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近四十年來(lái)，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(wèn)題最有效的數(shù)值計(jì)算方法之一。有限元方法的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)計(jì)算機(jī)程序。國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)了相當(dāng)多的有限元計(jì)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(jì)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(kāi)始重視這些問(wèn)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(shì)，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?lái)，在這一領(lǐng)域的研究工作如火如茶的展開(kāi)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(shí)，通常按照面向?qū)ο蠓治?OOA)、面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)(00D)、面向?qū)ο缶幊?00P)的順序描述。本文也按此過(guò)程展開(kāi)。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?wèn)題映射為對(duì)象表示的實(shí)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(duì)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(duì)象的識(shí)別、對(duì)象屬性和方法的確定，以及對(duì)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(duì)象識(shí)別方法，如Goad的詞法分析等。目前在有限元軟件設(shè)計(jì)中，對(duì)象的識(shí)別主要是依靠經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)。因而不同研究者識(shí)別出來(lái)的對(duì)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(guò)這項(xiàng)研究工作，比較典型的是文獻(xiàn)中的對(duì)象模型，認(rèn)為可適當(dāng)簡(jiǎn)化為圖的形式。在圖中，縮進(jìn)表示繼承關(guān)系。這些對(duì)象的含義一般可以由其名字判斷出來(lái)。另外，文獻(xiàn)還提到用NodeTree、ElementTree等對(duì)象來(lái)管理Node、Element等對(duì)象，可以視為圖對(duì)象的補(bǔ)充。
從有限元分析的整個(gè)過(guò)程著手，還是比較容易確定各個(gè)對(duì)象的屬性和方法，如計(jì)算單元?jiǎng)偠染仃噾?yīng)該由單元對(duì)象完成，所以單元對(duì)象就有一個(gè)存儲(chǔ)單元?jiǎng)偠染仃嚨膶傩砸约耙粋�(gè)計(jì)算該矩陣的方法。文獻(xiàn)等對(duì)此作了比較詳細(xì)的討論，例如文獻(xiàn)中的單元對(duì)象如圖2示。
繼承關(guān)系最容易找出來(lái)，并容易理解。對(duì)象簡(jiǎn)單列表就反映了一個(gè)繼承關(guān)系，只是這樣的繼承關(guān)系沒(méi)有表述完全。圖給出了文獻(xiàn)詳細(xì)表述的單元對(duì)象繼承關(guān)系。由此可見(jiàn)完整的對(duì)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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