結構力學與有限元法 王世忠主編.pdf

結構力學在19世紀末就已經成為一門獨立的學科，即經典結構力學c經典結構力學的研究內容主要是扦件結構的計算方法。到了 20世紀初，由于船艦技術的發展和飛機、火箭制造的需要，又發展了板、殼和薄壁結構力學;但是,在提出結構力學的經典方法，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。當時，由于計算手段的限制，對于大型結構的分析問題，結構力學很難完成。20世紀50年代以后，數字電子計算機問世，矩陣理論在結構力學中得到應用。隨著結構矩陣分析法和有限元法的不斷進步，結構力學的新的研究領域——計算結構力學相繼產生并得到飛速發展c大型高容量、高速度數字電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，結構力學的應用范圍迅速擴展。今天,隨著計算機容量的增長和計算速度的提高，在一切復雜工程的結構分析中，結構力學都得到了應用。

結構力學是固體力學的分支，從19世紀末到20世紀初主要研究梁拱和衍架的計算，20世紀20年代到30年代研究了剛架的計算。20世紀40年代數字電子計算機出現，產生了結構矩陣分析法，即矩陣力法和矩陣位移法。從矩陣力法和矩陣位移法產生有限元法t用有限元法計算桁架、剛架、彈性力學中的平面問題、空間問題、軸對稱問題和板殼問題，要比經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，力法和位移法是有限元法的基礎，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。

不同專業的結構力學教科書中對結構力學的內容各有取舍，但力法和位移法都有介紹，可見它們在結構力學中的地位。力法和位移法不但是結構力學的核心內容，而且是后繼內容如結構矩陣分析法，特別是有限元法的基礎。學習了力法和位移法等基本方法，就不僅學到了結構力學的基本知識，而且獲得了解題技巧。

本書力求在保持結構力學的系統性的前提下，結合專業需要和現代科學技術的發展，增加了一些新的章節。在內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，結合具體結構進行理論分析，介紹解題思路和技巧。