結(jié)構(gòu)力學(xué)與有限元法 王世忠主編.pdf

結(jié)構(gòu)力學(xué)在19世紀(jì)末就已經(jīng)成為一門獨(dú)立的學(xué)科，即經(jīng)典結(jié)構(gòu)力學(xué)c經(jīng)典結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容主要是扦件結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法。到了 20世紀(jì)初，由于船艦技術(shù)的發(fā)展和飛機(jī)、火箭制造的需要，又發(fā)展了板、殼和薄壁結(jié)構(gòu)力學(xué);但是,在提出結(jié)構(gòu)力學(xué)的經(jīng)典方法，例如力法和位移法的年代，人們還在使用計(jì)算尺和手搖計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)時(shí)，由于計(jì)算手段的限制，對(duì)于大型結(jié)構(gòu)的分析問(wèn)題，結(jié)構(gòu)力學(xué)很難完成。20世紀(jì)50年代以后，數(shù)字電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世，矩陣?yán)碚撛诮Y(jié)構(gòu)力學(xué)中得到應(yīng)用。隨著結(jié)構(gòu)矩陣分析法和有限元法的不斷進(jìn)步，結(jié)構(gòu)力學(xué)的新的研究領(lǐng)域——計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)相繼產(chǎn)生并得到飛速發(fā)展c大型高容量、高速度數(shù)字電7計(jì)算機(jī)取代了原來(lái)的計(jì)算尺和手搖計(jì)算機(jī)，人們完全擺脫了計(jì)算手段的束縛，結(jié)構(gòu)力學(xué)的應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)展。今天,隨著計(jì)算機(jī)容量的增長(zhǎng)和計(jì)算速度的提高，在一切復(fù)雜工程的結(jié)構(gòu)分析中，結(jié)構(gòu)力學(xué)都得到了應(yīng)用。

結(jié)構(gòu)力學(xué)是固體力學(xué)的分支，從19世紀(jì)末到20世紀(jì)初主要研究梁拱和衍架的計(jì)算，20世紀(jì)20年代到30年代研究了剛架的計(jì)算。20世紀(jì)40年代數(shù)字電子計(jì)算機(jī)出現(xiàn)，產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)矩陣分析法，即矩陣力法和矩陣位移法。從矩陣力法和矩陣位移法產(chǎn)生有限元法t用有限元法計(jì)算桁架、剛架、彈性力學(xué)中的平面問(wèn)題、空間問(wèn)題、軸對(duì)稱問(wèn)題和板殼問(wèn)題，要比經(jīng)典的力法和位移法方便得多。

力法、位移法和有限元法是一脈相承的。力法是位移法的基礎(chǔ)，力法和位移法是有限元法的基礎(chǔ)，力法和位移法是求解超靜定問(wèn)題的方法，而有限元法既可以求解超靜定問(wèn)題，又可以求解靜定問(wèn)題。可以說(shuō)，有限元法源于力法和位移法，又高于力法和位移法。

不同專業(yè)的結(jié)構(gòu)力學(xué)教科書(shū)中對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)的內(nèi)容各有取舍，但力法和位移法都有介紹，可見(jiàn)它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)力學(xué)中的地位。力法和位移法不但是結(jié)構(gòu)力學(xué)的核心內(nèi)容，而且是后繼內(nèi)容如結(jié)構(gòu)矩陣分析法，特別是有限元法的基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)了力法和位移法等基本方法，就不僅學(xué)到了結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本知識(shí)，而且獲得了解題技巧。

本書(shū)力求在保持結(jié)構(gòu)力學(xué)的系統(tǒng)性的前提下，結(jié)合專業(yè)需要和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，增加了一些新的章節(jié)。在內(nèi)容安排上遵循由淺人深的原則，突出基本概念和基本原理的敘述，結(jié)合具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論分析，介紹解題思路和技巧。