本课程主要讲授结构力学和结构分析有限元方法的基本原理与应用,介绍结构在实际工程中常见的各种可能外界作用下的受力、变形计算分析的基本概念、基本原理和基本方法。课程侧重于工程机械常用的杆系结构强度、刚度分析,属于经典结构力学范畴。课程内容主要包括: 结构体系的几何组成分析、静定结构受力分析、静定结构位移计算、静力结构计算的力法、位移法、矩阵位移法及有限元方法。通过结构几何构造分析,介绍结构基本构成、系统自由度、静定、超静定概念;通过静定结构分析,介绍静定结构在载荷及温度和支座移动等外因条件下的内力和位移计算;通过力法介绍以力为基本未知量,建立立法方程,求解超静定结构的基本方法;通过位移法介绍以节点位移为基本未知量,应用转角位移方程或位移法典型方程求解超静定梁和钢架的方法,并介绍了对称性的应用;矩阵位移法以传统结构力学的位移法为基础,以结点位移为基本未知量,通过对结构离散化,进行单元分析和整体分析,建立结构的总刚度方程,进而求得节点位移和单元杆端力。最后课程结合ANSYS软件,对有限元方法在结构计算分析中的应用做了初步介绍。
教材与主要参考书:
- 王焕定主编,《结构力学》,清华大学出版社,2004
- 赵经文主编,《结构有限元分析》,科学出版社,2001
- 龙驭球主编,《结构力学教程:Ⅰ、Ⅱ》,清华大学出版社,2001
- R.钱德拉佩特拉主编,《工程中的有限元法》,机械工业出版社,2008