李映辉，工学博士，西南交通大学教授、博士生导师。长期讲授“计算力学”、“有限元方法”和“数值分析”。历任中国复合材料学会和中国振动工程学会理事，四川省振动工程学会副理事长等。从事结构振动与控制、工程结构数值仿真、工程结构非线性动力学等研究，发表学术论文200余篇，他引5000余次。主持国家自然科学基金、省部级和横向合作项目40余项。培养博士和硕士研究生70余人。
常学平，工学博士，西南石油大学副教授。长期讲授“计算力学”等课程。中国力学学会全国徐芝纶力学优秀教师，全国周培源大学生力学竞赛优秀指导教师。主要从事计算力学、油气装备结构振动与控制、工程结构设计与分析等方面研究。主持国家自然科学基金、省部级及国家重点实验室基金10余项，获得中国石油和化学工业联合会科技进步奖二等奖，获授权发明专利12项。发表学术论文50余篇，SCI他引1000余次。
李翔宇，双博士学位，德国“洪堡学者”，西南交通大学教授，博士生导师。长期讲授“弹性力学”、“数学物理方法”和“有限元”等课程。主要从事智能材料结构力学方面的研究。担任国际期刊
MRC
MAMS编委。获得教育部自然科学奖二等奖(1/5)、詹天佑铁道科学技术奖等奖励。主持国家自然科学基金3项、重大项目子课题1项。在
AM
AFM
JMPS
IJSS等期刊上发表 SCI 论文110余篇，SCI他引1700余次。
随着大型建造业、高风险及大型工程的迅速发展，如大型飞机舰船、高架路桥、跨海大桥和超高建筑等高风险工程项目，对其进行可行性预研、可靠性分析及总体可信度论证或评估等工作显得越来越重要。 作为一种数值分析工具，有限元方法对促进当代科学技术的发展和工程实际应用已发挥并将继续发挥其重要作用。特别是在固体力学和结构分析领域，有限元方法取得了巨大的进展，利用它人们已成功解决了一大批具有重大意义的科学和工程问题。 近几年，对产品的材料与结构进行有限元分析与计算机辅助研究已经成为提高研究效率、降低研发成本、提升产品性能及降低风险的有效手段之一。据有关统计，在我国机械制造业中，采用有限元法开发和设计的新产品已超过 70% 。在机械工程、车辆工程、土木工程、航空航天、材料加工等领域从事工程设计与优化、材料宏微观模拟与分析的论文中，有 90% 以上采用有限元法作为分析工具。可以看出，有限元分析已经成为科研、产品设计、教学中广泛使用的重要工具。
有限元法的实现过程主要是指有限元模型的建立与求解过程，主要包括五个步骤：对象离散化→单元分析→总体方程构造（单元方程综合或建模）→方程求解及结果输出。现代有限元法是工程分析中处理偏微分方程边值问题最有效的数值方法之一，对于工程中的许多场变量的定解问题，通过有限元法可以得到满足工程要求的近似解。此外，有限元法的推广应用在很大程度上依赖于计算机及其软件技术的先进程度。目前，国际上通用的有限元分析软件有ANSYS、ABAQUS、MSC/NASTRAN、MSC/MARC、ADINA、ALGOR、PRO/MECHANICA，还有一些专门的有限元分析软件，如LS-DYNA、DEFORM、PAM-STAMP、AUTOFORM、SUPER-FORGE等。
目前，有限元分析已从过去只有少数专业人员掌握的理论和方法，变成本科生、研究生、科技工作者、工程技术设计人员广泛使用的通用分析工具，其中一个重要的原因就是有限元分析商业软件的普及。但拥有了先进或完全自动化的有限元分析软件，并不意味着就能够得到正确的分析结果或掌握了有限元分析方法。《工程有限元方法》针对这一发展现状，力求提供反映时代特色的实用教程，强调有限元方法的工程理解和融会贯通，既给出有限元方法基本原理的清晰推导，又提供丰富的例题和习题。作者整理自己多年讲授有限元方法形成的教学讲义及经典案例，为工科院校力学、机械、土木、航空航天等专业本科生及研究生学习有限元课程提供一本教材，同时也为上述专业的工程技术人员和教师提供一本参考读物。本书取材原则是仅包括课程所讲内容，不包括专题，据作者十余年教学经验评估，讲完本书全部内容需要48～64 学时。
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《工程有限元方法》
李映辉, 常学平, 李翔宇编著
北京 : 科学出版社, 2025. 3
ISBN 978-7-03-080579-9
责任编辑：华宗琪
在介绍基本原理和方法的基础上，本书给出了具有工程性质或启发性的算例，希望启迪读者尽快掌握有限元方法。第1章绪论，简要介绍有限元方法的发展过程及历史。第2章介绍工程有限元方法的数学基础，主要内容包括泛函与变分概念、泛函极值及微分方程边值问题近似解法。第3章介绍弹性力学与传热学基础。第4章介绍杆件结构有限元法，包括杆单元、扭转单元和梁单元。第5章介绍连续体问题有限元法，详细介绍了单元插值基函数构造、单元应变矩阵、单元应力矩阵、单元刚度矩阵和等效结点载荷推导等。第6章为单元插值函数，主要介绍在自然（局部）坐标系下，标准单元插值基函数的构造方法。第7章为等参单元与数值积分，详细给出三维等参单元、二维等参单元和轴对称等参单元刚度矩阵和等效结点载荷详细的计算方案等。第8章为有限元应力解的改进，讨论有限元模型建立中需要考虑的若干问题及应力结果改进的一些方法。第9章为板壳结构有限元法。第10章为动力学问题有限元法，介绍结构动力学的有限元建立方法、单元质量矩阵和单元阻尼矩阵等。第11章为热传导和热应力有限元法，介绍结构稳态温度场、瞬态温度场和由温度变化引起的应力场的有限元法等。
全书由李映辉和常学平执笔，李翔宇统筹安排。在本书的编写过程中，得到了西南交通大学翟婉明院士的大力支持，邵永波教授审阅了文稿，他们都对本书的编写提出了十分宝贵的意见。另外，西南交通大学力学与航空航天学院力学相关教师和西南石油大学机电工程学院力学教研室的老师也对本书的编写提供了非常宝贵的资料和建议。
本文摘编自《工程有限元方法》（李映辉, 常学平, 李翔宇编著. 北京 : 科学出版社, 2025. 3）一书“前言”，有删减修改，标题为编者所加。
ISBN 978-7-03-080579-9
责任编辑：华宗琪
本书系统介绍了有限元方法的基本理论和基本方法，重点强调有限元方法的工程概念、数学力学基础、建模方法及实际应用，既给出了有限元方法基本原理的清晰推导，又提供了较多的例题和丰富的习题，主要内容包括工程有限元方法的数学基础、弹性力学与传热学基础、杆件结构有限元法、连续体问题有限元法、单元插值基函数、等参单元与数值积分、有限元应力解的改进、板壳结构有限元法、动力学问题有限元法、热传导和热应力有限元法。除第1 章外，其余每章均配有大量例题和习题，以强化基本概念、基本方法和基本理论，加深读者对内容的理解和运用。
本书适用于力学、机械、土木、航空航天等专业的本科生、研究生、工程技术人员、科研工作者。
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