有限元方法已經(jīng)成為解決結(jié)構(gòu)分析問(wèn)題十分成熟的手段，在土木、機(jī)械、航天航空、水利和交通等許多工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并且起到日益重要的作用。有限元方法完全依賴于軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)，需要使用程序設(shè)計(jì)方法。雖然目前已經(jīng)有許多大型通用有限元軟件可以使用，但是正確理解和使用這些軟件還需要初步掌握有限元基本理論。如果為了改進(jìn)現(xiàn)有有限元方法而采用一些特殊方法，或者要分析一些特殊問(wèn)題，則需要具有一定的編程能力進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，因此，具備一定的有限元方法編程能力仍十分重要。通過(guò)學(xué)習(xí)有限元方法編程技術(shù)，還可以更準(zhǔn)確全面地理解有限元方法的基本理論和概念，一些高年級(jí)的本科生和研究生更需要通過(guò)直接編寫(xiě)程序完成一些研究工作。
目前，我國(guó)軟件行業(yè)還存在一些短板，加強(qiáng)軟件人才的培養(yǎng)具有非常重要的意義。許多行業(yè)的工業(yè)軟件內(nèi)核就是有限元方法，因此，工程技術(shù)人員需要了解有限元基本原理，以便能夠正確理解和使用這些工業(yè)軟件。大型商品化軟件系統(tǒng)像是一個(gè)黑匣子，只能使用，無(wú)法看到內(nèi)部運(yùn)行過(guò)程，而本書(shū)提供了一個(gè)讓讀者看到有限元程序運(yùn)行的內(nèi)部主要過(guò)程的窗口。
一些沒(méi)有編寫(xiě)程序經(jīng)驗(yàn)的初學(xué)者經(jīng)常感覺(jué)編寫(xiě)程序十分困難。克服這個(gè)困難簡(jiǎn)單的方法是閱讀已有的程序。本書(shū)大部分章節(jié)附有相應(yīng)的MATLAB程序代碼。MATLAB系統(tǒng)的矩陣運(yùn)算和符號(hào)推導(dǎo)功能減少了程序中數(shù)學(xué)處理工作量，突出了有限元的概念。這些代碼是作者在幾十年教學(xué)和科研過(guò)程中逐步積累，并經(jīng)過(guò)反復(fù)提煉形成的。為了滿足學(xué)習(xí)需要，又重新統(tǒng)一了變量符號(hào)和程序結(jié)構(gòu)以及編寫(xiě)風(fēng)格，便于通過(guò)講解幾個(gè)程序就能使讀者很容易理解其他部分的程序。這些程序可以直接用來(lái)解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題，也可以進(jìn)一步開(kāi)發(fā)出一些專用程序。本書(shū)所附程序主要是服務(wù)于教學(xué)目的，不追求功能強(qiáng)大、完整，力求簡(jiǎn)單、易懂。
本書(shū)盡力避免復(fù)雜的理論推導(dǎo)，重點(diǎn)在于建立初步概念，作為學(xué)習(xí)有限元理論和編程方法的入門(mén)教材，主要讀者對(duì)象是初次接觸有限元理論及編程的人員。
本書(shū)提供了配套的授課PPT，PPT以公式、圖形為主，避免了大量文字?jǐn)⑹觯�以期將學(xué)生的注意力集中到教師的講解上。授課PPT采用大量動(dòng)畫(huà)，使得PPT可以與教師講課同步。主要程序都配備了視頻文件講解，形象生動(dòng)，易于學(xué)習(xí)。
讀者在使用本書(shū)過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤和不當(dāng)之處，敬請(qǐng)告知，本人誠(chéng)摯感謝。
周克民