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商品簡介
目次
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商品簡介
本書針對 ANSYS 14.5在有限元分析領域內的應用進行編寫。書中講述的內容是使用 ANSYS進行有限元分析的必備知識。通過全面學習本書，用戶可以獲得使用 ANSYS進行有限元分析的基本技能，并能快速掌握使用有限元分析進行工作的一般方法。
本書共分為 2北京上地 5章，根據內容側重點的不同，可劃分為基礎知識與專題應用兩大部分。其中基礎知識部分包括前 7章，主要內容包括 ANSYS基本操作、坐標系與工作平面、幾何實體建模、有限元模型、加載與求解、后處理及 APDL編程。專題應用部分包括后面 18章，既涉及了有限元分析中一些較為基礎的分析（如靜力學分析、模態分析、屈曲分析等），也涉及了一些較為高級的分析（如子結構分析、子模型分析、疲勞分析、復合材料分析、接觸分析等）。書中所有實例的相關文件都保存在隨書附贈的光盤中，此外還附贈 ANSYS 14.5的 133頁的超值內容。
本書是理想的自學參考書，適合廣大 ANSYS初中級讀者使用；也可作為大中專院校的教師和在校生相關專業，以及社會有關培訓機構的教材。
本書共分為 2北京上地 5章，根據內容側重點的不同，可劃分為基礎知識與專題應用兩大部分。其中基礎知識部分包括前 7章，主要內容包括 ANSYS基本操作、坐標系與工作平面、幾何實體建模、有限元模型、加載與求解、后處理及 APDL編程。專題應用部分包括后面 18章，既涉及了有限元分析中一些較為基礎的分析（如靜力學分析、模態分析、屈曲分析等），也涉及了一些較為高級的分析（如子結構分析、子模型分析、疲勞分析、復合材料分析、接觸分析等）。書中所有實例的相關文件都保存在隨書附贈的光盤中，此外還附贈 ANSYS 14.5的 133頁的超值內容。
本書是理想的自學參考書，適合廣大 ANSYS初中級讀者使用；也可作為大中專院校的教師和在校生相關專業，以及社會有關培訓機構的教材。
目次
Contents
前言
第 1章 ANSYS基本操作...............1
1.1 ANSYS GUI介紹 ......1
1.1.1 GUI界面布局2
1.1.2 GUI普通組件2
1.1.3 對話框............6
1.2 ANSYS使用環境 ......9
1.2.1 數據庫..........10
1.2.2 程序處理器..11
1.2.3 ANSYS文件....................12
1.2.4 啟動與交互........13
1.3 圖形化選取 ....................15
1.3.1 鼠標功能............16
1.3.2 空間選取與實體選取...................16
1.3.3 查詢選取............17
1.4 ANSYS分析入門 ..........18
1.5 CAD文件輸入...............20
1.6 本章小結 ........................23
第 2章坐標系與工作平面 ............... 24
2.1 坐標系 ............................24
2.1.1 全局坐標系........25
2.1.2 局部坐標系........26
2.1.3 節點坐標系........31
2.1.4 單元坐標系........34
2.1.5 顯示坐標系........34
2.1.6 結果坐標系........34
2.2 工作平面 ........................35
2.2.1 創建工作平面....35
2.2.2 工作平面操作....37
2.3 本章小結 ........................40
第 3章幾何實體建模..................... 41
3.1 圖元基本操作 ................41
3.1.1 點........................42
3.1.2 線........................49
3.1.3 面........................59
3.1.4 體........................62
3.1.5 實體體素............64
3.2 圖元通用操作 ................79
3.3 圖元布爾操作 ................85
3.3.1 布爾操作設置....85
3.3.2 布爾操作..............86
3.4 本章小結 ........................90
第 4章有限元建模................... 91
4.1 有限元建模概述 ............91
4.1.1 網格劃分過程....91
4.1.2 網格劃分方式....91
4.2 定義單元屬性 ................92
4.2.1 定義單元類型....92
4.2.2 定義實常數........94
4.2.3 定義截面............96
4.2.4 定義單元坐標系98
4.2.5 定義材料特性....99
4.3 網格劃分控制 ..............101
4.3.1 網格劃分 GUI..102
4.3.2 網格屬性設置..102
4.3.3 網格尺寸控制..104
4.3.4 網格形狀控制..112
4.3.5 劃分方式控制..115
4.4 網格劃分 ......................116
4.5 網格檢查與修改 ..........120
4.5.1 網格細化..........121
4.5.2 刪除網格..........122
4.5.3 網格單元檢查..122
4.6 直接生成網格 ..............125
4.7 耦合與約束方程 ..........125
4.7.1 耦合..................125
4.7.2 約束方程..........129
4.8 本章小結 ......................131
第 5章加載與求解.................. 132
5.1 對象選取、組件與集合 ................132
5.1.1 對象選取..........132
5.1.2 組件與集合......134
5.2 加載 ..............................139
5.2.1 加載過程..........139
5.2.2 加載對象..........144
5.2.3 載荷類型概覽..144
5.2.4 自由度約束......145
5.2.5 對稱邊界條件..148
5.2.6 集中載荷.............................150
5.2.7 面載荷..............152
5.2.8 體載荷..............155
5.2.9 慣性載荷..........156
5.2.10 載荷通用操作157
5.2.11 載荷步通用設置.....................160
5.2.12 加載方式........161
5.3 求解 ..............................163
5.3.1 分析類型..........163
5.3.2 求解器..............165
5.3.3 求解輸出..........166
5.3.4 多載荷步求解..167
5.3.5 重啟動分析......168
5.4 本章小結 ......................169
第 6章后處理................................ 170
6.1 后處理概述 ..................170
6.2 通用后處理器（POST1） ..................171
6.2.1 讀取結果數據..172
6.2.2 圖形方式查看結果...........................176
6.2.3 面操作..............186
6.2.4 列表顯示結果..195
6.2.5 將結果映射到路徑..........................197
6.2.6 結果查看器......200
6.2.7 部分其他操作..200
6.3 時間歷程后處理器（POST26） ..................201
6.3.1 時間歷程變量查看器.........................201
6.3.2 定義變量................202
6.3.3 變量數據運算操作205
6.3.4 查看變量................207
6.4 本章小結 ............................208
第 7章 APDL編程............................. 209
7.1 工具欄設置 ........................209
7.2 使用參數 ............................210
7.2.1 參數名....................210
7.2.2 標量參數操作........211
7.2.3 使用字符參數........213
7.2.4 參數表達式............213
7.2.5 參數函數................213
7.2.6 數組參數................214
7.3 APDL宏編程.....................219
7.3.1 創建宏....................219
7.3.2 執行宏....................221
7.3.3 局部變量................222
7.3.4 程序控制................223
7.3.5 宏嵌套使用與示例225
7.4 本章小結 ............................225
第 8章線性靜力學分析.................. 226
8.1 概述 ....................................226
8.1.1 線性材料................226
8.1.2 常用單元................229
8.2 線性靜力學分析過程 ........231
8.2.1 建模........................231
8.2.2 加載與求解............231
8.2.3 查看結果................231
8.3 簡支懸臂梁算例 ................231
8.3.1 問題描述與分析....231
8.3.2 前處理....................232
8.3.3 加載與求解............234
8.3.4 后處理....................236
8.4 2D與 3D分析對比算例 ...238
8.4.1 問題描述與分析....238
8.4.2 前處理....................238
8.4.3 加載與求解..............241
8.4.4 后處理....................242
8.5 本章小結 ............................244
第 9章非線性靜力學分析 ............... 245
9.1 概述 ....................................245
9.1.1 幾何非線性............246
9.1.2 材料非線性............247
9.2 非線性靜力學分析過程 ....249
9.2.1 建模........................249
9.2.2 求解控制與求解....255
9.2.3 查看結果................257
9.3 幾何非線性分析算例 ........258
9.3.1 問題描述與分析....258
9.3.2 前處理....................258
9.3.3 加載與求解............261
9.3.4 后處理....................263
9.4 材料非線性分析算例 ........265
9.4.1 問題描述與分析....265
9.4.2 前處理....................265
9.4.3 加載與求解............267
9.4.4 后處理....................268
9.5 本章小結 ............................269
第 10章屈曲分析.......................... 270
10.1 概述 ..................................270
10.2 屈曲分析過程 ..................271
10.2.1 線性屈曲分析....271
10.2.2 非線性屈曲分析273
10.3 線性屈曲分析算例 ..........274
10.3.1 問題描述與分析274
10.3.2 前處理................275
10.3.3 靜態分析............276
10.3.4 求解屈曲分析....277
10.3.5 后處理................277
10.4 非線性屈曲分析算例 ......279
10.4.1 問題描述與分析279
10.4.2 前處理................279
10.4.3 加載與求解........281
10.4.4 后處理................282
10.5 本章小結 ..........................283
第 11章模態分析......................................................... 284
11.1 概述 ..................................284
11.2 模態分析過程 ..................285
11.2.1 建模....................285
11.2.2 加載與求解........286
11.2.3 查看結果............290
11.2.4 施加預應力效應292
11.3 彈簧振子固有頻率分析算例 .................293
11.3.1 問題描述與分析293
11.3.2 前處理................293
11.3.3 加載與求解........295
11.3.4 后處理................296
11.4 矩形板模態分析 ..............296
11.4.1 問題描述與分析296
11.4.2 前處理................296
11.4.3 加載與求解........298
11.4.4 后處理................299
11.5 本章小結 ..........................301
第 12章瞬態分析........................ 302
12.1 概述 ..................................302
12.2 瞬態分析步驟 ..................306
12.2.1 完全法分析瞬態過程........................306
12.2.2 模態疊加法分析瞬態過程.................315
12.3 完全法瞬態分析算例 ......317
12.3.1 問題描述與分析317
12.3.2 前處理................317
12.3.3 加載與求解........318
12.3.4 后處理................320
12.4 模態疊加法瞬態分析算例 ......................321
12.4.1 問題描述與分析321
12.4.2 前處理................321
12.4.3 模態分析求解....322
12.4.4 加載與求解........322
12.4.5 擴展求解............323
12.4.6 后處理................324
12.5 本章小結 ..........................324
第 13章諧響應分析................... 325
13.1 概述 ..................................325
13.1.1 諧響應概念........325
13.1.2 諧響應分析理論簡介.........................326
13.2 諧響應分析過程 ..............329
13.2.1 完全法分析過程329
13.2.2 模態疊加法........334
13.3 完全法諧響應分析算例 ..336
13.3.1 問題描述與分析336
13.3.2 前處理................336
13.3.3 加載與求解........338
13.3.4 后處理................339
13.4 模態疊加法諧響應分析算例 .........................................................340
13.4.1 問題描述與分析340
13.4.2 前處理................340
13.4.3 模態分析求解....340
13.4.4 模態疊加求解....341
13.4.5 后處理................342
13.5 本章小結 ..........................342
第 14章譜分析............................................................. 343
14.1 譜分析概述 ......................343
14.2 譜分析過程 ......................344
14.2.1 單點響應譜分析過程.......................................................344
14.2.2 隨機振動功率譜密度分析...............................................348
14.3 單點響應譜分析算例 ......354
14.3.1 問題描述與分析354
14.3.2 前處理................354
14.3.3 模態分析求解....357
14.3.4 譜分析求解........358
14.3.5 組合模態............359
14.3.6 后處理................359
14.4 功率譜密度分析算例 ......361
14.4.1 問題描述與分析361
14.4.2 前階段分析........361
14.4.3 功率譜分析求解362
14.5 本章小結 ..........................364
第 15章線性擾動分析................... 365
15.1 線性擾動分析概述 ..........365
15.1.1 假設與限制........365
15.1.2 線性擾動分析理論概述......................366
15.2 線性擾動分析過程 ..........369
15.2.1 線性擾動模態分析過程...................................................370
15.2.2 線性擾動屈曲分析過程...................................................370
15.2.3 線性擾動諧響應分析過程...............................................370
15.3 線性擾動諧響應分析算例 ...................373
15.3.1 問題描述與分析373
15.3.2 預分析................373
15.3.3 線性擾動分析....376
15.3.4 后處理................377
15.4 本章小結 ..........................379
第 16章初始狀態分析..................... 380
16.1 概述 ..................................380
16.2 施加初始狀態 ..................381
16.2.1 施加初始應力....381
16.2.2 施加初始應變....382
16.2.3 施加初始塑性應變...................383
16.2.4 使用初始狀態文件........................384
16.3 初始應變分析算例 ..........385
16.3.1 問題描述與分析385
16.3.2 前處理................385
16.3.3 加載與求解........387
16.3.4 后處理................389
16.4 本章小結 ..........................391
第 17章墊片分析........................... 392
17.1 概述 ..................................392
17.2 墊片分析過程 ..................392
17.2.1 墊片單元............393
17.2.2 墊片材料............394
17.2.3 網格劃分............398
17.2.4 求解與查看結果399
17.3 墊片分析算例 ..................399
17.3.1 問題描述與分析399
17.3.2 前處理................399
17.3.3 加載與求解........402
17.3.4 后處理................405
17.4 本章小結 ..........................406
第 18章斷裂力學分析.................................................. 407
18.1 概述 ..................................407
18.1.1 模式....................407
18.1.2 力學參數............408
18.1.3 力學仿真方法....410
18.2 斷裂力學分析過程 ..........410
18.2.1 建模....................411
18.2.2 J積分計算 .........411
18.2.3 能量釋放率計算416
18.2.4 應力密度系數計算..............................416
18.3 應力集中點斷裂參數分析算例 ........................418
18.3.1 問題描述與分析418
18.3.2 前處理................418
18.3.3 加載與求解........426
18.3.4 后處理................427
18.4 本章小結 ..........................429
第 19章脫落分析......................................................... 430
19.1 概述 ..................................430
19.2 脫落分析過程 ..................430
19.2.1 基于 VCCT的裂紋擴展分析..........................................431
19.2.2 基于接口單元的界面脫落分析.......................................439
19.2.3 基于接觸單元的界面脫落分析.......................................443
19.3 脫落分析算例 ..................443
19.3.1 問題描述與分析443
19.3.2 前處理................444
19.3.3 設置裂紋擴展路徑........................447
19.3.4 加載與求解........448
19.3.5 后處理................450
19.4 本章小結 ..........................452
第 20章疲勞分析......................................................... 453
20.1 概述 ..................................453
20.2 疲勞分析過程 ..................454
20.2.1 疲勞分析過程介紹......................454
20.2.2 疲勞分析命令流樣式.......................463
20.3 疲勞分析算例 ..................463
20.3.1 問題描述與分析463
20.3.2 前處理................463
20.3.3 加載與求解........465
20.3.4 查看結果............467
20.3.5 疲勞計算............468
20.4 本章小結 ..........................470
第 21章梁殼分析...................... 471
21.1 概述 ..................................471
21.1.1 梁分析概述........471
21.1.2 殼分析概述........472
21.2 梁單元建模分析 ..............472
21.2.1 創建梁截面........474
21.2.2 使用非線性及復合材料梁截面...............477
21.3 殼單元建模分析 ..............480
21.3.1 普通殼截面........481
21.3.2 合成殼截面........483
21.4 梁單元分析算例 ..............484
21.4.1 問題描述與分析484
21.4.2 前處理................484
21.4.3 加載與求解........489
21.4.4 后處理................490
21.5 殼單元分析算例 ..............491
21.5.1 問題分析與描述491
21.5.2 前處理................491
21.5.3 加載與求解........494
21.5.4 后處理................494
21.6 本章小結 ..........................495
第 22章復合材料分析..................... 496
22.1 復合材料分析過程 ..........496
22.1.1 單元選擇............496
22.1.2 定義材料構造....497
22.1.3 設置失效準則....499
22.1.4 建模與后處理....501
22.2 復合材料分析算例 ..........502
22.2.1 問題描述與分析502
22.2.2 前處理................502
22.2.3 加載與求解........505
22.2.4 后處理................506
22.3 本章小結 ..........................507
第 23章強化材料分析.................................................. 508
23.1 強化材料分析概覽 ..........508
23.1.1 強化方式............508
23.1.2 強化材料建模過程...........................................................509
23.1.3 強化單元............509
23.2 離散強化分析算例 ..........511
23.2.1 問題描述與分析511
23.2.2 前處理................511
23.2.3 加載與求解........514
23.2.4 后處理................515
23.3 本章小結 ..........................516
第 24章接觸分析............................. 517
24.1 概述 ..................................517
24.2 GUI交互工具 ..................518
24.2.1 接觸管理器........518
24.2.2 接觸向導............519
24.3 面面接觸分析 ..................520
24.3.1 面面接觸單元....521
24.3.2 面面接觸分析過程....................................521
24.4 點面接觸 ..........................540
24.4.1 點面接觸單元....540
24.4.2 點面接觸分析過程...........................................................541
24.5 梁梁接觸分析 ..................541
24.5.1 梁梁接觸單元與建模.......................................................541
24.5.2 梁梁接觸分析過程...........................................................542
24.6 線面接觸 ..........................543
24.7 點點接觸 ..........................543
24.7.1 點點接觸單元....543
24.7.2 點點接觸分析過程...........................545
24.8 多點約束和裝配 ..............548
24.8.1 實體—實體裝配與殼－殼裝配.......................................549
24.8.2 殼—實體裝配....550
24.8.3 基于面的約束....551
24.9 過盈配合算例 ..................554
24.9.1 問題描述與分析554
24.9.2 前處理................554
24.9.3 加載與求解........559
24.9.4 后處理................560
24.10 實體—實體裝配算例 ....561
24.10.1 問題描述與分析.........................561
24.10.2 前處理..............561
24.10.3 加載與求解......564
24.10.4 后處理..............565
24.11 本章小結 ........................566
第 25章多體運動分析...................... 567
25.1 概述 ..................................567
25.2 運動學分析 ......................567
25.2.1 柔體建模............568
25.2.2 剛體建模............568
25.2.3 連接部件............570
25.2.4 分析過程............572
25.3 多體運動分析算例 ..........574
25.3.1 問題描述與分析574
25.3.2 前處理................574
25.3.3 加載與求解........577
25.3.4 查看結果............578
25.4 本章小結 ..........................580
參考文獻........... 581
光盤
Contents
第 01章自適應網格劃分..............................1
01.1 概述 ......................................1
01.1.1 自適應網格劃分前提...............................1
01.1.2 自適應網格劃分使用建議...........................2
01.2 自適應網格劃分過程 ..........3
01.2.1 自適應網格劃分基本過程.......................3
01.2.2 修改基本過程........4
01.3 自適應網格劃分算例 ..........6
01.3.1 問題描述與分析....6
01.3.2 前處理....................6
01.3.3 自適應網格劃分....7
01.3.4 查看結果................8
01.4 本章小結 ..............................9
第 02章 2D轉 3D分析..................... 10
02.1 概述 ....................................10
02.1.1 要求......................10
02.1.2 限制......................11
02.2 2D轉 3D分析過程 ...........12
02.2.1 分析流程概覽......12
02.2.2 關鍵命令..............13
02.2.3 分析流程關鍵步驟.........................14
02.3 2D轉 3D分析算例 ...........15
02.3.1 問題描述與分析..15
02.3.2 基礎分析..............16
02.3.3 拉伸模型..............19
02.3.4 拉伸后分析..........20
02.4 本章小結 ............................21
第 03章循環對稱結構分析 ............................................ 22
03.1 概述 ....................................22
03.1.1 分析概覽..............22
03.1.2 求解限制..............22
03.2 循環對稱模型 ....................23
03.2.1 基本扇區..............23
03.2.2 邊緣組件..............24
03.2.3 結構驗證..............24
03.3 循環對稱結構分析過程 ....25
03.3.1 循環對稱靜力學分析.............25
03.3.2 循環對稱模態分析........................25
03.3.3 循環對稱屈曲分析.............................28
03.3.4 循環對稱諧響應分析....................................29
03.4 循環對稱結構分析算例 ....30
03.4.1 問題描述與分析..30
03.4.2 前處理..................31
03.4.3 加載與求解..........34
03.4.4 后處理..................37
03.5 本章小結 ............................38
第 04章子結構分析..................................... 39
04.1 子結構概述 ........................39
04.1.1 子結構優勢..........39
04.1.2 超單元 MATRIX50........................40
04.2 子結構分析過程 ................40
04.2.1 子結構分析通用過程...................40
04.2.2 輸入樣式..............53
04.2.3 自頂而下子結構分析..................54
04.2.4 超單元嵌套..........57
04.2.5 有預應力的子結構.................................57
04.3 子結構分析算例 ................58
04.3.1 問題分析與描述..58
04.3.2 生成過程..............58
04.3.3 使用過程..............62
04.3.4 擴展過程..............64
04.4 本章小結 ............................67
第 05章組件模態合成.................... 68
05.1 概述 ....................................68
05.1.1 CMS方法 ............69
05.1.2 CMS使用的求解器 .....................69
05.2 CMS分析過程...................70
05.2.1 生成過程..............70
05.2.2 使用過程和擴展過程................72
05.2.3 超單元擴展..........72
05.2.4 繪制模態形狀......72
05.3 CMS算例...........................73
05.3.1 問題描述與分析..73
05.3.2 生成過程..............73
05.3.3 使用過程..............80
05.3.4 擴展過程..............81
05.4 本章小結 ............................84
第 06章子模型分析............................ 85
06.1 子模型概述 ........................85
06.2 子模型分析過程 ................86
06.2.1 創建并分析較粗糙的模型......................86
06.2.2 創建子模型..........87
06.2.3 創建切割邊界插值........................88
06.2.4 分析子模型..........90
06.2.5 比較驗證..............92
06.2.6 子模型分析輸入樣式........................93
06.2.7 殼到體子模型......95
06.3 子模型分析算例 ................96
06.3.1 問題描述與分析..96
06.3.2 基礎分析..............96
06.3.3 創建并分析子模型................................100
06.4 本章小結 ..........................104
第 07章單元生死.................... 105
07.1 概述 ..................................105
07.1.1 單元生死過程....105
07.1.2 支持單元............106
07.2.3 使用建議............106
07.2.4 改變材料............107
07.2 單元生死分析過程 ..........107
07.2.1 建模....................107
07.2.2 施加載荷并求解107
07.2.3 查看結果............110
07.2.4 使用結果控制單元生死................110
07.3 單元生死分析算例 ..........111
07.3.1 問題描述與分析111
07.3.2 前處理................112
07.3.3 加載與求解........114
07.3.4 查看結果............115
07.4 本章小結 ..........................116
第 08章結構熱分析..................... 117
08.1 熱分析概述 ......................117
08.1.1 單位....................117
08.1.2 單元類型............118
08.1.3 基礎理論............119
08.2 分析過程 ..........................121
08.2.1 穩態熱分析過程121
08.2.2 瞬態熱分析過程123
08.3 扇面熱應力分析 ..............124
08.3.1 問題描述與分析124
08.3.2 熱分析前處理....124
08.3.3 求解溫度場........126
08.3.4 熱分析結果處理126
08.3.5 結構分析前處理127
08.3.6 求解應力場........128
08.3.7 結構分析結果處理.......................128
08.4 圓筒壁瞬態熱分析 ..........129
08.4.1 問題描述與分析129
08.4.2 前處理................129
08.4.3 施加載荷并求解131
08.4.4 查看結果............132
08.5 本章小結 ..........................133
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