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本书采用GUI界面操作与APDL命令相互对照的方式，从基础知识、专题技术、工程应用三个层次，详细讲述了大型通用有限元软件ANSYS 14.0的使用方法与使用技巧。本书内容安排循序渐进、深入浅出，工程实例丰富、讲解详尽，适合土木工程、机械工程、自动化、力学等多个领域的高年级本科生、研究生与工程技术人员参考使用，同时也可以作为ANSYS软件的参考教材。
目 录
第 1章 绪论 1
1.1 有限元法概述 1
1.1.1 有限元法的发展 1
1.1.2 有限元法的基本概念 2
1.2 ANSYS 14.0简介 3
1.2.1 ANSYS 14.0的启动与退出 3
1.2.2 ANSYS 14.0操作界面 3
1.2.3 ANSYS 14.0文件管理 5
1.2.4 ANSYS 14.0有限元分析流程 8
1.2.5 ANSYS有限元分析实例入门 9
1.3 本章小结 14
第 2章 高 级应用的基石——APDL 16
2.1 APDL的参数 16
2.1.1 参数的概念与类型 16
2.1.2 参数命名规则 17
2.1.3 参数的定义与赋值操作 17
2.1.4 参数的删除操作 17
2.1.5 数组参数 17
2.2 APDL的流程控制 19
2.2.1 *GO分支语句 19
2.2.2 *IF分支语句 19
2.2.3 *DO循环语句 20
2.2.4 *DOWHILE循环语句 20
2.2.5 *REPEAT循环语句 20
2.3 宏文件 21
2.3.1 创建宏文件 21
2.3.2 调用宏文件 22
2.4 运算符、函数与函数编辑器 23
2.5 本章小结 25
第3章 模型的建立 26
3.1 实体模型的建立 26
3.1.1 概述 26
3.1.2 自底向上法 27
3.1.3 自顶向下法 32
3.1.4 外部程序导入模型 35
3.2 直接建立有限元模型 38
3.2.1 节点的生成 38
3.2.2 单元的生成 40
3.3 常用建模命令汇总 44
3.4 本章小结 45
第4章 划分网格 46
4.1 定义单元属性 46
4.2 设置网格划分控制 49
4.2.1 智能网格划分 49
4.2.2 全局单元尺寸控制 50
4.2.3 默认单元尺寸控制 51
4.2.4 关键点尺寸控制 52
4.2.5 线尺寸控制 52
4.2.6 面尺寸控制 53
4.2.7 单元尺寸定义命令的优先顺序 54
4.2.8 完成划分 54
4.3 网格的修改 55
4.3.1 清除网格 55
4.3.2 网格的局部细化 56
4.3.3 层状网格划分 58
4.4 高 级网格划分技术 58
4.4.1 单元选择 59
4.4.2 映射网格 60
4.4.3 扫掠网格 64
4.4.4 拉伸网格 66
4.5 划分网格命令汇总 68
4.6 本章小结 70
第5章 加载与求解 71
5.1 载荷与载荷步 71
5.1.1 载荷的种类 71
5.1.2 载荷步 72
5.2 加载方式 73
5.2.1 实体模型加载的特点 73
5.2.2 有限元模型加载的特点 73
5.3 施加载荷 73
5.3.1 自由度约束 73
5.3.2 集中载荷 75
5.3.3 面载荷 76
5.3.4 体载荷 78
5.3.5 惯性载荷 81
5.3.6 耦合场载荷 81
5.3.7 轴对称载荷与反作用力 81
5.3.8 初应力载荷 82
5.3.9 由表型数组定义载荷 82
5.3.10 多步加载 86
5.4 钢轨模型的加载 87
5.5 耦合与约束方程 89
5.5.1 耦合 89
5.5.2 约束方程 91
5.6 求解 93
5.7 求解命令汇总 96
5.8 本章小结 97
第6章 后处理 99
6.1 通用后处理器 99
6.1.1 结果文件 99
6.1.2 结果输出 102
6.1.3 结果处理 116
6.1.4 结果查看器 119
6.2 时间历程后处理器 120
6.2.1 时间历程变量浏览器 120
6.2.2 定义变量 122
6.2.3 显示变量 124
6.3 高 级后处理技术 125
6.3.1 载荷工况 125
6.3.2 旋转结果到不同的坐标系 126
6.3.3 使用*GET命令 127
6.4 本章小结 133
第7章 高 级分析基础 134
7.1 ANSYS的量纲 134
7.1.1 概述 134
7.1.2 量纲换算方法 135
7.1.3 量纲选用原则 136
7.2 ANSYS的坐标系 136
7.2.1 坐标系分类 136
7.2.2 全局坐标系与局部坐标系 139
7.2.3 显示坐标系 141
7.2.4 节点坐标系与单元坐标系 141
7.2.5 结果坐标系 142
7.2.6 工作平面 142
7.3 常用单元 145
7.3.1 结构单元 145
7.3.2 热单元 180
7.3.3 电磁单元 182
7.3.4 耦合场单元 185
7.3.5 流体单元 186
7.3.6 LS-DYNA单元 187
7.4 材料模型 188
7.5 本章小结 189
第8章 结构静力学分析 191
8.1 概述 191
8.1.1 静力学分析的基本概念 191
8.1.2 结构静力学分析的方法 191
8.2 开孔平板静力分析 194
8.2.1 问题描述 194
8.2.2 设置分析环境 194
8.2.3 定义单元与材料属性 196
8.2.4 建立模型 197
8.2.5 划分网格 200
8.2.6 施加边界条件 201
8.2.7 求解 204
8.2.8 显示变形图 205
8.2.9 显示结果云图 205
8.2.10 查看矢量图 207
8.2.11 查看约束节点反力 208
8.2.12 查询危险点坐标 209
8.3 起重机桁架结构静力分析 210
8.3.1 问题描述 210
8.3.2 设置分析环境 211
8.3.3 定义单元与材料属性 212
8.3.4 建立有限元模型 214
8.3.5 施加边界条件 218
8.3.6 求解 220
8.3.7 显示变形图 220
8.3.8 显示结果云图 221
8.3.9 查看矢量图 221
8.3.10 查看支座反力 222
8.3.11 查看轴力 223
8.3.12 查询E点的挠度 223
8.4 压力容器结构静力分析 224
8.4.1 问题描述 224
8.4.2 设置分析环境 225
8.4.3 定义单元与材料参数 225
8.4.4 建立几何模型 226
8.4.5 划分网格 229
8.4.6 施加边界条件 230
8.4.7 求解 234
8.4.8 显示变形图 235
8.4.9 查看结果云图 235
8.4.10 查看矢量图 237
8.4.11 查看约束节点反力 238
8.4.12 连接处的应力分析 238
8.5 本章小结 239
第9章 结构动力学分析 241
9.1 概述 241
9.1.1 结构动力学基础知识 241
9.1.2 结构动力学问题的分类 242
9.2 模态分析 243
9.2.1 模态提取方法 243
9.2.2 斜齿圆柱齿轮的模态分析 244
9.3 谐响应分析 257
9.3.1 谐响应分析的方法 258
9.3.2 预应力弦的谐响应分析 258
9.4 瞬态动力学分析 273
9.4.1 瞬态动力学问题求解方法 274
9.4.2 凸轮从动件瞬态动力学分析 274
9.5 谱分析 288
9.5.1 谱分析应用 288
9.5.2 板梁结构地震响应谱分析 288
9.6 本章小结 311
第 10章 热分析 313
10.1 基础知识 313
10.1.1 符号与单位 313
10.1.2 传热学经典理论回顾 314
10.1.3 热传递的方式 314
10.1.4 线性与非线性 315
10.1.5 边界条件、初始条件 315
10.1.6 热分析误差估计 316
10.2 稳态热分析 316
10.2.1 稳态热分析基本过程 316
10.2.2 密闭容器稳态热分析 319
10.3 瞬态热分析 328
10.3.1 瞬态热分析主要步骤 328
10.3.2 水箱中高温金属块瞬态热分析 331
10.4 相变问题 347
10.4.1 概述 347
10.4.2 钢铸件的相变问题分析 348
10.5 本章小结 360
第 11章 电磁场分析 361
11.1 概述 361
11.1.1 磁场分析 361
11.1.2 电场分析 363
11.2 实例分析 363
11.2.1 电机转子沟槽磁场分析 363
11.2.2 屏蔽带状传输线静电场分析 371
11.3 本章小结 380
第 12章 多物理场耦合分析 381
12.1 概述 381
12.1.1 顺序耦合分析 381
12.1.2 直接耦合分析 382
12.2 实例分析 382
12.2.1 金属导流管耦合场分析 382
12.2.2 双层金属簧片耦合场分析 391
12.3 本章小结 397
第 13章 非线性分析 398
13.1 概述 398
13.1.1 基础知识 399
13.1.2 非线性问题的分类 399
13.1.3 注意事项 400
13.2 几何非线性问题 401
13.2.1 低强度圆盘大应变分析 401
13.2.2 圆柱壳屈曲分析 412
13.3 材料非线性问题 422
13.3.1 材料非线性问题的分类 422
13.3.2 厚壁圆筒非线性分析 422
13.4 接触问题 427
13.4.1 概述 427
13.4.2 金属柱体接触分析 428
13.5 本章小结 438
第 14章 生死单元 440
14.1 概述 440
14.1.1 生死单元的基本概念 440
14.1.2 单元生死技术的使用 441
14.2 焊接过程模拟 442
14.2.1 问题描述 442
14.2.2 分析求解 443
14.3 本章小结 452
第 15章 子结构技术 454
15.1 概述 454
15.1.1 子结构技术的应用场合 454
15.1.2 子结构分析步骤 454
15.2 异形梁的子结构技术应用 460
15.2.1 问题描述 460
15.2.2 分析求解 460
15.3 本章小结 473
第 16章 复合材料分析 475
16.1 概述 475
16.1.1 复合材料模型单元 475
16.1.2 复合材料层叠结构 476
16.1.3 定义失效准则 477
16.1.4 复合材料分析的注意事项 478
16.2 复合材料梁的分析 478
16.2.1 问题描述 478
16.2.2 分析求解 478
16.3 本章小结 487
第 17章 机械工程应用综合实例 488
17.1 卷板机工作过程模拟 488
17.1.1 实例背景 488
17.1.2 分析过程 489
17.2 机翼的振动模态分析 510
17.2.1 实例背景 510
17.2.2 分析过程 511
17.3 螺栓连接件仿真分析 517
17.3.1 实例背景 517
17.3.2 分析过程 518
17.4 本章小结 540
第 18章 土木工程应用综合实例 541
18.1 隧道开挖模拟 541
18.1.1 实例背景 541
18.1.2 分析过程 543
18.2 门式刚架结构分析 551
18.2.1 实例背景 551
18.2.2 分析过程 552
18.3 本章小结 562
参考文献 564
