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)的研究內(nèi)容主要是扦件結(jié)構(gòu)的計算方法。到了 20世紀(jì)初，由于船艦技術(shù)的發(fā)展和飛機、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，人們還在使用計算尺和手搖計算機進行計算。當(dāng)時，由于計算手段的限制，對于大型結(jié)構(gòu)的分析問題，結(jié)構(gòu)力學(xué)很難完成。20世紀(jì)50年代以后，數(shù)字電子計算機問世，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步，結(jié)構(gòu)力學(xué)的新的研究領(lǐng)域——計算結(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計算機取代了原來的計算尺和手搖計算機，人們完全擺脫了計算手段的束縛，結(jié)構(gòu)力學(xué)的應(yīng)用范圍迅速擴展。今天,隨著計算機容量的增長和計算速度的提高，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算，20世紀(jì)20年代到30年代研究了剛架的計算。20世紀(jì)40年代數(shù)字電子計算機出現(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用有限元法計算桁架、剛架、彈性力學(xué)中的平面問題、空間問題、軸對稱問題和板殼問題，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題的方法，而有限元法既可以求解超靜定問題，又可以求解靜定問題。可以說，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)教科書中對結(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，可見它們在結(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，而且獲得了解題技巧。

本書力求在保持結(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)進行理論分析，介紹解題思路和技巧。