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有限元法是工程科学、计算方法和计算机技术相结合的产物。由于其在处理复杂区域边界问题的灵活性,有限元法已经成为一种非常有效的工程中的数值分析方法。可视化技术在有限元分析中起着十分重要的作用,它可以帮助工程技术人员通过直观的视觉工具快速而有效地从繁杂的结构计算数据中提取出有意义的特征和结果。将面向对象的程序设计方法引入有限元软件开发中,正引起人们越来越多的关注。文中主要设计了一个有限元程序的框架系统,并根据有限元程序的特点给出了各个类的详细定义,包括:有限元分析类(FemAnalysis),总体结构类(GlobalElement),数学域类(MathDomain),节点类(FemNode),单元类(FemElement),载荷类(FemLoad),材料类(FemMaterial),约束类(Constraint),矩阵类(CMatrix),矢量类(CVector)等。接着,分别讨论了MFC在有限元二维图形可视化和OpenGL在有限元三维图形可视化中的应用,详细介绍了MFC和OpenGL在有限元前后处理系统中的功能划分。并从基本数学库、OpenGL引擎和几何内核三个方面给出了相关类的定义。这些类包括:三维点类CPoint3D,三维矢量类CVevtor3D,变换矩阵类CMatrix3D,取景类CViewfinder,视图类COpenGLView,材质类CGLMaterial,光照类CGLLight等。通过这些类的定义,方便了OpenGL在MFC环境中的应用,为后期进行有限元的可视化研究奠定了一定的基础。最后,本文给出了三个有限元分析的算例。本文结果表明,面向对象方法是一种强有力的工具,采用面向对象方法开发大型有限元分析软件是一种非常有效的方法,与传统的有限元程序相比,面向对象有限元程序更易于编写、更易于维护和扩充,程序代码的可重用成分更大,它不仅能提高有限元软件的功能,而且能实现数据模型与计算机模型以及现实世界物理模型之间的一致性,方便与CAD/CAE系统的集成。