《工程有限元方法》針對有限元方法的基本原理與專題應用這兩方面進行編寫，分為兩部分，共8章。第一部分為有限元方法的基本原理，包括第1～4章，內容有引論，桿、梁結構分析的有限元方法，連續變形體的力學描述，連續變形體分析的有限元方法；第二部分為有限元方法的專題應用，包括第5～8章，內容有靜力結構的分析、傳熱問題的分析、彈塑性問題的分析、振動問題的分析。第一部分強調有限元方法的工程概念與理解，從桿、梁結構人手，基于剛度分析的直接方法引入有限元方法的基本原理，并擴展到連續體結構的分析，讀者僅具有材料力學及矩陣方面的基本知識就可以閱讀；而在第二部分，則強調有限元方法在工程中的應用，提供了基于ANSYS軟件平臺的建模算例，可以使讀者在“學中用、用中學”的交互方式中掌握有限元方法。全書提供了多樣化的例題以及具有一定深度及廣度的ANSYS算例，以便于讀者研習。
普通高等教育機械類國家級特色專業系列規劃教材，北京市高等教育精品教材立項項目 2009年北京高等教育精品教材建設立項項目（重大支持項目） 基本原理、建模方法與專題應用并重，對讀者的前置基礎要求較低 提供多樣化的例題及ANSYS算例，便于讀者自學和復習 涉及精力結構、傳熱問題、彈塑性問題、振動問題等多個領域 為“學中用、用中學”的參與式，實踐性教學方式提供素材
當代科技的發展日新月異，特別是計算機技術和數字化分析的發展更是深刻地改變著當今世界，使得一些以前不可能做或不敢做的事情變成可能。通過數字化的手段可以獲得復雜結構在復雜載荷環境下的真實信息，如2004年法國戴高樂機場航站樓垮塌事故的分析，2007年我國新一代北京正負電子對撞機核心部件漂移室的數字化設計等一系列重大的工程和結構，2008年我國南方雪災時大型輸電塔垮塌的極限載荷分析，2008年杭州地鐵施工現場垮塌事故的分析，2008年北京奧運會鳥巢場館支撐結構的減重分析都需要進行多次的計算和分析。有限元方法在其中的數字化分析中起到了非常重要的作用。
有限元方法已成為非常普及的數字化分析方法，國際上已發布了眾多的有限元分析軟件，因此，甚至可以說只要你能夠進行工程設計和畫圖，就可以進行有限元分析。因為在一個自動化程度很高的軟件平臺基礎上，有限元分析完全可以由計算機來自動完成。
但是，有兩個最重要的問題需要回答：其一，你所獲得的計算結果可靠嗎？在沒有試驗結果或標準答案的情況下，你如何判斷結果的正確性？其二，在獲得計算結果后，你如何使用所獲得的信息對設計進行修改和優化。這兩個問題要求學生除具有堅實的基礎理論和深入的專業知識外，還應具備應用所學知識解決實際問題的能力，這就要求學生具備“一個基礎、兩種能力”。“一個基礎”就是以有限元方法基本原理為基礎，讓學生掌握堅實的有限元方法的數學、力學基礎，了解該領域知識所形成的過程，為今后進行自我學習和知識創新打下基礎；而“兩種能力”就是進行有限元分析的建模能力，以及針對實際問題的專題分析能力，以培養學生參與實踐的綜合素質，使之成為學生親身體驗的實踐環節。
正是出于這樣的考慮，我們設計并編寫了本書，并定位為針對高年級本科生和應用型研究生，培養具有扎實基礎知識、寬泛專業背景、較強實踐能力的人才，為開展有限元方法的應用型及研究型課程教學提供新的素材。
本書力求反映出一種新的教學理念，由以前以教師傳播知識為主要特征的傳授型教學模式，向以培養學生認知能力和實踐能力為主要特征的應用型及研究型教學模式轉變，并以教材為載體，營造出研究型課程教學的環境，圍繞這一思路進行本書的體系設計。
曾攀，男，1963年生，海南省海口市人。1988年在清華大學獲博士學位，1988～1992年先后在大連理工大學和西南交通大學從事兩站博士后研究（領域為計算力學），為國家杰出青年科學基金獲得者（1998）、長江學者（2000）、德國“洪堡”學者（1994～1995）、“新世紀百千萬人才工程”國家級人選。現為清華大學機械工程系主任、教授、博士生導師，全國塑性工程學會副理事長，《機械工程學報》、《工程力學》、《塑性工程學報》等5家學術期刊的編委，上海交通大學機械系統與振動國家重點實驗室、華中科技大學材料成形與模具技術國家重點實驗室學術委員會委員，先后主持和參加國家級重點基金項目、863項目、霍英東基金項目等科研項目30多個，獲教委科技進步二等獎、機械部一等獎、國家級教學成果二等獎、北京高等教育教學成果一等獎及二等獎各一項，并獲國家發明專利授權3項；已出版及翻譯學術著作有《材料的概率疲勞損傷力學及現代結構分析原理》（曾攀，1993）、《有限元分析及應用》（曾攀，2004）、《有限元基礎教程》（曾攀，2009）、《工程中的有限元方法》（T．R．Chandrupatla，曾攀譯，2006）、《有限元方法第1卷：基本原理》（O．C．Zienkiewicz，第5版，曾攀譯，2008），發表論文100多篇。主要從事計算力學、結構設計與分析、材料加工中的數值模擬等方面的研究。長期從事“有限元分析及應用”課程的教學工作。
前言
第一部分 有限元方法的基本原理
第1章 引論
1.1 概況
1.2 各類力學課程的分類與特征
1.3 有限元方法的歷史
1.4 有限元分析軟件
1.5 本章要點
第2章 桿、梁結構分析的有限元方法
2.1 簡單彈簧系統的力學分析過程
2.2 桿結構的力學分析過程
2.3 桿單元及坐標變換
2.4 梁單元及坐標變換
2.5 邊界條件的處理
2.6 有限元分析的基本步驟及表達式
2.7 典型例題
2.8 本章要點
習題
第3章 連續變形體的力學描述
3.1 一般變形體的描述及變量定義
3.2 平面問題的基本力學方程
3.3 空間問題的基本力學方程
3.4 彈性問題中的能量表示
3.5 虛位移、虛應變與虛功原理
3.6 材料破壞的力學準則
3.7 典型例題
3.8 本章要點
習題
第4章 連續變形體分析的有限元方法
4.1 平面問題的單元構造
4.2 軸對稱問題及其單元構造
4.3 空間問題的單元構造
4.4 單元分布力的處理
4.5 參數單元的一般原理和數值積分
4.6 關于有限元方法的收斂性
4.7 典型例題
4.8 本章要點
習題
第二部分 有限元方法的專題應用
第5章 靜力結構的分析
5.1 桿、梁結構的ANSYS分析算例
5.2 連續體結構的ANSYS分析算例
5.3 本章要點
習題
第6章 傳熱問題的分析
6.1 傳熱分析的基本方程
6.2 穩態傳熱與瞬態傳熱分析的有限元列式
6.3 熱應力分析的有限元列式
6.4 典型例題
6.5 傳熱及熱應力問題的ANSYS分析算例
6.6 本章要點
習題
第7章 彈塑性問題的分析
7.1 彈塑性分析的基本方程及有限元列式
7.2 典型例題
7.3 彈塑性問題的ANSYS分析算例
7.4 本章要點
習題
第8章 振動問題的分析
8.1 振動分析的基本方程及有限元列式
8.2 典型例題
8.3 振動問題的ANSYS分析算例
8.4 本章要點
習題
附錄A ANSYS軟件的基本操作
附錄B 常用的材料常數及單位換算表
參考文獻
中文索引
英文索引
命令流編程索引表
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