有限元分析软件已经成为现代工程设计不可或缺的辅助工具。从机械、建筑、桥梁设计到飞机、水电、核电设计，凡是涉及复杂结构、介质与载荷的场合，都需要使用这一工具进行仿真分析，以优化设计并确保安全。 作者基于多年的教学工作与工程实践经验，觉得有必要从便于工科学生和工程设计人员理解的角度，而不是从理论研究和编程开发的角度，编写一本结合应用实例，讲述有限元法基本原理的教程。这就是编写此书的初衷。 本书面向的读者，既不是有限元理论的研究者，也不是有限元软件的开发者，而是有限元软件的使用者，他们通常是具有大专以上基础的工科学生和工程设计人员。 本次修订，主要是根据有限元方法的发展实际，对初版中已经很少用到的内容进行了删减，同时增加了ANSYS Workbench的应用实例。

第1章 预备知识
1.1 拉格朗日插值
1.2 伽辽金法
1.3 拉格朗日方程
1.4 弹性力学基本方程
1.4.1 应变张量的三种定义
1.4.2 应力与应变之间的关系
1.4.3 Von Mises应力
1.4.4 应变能密度
1.5 传热学基本方程
1.6 流体力学基本方程
1.7 ANSYS软件简介
1.8 思考题
第2章 单元、形函数与分段插值
2.1 直角坐标系与重心坐标系
2.2 直角坐标系下的等参单元
2.3 重心坐标系下的等参单元
2.4 等参单元的有效性
2.5 网格划分与分段插值估计
2.6 ANSYS中的单元及其自由度
2.7 镜对称与轴对称
2.8 思考题
第3章 弹性结构分析的有限元格式
3.1 单元内各点的位移、速度、加速度
3.2 单元内各点的应变能密度
3.3 小位移单元体内的能量与外力所做的功
3.4 小位移弹性体内的能量与外力所做总功
3.5 小位移结构分析有限元格式（线性）
3.6 小拉伸大转动结构分析有限元格式（非线性）
3.7 大拉伸弹性结构分析有限元格式（超弹性）
3.8 二维和一维问题
3.9 阻尼矩阵的讨论
3.10 边界条件的引入
3.11 装配示例
3.12 思考题
第4章 弹性结构稳态分析
4.1 稳态分析的有限元方程及其求解
4.2 杆单元
4.3 桁架中的杆单元
4.4 小位移条件下的二维单元
4.5 正确使用ANSYS的若干注意事项
4.5.1 单位统一
4.5.2 构建实体模型
4.5.3 实体模型与有限元模型载荷（或约束）
4.5.4 网格密度控制
4.6 ANSYS结构分析实例
4.7 思考题
第5章 弹性结构动态分析
5.1 结构单元的质量矩阵
5.2 特征值与特征向量
5.3 模态分析与预应力
5.4 瞬态分析显式解法——中心差分法
5.5 瞬态分析隐式解法——纽马克方法
5.6 方程解耦与振型叠加法
5.7 思考题
第6章 多体接触结构分析
6.1 多体接触结构分析分类
6.2 自由度耦合
6.3 线性方程约束
6.4 面一面接触（约束为主型）
6.5 碰撞为主型多体接触分析
6.6 思考题
第7章 有限元传热分析
7.1 传热分析的有限元格式
7.2 稳态传热分析
7.3 瞬态传热分析
7.4 热应力计算
7.5 ANSYS热应力分析实例
7.6 思考题
第8章 有限元流场分析
8.1 流场分析的有限元格式
8.2 流场分析的其他数值方法
8.3 ANSYS流场分析实例
8.4 思考题
附录
附录一 雅可比矩阵及其相关运算
附录二 矢量与张量
习题答案
参考文献