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近四十年來，有限元分析方法得到了充分的發(fā)展，在建筑、船舶、航空、機(jī)械、水利等相當(dāng)廣泛的工程領(lǐng)域得到應(yīng)用，已經(jīng)成為這些領(lǐng)域求解工程問題最有效的數(shù)值計算方法之一。有限元方法的實現(xiàn)離不開計算機(jī)程序。國內(nèi)外開發(fā)了相當(dāng)多的有限元計算軟件，甚至還有商用軟件包，如ANSYS、NASTRAN等等。但是，這些商用和非商用軟件大多數(shù)采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法，同樣存在軟件工程中的軟件危機(jī)，可維護(hù)性、可重用性、可擴(kuò)充性差。八十年代末期人們開始重視這些問題，力求找到新的解決辦法。面向?qū)ο蠓椒ㄒ云涮赜械膬?yōu)勢，逐漸受到人們的重視。自從1990年B.w.R.Ford第一次完整的闡述面向?qū)ο笥邢拊母拍钜詠恚谶@一領(lǐng)域的研究工作如火如茶的展開了。截至到1999年底，該領(lǐng)域的相關(guān)論文已達(dá)到四十多篇。
面向?qū)ο笥邢拊椒ㄊ菍⒂邢拊碚摵蛙浖こ讨械拿嫦驅(qū)ο蠓椒ňo密的結(jié)合在一起。在討論面向?qū)ο蠓椒ㄔ谀骋活I(lǐng)域的應(yīng)用時，通常按照面向?qū)ο蠓治?OOA)、面向?qū)ο笤O(shè)計(00D)、面向?qū)ο缶幊?00P)的順序描述。本文也按此過程展開。限于篇幅一些內(nèi)容作了省略，另外根據(jù)工程需要增加了面向?qū)ο蠓椒ㄔ鰪?qiáng)有限元軟件的表現(xiàn)和面向?qū)ο笥邢拊臄U(kuò)展等部分。
面向?qū)ο蠓治鍪侵苯訉栴}映射為對象表示的實體，用類層次表達(dá)系統(tǒng)的抽象層次關(guān)系，用消息在各對象之間傳遞控制的數(shù)據(jù)流的系統(tǒng)分析和建模方法降。主要工作有對象的識別、對象屬性和方法的確定，以及對象之間的相互關(guān)系的確定等等。
面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)有許多對象識別方法，如Goad的詞法分析等。目前在有限元軟件設(shè)計中，對象的識別主要是依靠經(jīng)驗和直覺。因而不同研究者識別出來的對象模型不完全一致，但差別不大。相當(dāng)多的研究者都進(jìn)行過這項研究工作，比較典型的是文獻(xiàn)中的對象模型，認(rèn)為可適當(dāng)簡化為圖的形式。在圖中，縮進(jìn)表示繼承關(guān)系。這些對象的含義一般可以由其名字判斷出來。另外，文獻(xiàn)還提到用NodeTree、ElementTree等對象來管理Node、Element等對象，可以視為圖對象的補(bǔ)充。
從有限元分析的整個過程著手，還是比較容易確定各個對象的屬性和方法，如計算單元剛度矩陣應(yīng)該由單元對象完成，所以單元對象就有一個存儲單元剛度矩陣的屬性以及一個計算該矩陣的方法。文獻(xiàn)等對此作了比較詳細(xì)的討論，例如文獻(xiàn)中的單元對象如圖2示。
繼承關(guān)系最容易找出來，并容易理解。對象簡單列表就反映了一個繼承關(guān)系，只是這樣的繼承關(guān)系沒有表述完全。圖給出了文獻(xiàn)詳細(xì)表述的單元對象繼承關(guān)系。由此可見完整的對象繼承關(guān)系還是比較復(fù)雜的，應(yīng)視具體研究需求而定。
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