W zintegrowanym komputerowym wspomaganiu projektowania (CAD/FEM), metoda elementów skończonych odgrywa bardzo ważną rolę. Dzisiaj wiele systemów do projektowania konstrukcji inżynierskich posiada własne moduły do obliczeń wytrzymałościowych metodą elementów skończonych albo jest zintegrowana poprzez standardowe interfejsy. 
W książce przedstawiono podstawy i założenia metody elementów skończonych obejmujące mechanikę liniową i nieliniową. 
Zamieszczono szereg przykładów liczbowych dotyczących również nieliniowości geometrycznej i fizycznej w mechanice ciała odkształcalnego. Omówiono modelowanie połączeń ruchowych i kontaktowych w budowie maszyn. Poruszono zagadnienia modelowania konstrukcji poddanych obciążeniom cieplnym. Zwrócono uwagę na niektóre aspekty modelowania i prowadzenia numerycznych symulacji crash-testów dotyczących kabin maszyn roboczych. 
Książka ta jest adresowana do studentów, doktorantów i wykładowców wyższych uczelni technicznych. Będzie również pomocna inżynierom konstruktorom przy prowadzeniu analiz wytrzymałościowych dowolnych konstrukcji. 
 
Spis treści:

Od autorów 
 
1. Wiadomości wstępne 
 
2. Historia rozwoju metody elementów skończonych 
 
3. Podstawy teoretyczne metody elementów skończonych 
3.1. Założenia metody elementów skończonych 
3.2. Podstawowe równania teorii sprężystości 
3.2.1. Warunki równowagi 
3.2.2. Równania stanu odkształceń 
3.2.3. Związki fizyczne 
3.3. Funkcje kształtu 
3.4. Klasyfikacja elementów skończonych 
 
4. Podstawowe pojęcia hipotez wytężeniowych 
4.1. Hipoteza największych naprężeń stycznych 
4.2. Hipoteza energetyczna 
4.3. Hipoteza największego średniego naprężenia stycznego 
4.4. Hipoteza największych naprężeń rozciągających i największych naprężeń głównych 
4.5. Hipoteza największego odkształcenia głównego 
4.6. Hipoteza energii odkształcenia 
4.7. Hipoteza Druckera-Pragera 
4.8. Hipoteza Burzyńskiego 
4.9. Hipoteza energii pękania 
4.10. Hipoteza odkształceń właściwych 
4.11. Logarytmiczna hipoteza odkształceń 
 
5. Płaski stan odkształcenia i płaski stan naprężenia 
5.1. Płaski stan odkształcenia 
5.2. Płaski stan naprężenia 
 
6. Elementy tarczowe 
6.1. Macierz sztywności trójkątnego elementu tarczowego 
6.2. Macierz bezwładności trójkątnego elementu tarczowego 
6.3. Elementy tarczowe wyższego rzędu 
 
7. Elementy płytowe 
7.1. Wymagania ciągłości dla funkcji kształtu 
7.2. Dostosowane funkcje kształtu 
7.3. Funkcje kształtu płytowych elementów skończonych 
7.4. Macierz sztywności prostokątnego elementu płytowego 
7.5. Macierz bezwładności prostokątnego elementu płytowego 
7.6. Macierz bezwładności trójkątnego elementu płytowego 
 
8. Elementy prętowe i belkowe 
8.1. Macierz sztywności sztywnego elementu prętowego typu bar 
8.2. Macierz sztywności elementu prętowego 
8.3. Macierz sztywności elementu belkowego 
8.4. Macierz bezwładności elementu belkowego 
 
9. Elementy powłokowe 
9.1. Macierz sztywności płaskiego trójkątnego elementu powłokowego 
9.2. Izoparametryczne elementy powłokowe grubościenne 
 
10. Elementy trójwymiarowe 
10.1. Analiza trójwymiarowego stanu naprężeń 
10.2. Macierz sztywności trójwymiarowego elementu TETRA4 
10.3. Macierz bezwładności trójwymiarowego elementu TETRA4 
10.4. Macierz sztywności trójwymiarowego elementu SOLID20 
10.5. Macierz bezwładności trójwymiarowego elementu SOLID20 
 
11. Elementy osiowo-symetryczne 
11.1. Macierz sztywności pierścieniowego elementu o przekroju trójkątnym 
11.2. Macierz sztywności elementu powłoki osiowo-symetrycznej 
11.3. Definiowanie obciążeń w elementach osiowo-symetrycznych 
 
12. Budowa globalnych macierzy dyskretnego modelu 
12.1. Globalna macierz sztywności i mas 
12.2. Globalna macierz tłumienia 
 
13. Wybrane zagadnienia nieliniowości materiałowej 
13.1. Materiały nieliniowo sprężyste 
13.2. Materiały hipersprężyste 
13.3. Materiały ulegające uplastycznieniu 
13.3.1. Modele sprężysto-plastyczne 
13.3.2. Funkcje płynięcia i kryteria uplastycznienia materiału spręrysto-plastycznego 
13.3.3. Umocnienie materiału 
13.3.4. Powierzchnie początkowego uplastycznienia i nośności granicznej 
13.4. Przykład liczbowy analizy sprężyto-plastycznej 
 
14. Zagadnienia geometrycznie nieliniowe 
14.1. Stateczność sprężysta 
14.2. Przestrzenne układy belkowe 
14.3. Nieliniowość geometryczna 
 
15. Wybrane zagadnienia obciążeń cieplnych 
15.1. Równania termosprężystości 
15.2. Zagadnienia stacjonarnego przewodnictwa ciepła 
15.3. Modelowanie obszaru dwuwymiarowego trójkątnymi elementami 
15.4. Modelowanie trójwymiarowych konstrukcji elementami TETRA 
15.5. Klasyczna teoria pełzania 
15.6. Przykładowe obliczenia wytrzymałościowe wycinka rury ekranowej kotła 
15.6.1. Obliczenia wytrzymałościowe w ujęciu analitycznym 
15.6.2. Obliczenia wytrzymałościowe MES 
15.7. Numeryczna symulacja wytężenia komory przegrzewacza 
 
16. Rozwiązywanie układów równań 
16.1. Metody rozwiązywania układów algebraicznych równań liniowych 
16.2. Metody rozwiązywania równań ruchu układu dyskretnego 
16.3. Metody bezpośredniego całkowania równań ruchu układu dyskretnego 
16.4. Aproksymacja wielomianem trzeciego stopnia - wzory rekurencyjne 
16.5. Przyrostowe procedury obliczeniowe 
16.6. Metoda modalna 
16.6.1. Efekt tłumienia 
16.6.2. Dokładność rozwiązania a obcięcie postaci własnych 
16.6.3. Wymuszenie przez ruch podstawy 
16.6.4. Przebiegi czasowe 
16.6.5. Analiza widma odpowiedzi 
16.6.6. Generacja widma odpowiedzi 
16.6.7. Analiza drgań losowych 
16.6.8. Analiza harmoniczna stanu ustalonego 
 
17. Analiza błędów i zbieżność rozwiązań 
17.1. Błąd wynikający z dyskretyzacji 
17.2. Szacowanie i ekstrapolacja błędu dyskretyzacji 
17.3. Metody zwiększania dokładności obliczeń 
 
18. Modelowanie połączeń ruchowych i kontaktowych w budowie maszyn 
18.1. Modelowanie połączeń teleskopowych 
18.1.1. Metody rozwiązywania problemu dynamiki układu dwuczłonowego 
18.1.2. Przykłady 
18.2. Ogólne zagadnienie kontaktowe 
18.2.1. Kontakt prosty 
18.2.2. Kontakt ogólny 
18.2.3. Dwuwęzłowy element kontaktowy 
18.2.4. Jednowęzłowe elementy kontaktowe 
18.3. Modelowanie połączeń kontaktowych w układzie element toczny-bieżnia 
 
19. Badania testujące kabin ochronnych metodą elementów skończonych 
19.1. Symulacja uderzenia daszka z góry przez obciążnik (próba FOPS) 
19.2. Symulacja statycznej próby zgniatania z boku (próba ROPS) 
 
20. Zastosowanie MES w maszynach podstawowych górnictwa odkrywkowego 
20.1. Modele dyskretne nadwozi 
20.2. Obliczenia wytrzymałościowe nadwozi 
20.3. Modele dyskretne podwozi 
20.4. Obliczenia wytrzymałościowe podwozia 
20.5. Analiza rozkładów nacisków w łożysku kulowym zwałowarki 
20.6. Modelowanie i symulacja pracy czerpaków przeznaczonych do urabiania iłów 
20.6.1. Obciążenia zewnętrzne 
20.6.2. Podstawowe czynniki wpływające na opór urabiania 
20.6.3. Model obliczeniowy czerpaka z narożami odlewanymi 
 
21. Obliczenia wytrzymałościowe konstrukcji nośnych suwnicy 
21.1. Suwnica kontenerowa 
21.1.1. Obciążenia zewnętrzne suwnicy i ich kojarzenia 
21.1.2. Budowa modelu obliczeniowego suwnicy 
21.2. Numeryczna identyfikacja stopnia wytężenia konstrukcji nośnej suwnicy 
21.2.1. Określenie obciążeń zewnętrznych konstrukcji nośnej 
21.2.2. Model obliczeniowy 
21.2.3. Obliczenia wytrzymałościowe suwnicy technologicznej 
 
22. Zastosowanie metody elementów skończonych w projektowaniu pojazdów samochodowych 
22.1. Obciążenia zewnętrzne pojazdów 
22.2. Ustroje nośne pojazdów 
22.3. Niektóre aspekty numerycznej symulacji testów koła ze stopów lekkich 
22.4. Analiza termosprężysta tłoka silnika spalinowego 
22.5. Bezpieczeństwo bierne 
 
BIBLIOGRAFIA