年被被MSCMSC公司收购。公司收购。发 展 历 史 之 诞 生v K.J.BatheK.J.Bathe(导师(导师Ed WilsonEd Wilson),),MITMIT任教,在任教,在NONSAPNONSAP的基础上发表了著的基础上发表了著名的非线性求解器名的非线性求解器ADINA(Automatic Dynamic Incremental ADINA(Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis)Nonlinear Analysis),其源代码因为长时期广泛流传而容易获得。,其源代码因为长时期广泛流传而
7、容易获得。v David Hibbitt David Hibbitt(导师(导师Pedro MarcalPedro Marcal),在),在19721972年与年与KarlssonKarlsson和和SorensenSorensen共同建立共同建立HKSHKS公司,推出了公司,推出了AbaqusAbaqus软件。软件。AbaqusAbaqus凭借强大的技凭借强大的技术、出色的前后处理和可拓展的二次开发功能,稳占高校和研究所的市术、出色的前后处理和可拓展的二次开发功能,稳占高校和研究所的市场,论文发表数量多。场,论文发表数量多。v John SwansonJohn Swanson博士在博士在We
8、stinghouseWestinghouse公司为核能应用方面发展了一个非线公司为核能应用方面发展了一个非线性有限元程序性有限元程序(主要是关注非线性材料主要是关注非线性材料),于,于19701970年创建年创建SASI(Swanson SASI(Swanson Analysis System,Inc)Analysis System,Inc)公司,后来重组更名为公司,后来重组更名为ANSYSANSYS公司,公司,ANSYSANSYS是著名是著名的多物理材料非线性有限元软件,通过并购发展迅速壮大,模块越来越的多物理材料非线性有限元软件,通过并购发展迅速壮大,模块越来越多,商业化程度和市场占有率很
9、高。多,商业化程度和市场占有率很高。发 展 历 史 之 崛 起)与其它课程的关系各门课程的任务材料力学:研究杆状构件在拉压,剪切,弯曲,扭转作用下的应力和位移。材料力学:研究杆状构件在拉压,剪切,弯曲,扭转作用下的应力和位移。结构力学:在材料力学基础上研究杆状构件所组成的结构结构力学:在材料力学基础上研究杆状构件所组成的结构 例如,行架,刚架等,这些都是所谓的杆件系统。例如,行架,刚架等,这些都是所谓的杆件系统。弹性力学:非杆状结构,例如板和水坝,地基等实体结构以及对杆状构件弹性力学:非杆状结构,例如板和水坝,地基等实体结构以及对杆状构件作进一步,较精确的分析。它与材料力学的研究方法不同,主要
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