传统有限元软件是采用面向过程方法编写的,这些代码包含了许多复杂的数据结构,并且通过过程来访问,这就大大制约了程序的可维护性,而与之对应的面向对象方法成功地解决了这个难题。与此同时,由于结构分析软件的异常复杂性,使得我们在软件开发时不能象编写一段小程序那样随意,而必须遵循软件工程的方法进行。在结构有限元软件的开发历程中,主要研究内容和成果如下:阐述了面向对象方法与软件工程方法在结构有限元软件开发中的必要性,将这两者紧密地结合在一起,融入到软件开发的每一个过程。在分析面向对象方法的基础上,探讨了该方法是如何从根本上解决大型复杂软件的可维护性(含可扩充性)难题的问题。深入地剖析了面向对象方法的类、继承层次结构、多态这三个最基本的特征。针对平面梁板结构线性静力有限元计算部分进行了标准的需求分析,且撰写了规范的需求文档。对结构有限元软件系统进行了面向对象分析,采用类图为系统建立了静态模型:确定了7大基类以及它们之间的相互关联,确定了各个类的自身属性,确定了单元类与材料类的泛化层次结构,为各个基类确定了它们的操作。为有限元程序搭建起了一个核心框架。对结构有限元软件系统进行了面向对象设计,利用改进的顺序图,清晰地描述了结构有限元线性静力分析的各个动态步骤,如系统中各对象的初始化,各对象的形成,单元刚度矩阵的形成,用LDLT法解线性方程组等,其中,还对计算总刚度矩阵和获取位移向量、荷载向量这两个较为繁杂的步骤进行了更为深入的细化分析。在以上工作的基础上,推导了考虑计算轴线偏离形心线的梁单元的刚度矩阵表达式,编制了包含杆单元、梁单元、板单元以及线性材料类的结构有限元线性静力分析程序,算例结果验证了程序的正确性。并以将梁单元类、混凝土材料类扩充进程序系统为例说明了软件具有良好的可维护性。