유한요소해석은 물리 현상이나 공학 문제를 컴퓨터를 이용하여 수학적 근사해를 구하는 것으로 현대 산업으로 접어들면서 거의 모든 분야에 컴퓨터가 적용되고 있다. 특히 제품의 설계 및 해석 등과 같이 전문성이 요구되는 공학 분야에서 그 중요성이 대두되고 있다. 기업들은 제품 개발 과정에서 발생되는 시행착오를 최소화하고 개발기간과 사용되는 비용을 단축시키는 데 많은 투자를 하고 있다. 이를 위해 설계의 전문화와 모듈화, 그리고 생산성 향상 등이 중요한 변수로 작용되고 있으나 이보다 더욱 중요한 것은 짧은 기간 내에 제품의 내구성과 안전성을 확보하는 것이다. 기존에는 제품의 설계 후 시제품을 제작하여 내구성과 안전성을 평가하고 그 결과를 반영한 설계 변경을 통해 제품의 품질을 향상시키는 업무를 반복적으로 수행하였으나 이는 제품 개발기간과 비용을 증가시켜 기업의 경쟁력에 부정적인 영향을 미치게 된다. 이를 보완하고자 컴퓨터를 이용한 제품의 성능 평가 기술이 개발되어 왔으며, 우수한 상용 해석 프로그램이 많이 개발되어 제품 개발 현장의 엔지니어들이 유한요소해석 결과를 설계 자료로 활용하고 있다. 이로 써 제품 개발기간과 비용을 단축하고 품질을 향상시키는 데 좋은 영향을 주게 되었다. 하지만 다양한 공학문제에서 신뢰도 높은 수치해석을 수행하기 위해서는 기본적인 유한요소법의 이해와 해석경험이 축적되어야 한다. 따라서 이 책은 유한요소해석을 처음 접하는 입문자를 위한 교재로 기본적인 유한요소법의 이해와 상용 유한요소해석 프로그램 중 하나인 ANSYS Workbench의 기본적인 사용방법을 구조 분야의 예제를 통해 익힐 수 있도록 작성하였다. 이 책에서 다루는 예제는 1차원, 2차원, 3차원 각각의 문제를 정적 구조해석과 고유진동수 해석을 통해 해를 도출하는 내용을 다루었다. 유한요소해석에 필요한 모델링과 해석조건 입력의 단계를 이해하고 습득한다면, 복잡한 형상의 구조물의 해석도 수행할 수 있을 것이다. 또한 여러 상용 유한요소해석 프로그램의 해석을 위한 단계가 유사하기 때문에 상용 유한요소해석 프로그램 하나를 습득한다면 다른 프로그램을 익히기 수월할 것이다.

국립한밭대학교 기계공학과 교수