隨著法基本理論和計算機硬件技術的不斷發展，數值模擬已經成為和理論分析、模型試驗相並列的一種重要的科學研究方法和手段。

軟件是重要的數值模擬工具，一般軟件由前處理器、數值計算程序、後處理器三部分構成。前處理器的作用是準備好數值計算需要的所有數據，形成數值計算模型。前處理器應該具有良好的圖形界面，用戶可以方便地進行類型、輸入實常數、輸入材料參數、劃網格、施加荷載、施加約束等操作。數值計算程序軟件的核心，作用是利用前處理器建立的模型，計算出需要的結果。後處理器的作用是以圖形或列表的方式顯示數值計算結果，用戶可以通過縮放、旋轉、剖切等方法觀察和分析計算結果，判斷計算結果的合理性。

已經出版的相的書籍大都局限於介紹法基本理論數值計算程序編寫、大型軟件在各領域中的應用，全面介紹前處理器、數值計算程序、後處理器開發方法的書籍還很稀少，給出完整程序源代碼的書籍更少。本書在這方面進行一些嘗試，希望起到拋磚引玉的作用。

學軟件設計與開發的益處可以歸納為三個“有助於”。，進軟件設計與開發需要理論“明其全而晰其微”，因此學軟件設計與開發有助於領悟和掌握法基本理論。第二軟件應用於很多領域，對於大多數使用者來說軟件就是一個黑箱，如果能對黑箱的工作原理和工作流程有深入了解，有助於快速掌握和合理使軟件。第三，掌握了軟件開發與設計的技能，有助於實現自己的新想法，開發具有自主知識產權的軟件。

作者近年來主要從事建築結構力學性能分析理論及軟件開發、科學可視化等方面的研究工作，開發了一些具有圖形化前後處理繫統軟件。本書以作者開發的杆件結構內力分析程序、連續體結構應力分析程序、構件內溫度場分析程序為主線，詳細介紹設計和開分析軟件涉及的所有環節，並給出用VisualBasic60編寫的源程序代碼。讀者閱讀完本書以後，能夠快速開發出自己的帶有圖形化前後處理繫統軟件。

法應用領域十分寬廣，涉及內容繁多，想在一本書中把各方面的內容都講清楚，不是件容易的事情。筆者把法理論及軟件大致劃分為基礎部分和專題部分，本書側重講述基礎部分，主要內容為杆件結構內力分析理論與程序、連續體結構應力分析理論與程序、構件內溫度場分析理論與程序、計算機圖形學理論和前後處理程序。專題部分，如建築結構抗火性能分析理論與程序、建築結構抗震性能分析理論與程序，將在後續的書籍中分別介紹。

作者要特別感謝我的四位導師：中國農業大學李明瑞教授；大連理工大學林皋院士；大連理工大學李宏男教授；中國科學技術大學範維澄院士。沒有導師們的培養和關懷，就沒有本書的出版。

瀋陽建築大學周靜海教授、賈連光教授、笪可寧教授，香港城市大學LeungAndrewYeetak教授、LoSiuming教授、YuenRichardKwokkit博士，英國謝菲爾德大學HuangZhaohui博士、HuangShanshan博士、BurgessIan教授，曾給予本人許多鼓勵、支持和幫助，在此一並致謝。

由軟件設計與開發涉及內容十分廣泛，加上作者水平有限，書中不足之處在所難免，敬請讀者不吝賜教。

劉永軍

2013年6月18日