有限元分析软件-ANSYS融会与贯通PDF电子书下载

第1章 ANSYS概述 1

1.1 ANSYS特点与主要功能 2

1.1.1 ANSYS主要技术特点 2

1.1.2 ANSYS主要功能 3

1.2 ANSYS的运行环境设定 4

1.3 ANSYS工作环境 5

1.4 ANSYS的文件系统 7

1.4.1 ANSYS的文件 7

1.4.2 数据库文件(.db)的管理 8

1.4.3 ANSYS文件的管理 8

1.5 ANSYS一般分析步骤 9

第2章 建立几何实体模型 11

2.1.2 模型方案设计 12

2.1.1 建立模型的一般步骤 12

2.1 概述 12

2.2 坐标系与工作平面 13

2.2.1 坐标系的种类 13

2.2.2 定义工作平面 18

2.2.3 控制工作平面 19

2.2.4 工作平面的增强功能 21

2.3 创建实体模型 23

2.3.1 实体建模一般步骤 23

2.3.2 布尔运算 42

2.3.3 构造模型 48

2.4 ANSYS与其他程序的接口 50

2.4.1 概述 50

2.4.2 IGES文件 50

2.4.3 其他格式的CAD文件 55

第3章 生成有限元模型 58

3.1 定义单元属性 59

3.1.1 定义单元类型 59

3.1.2 定义实常数 60

3.1.3 定义材料特性 61

3.1.4 定义截面类型 63

3.1.5 定义单元坐标系 65

3.1.6 分配单元属性 65

3.2 控制生成的网格 67

3.2.1 指定单元划分的形状 67

3.2.2 选择网格划分方式 67

3.2.3 控制中间节点位置 68

3.2.4 智能尺寸网格划分 68

3.2.6 网格划分选项 69

3.2.5 定义单元尺寸 69

3.2.7 使用网格划分工具(MeshTool) 71

3.3 划分几何实体生成各种单元 72

3.4 通过扫掠生成体网格 73

3.5 检查划分的网格 74

3.5.1 模型相互对照检查 74

3.5.2 单元形状检查 75

3.5.3 检查网格的连接性 77

3.6 对既有网格进行修改 77

3.6.1 网格进行局部细化 77

3.6.2 清除网格 79

3.7 控制壳单元面的方向 79

3.8 直接生成节点和单元 80

3.8.1 直接生成节点 81

3.8.2 直接生成单元 83

3.9 特殊的节点自由度关系 85

3.9.1 耦合 85

3.9.2 约束方程 86

3.10 控制模型编号 87

3.11 模型文件操作 89

3.11.1 模型的合并 89

3.11.2 保存模型到模型文件 90

第4章 施加荷载 91

4.1 ANSYS荷载概述 92

4.2 常规荷载 92

4.2.1 DOF约束 92

4.2.2 集中荷载 96

4.2.3 表面荷载 98

4.2.4 体荷载 102

4.2.5 惯性荷载 106

4.3 其他形式的荷载 108

4.3.1 初应力荷载 108

4.3.2 耦合场荷载 109

4.4 使用荷载步 109

4.4.1 荷载步与荷载子步 109

4.4.2 阶梯式荷载和递增荷载 111

4.4.3 荷载步选项 111

4.5 多荷载步文件的使用 113

第5章 ANSYS的求解 115

5.1.1 波前法 116

5.1.2 稀疏矩阵直接解法 116

5.1 ANSYS的求解器 116

5.1.3 雅可比共轭梯度法(JCG) 117

5.1.4 不完全乔列斯基共轭梯度法(ICCG) 117

5.1.5 前置条件共轭梯度法(PCG) 117

5.1.6 自动迭代法(ITER) 118

5.1.7 合理选择ANSYS求解器 118

5.2 ANSYS的求解选项 118

5.3 ANSYS的求解方式 121

5.3.1 ANSYS一般求解 121

5.3.2 多荷载步的求解 122

5.3.3 分析的重新启动 122

5.4 ANSYS求解前的预估计 123

5.4.2 其他估计 124

5.4.1 估计求解时间 124

第6章 ANSYS的后处理 126

6.1 ANSYS后处理概述 127

6.2 通用后处理器(POST1) 127

6.2.1 读入结果数据 127

6.2.2 使用单元表 130

6.2.3 使用安全系数 134

6.2.4 使用POST1查看计算结果 134

6.2.5 建立荷载工况 152

6.2.6 修改数据库中结果数据 154

6.2.7 电磁场分析特殊后处理 155

6.3 时间历程后处理器 156

6.3.1 定义变量 157

6.3.2 变量运算 158

6.3.3 变量设置 160

6.3.4 显示变量 162

第7章 ANSYS的图形控制 166

7.1 图形显示的个性化设置 167

7.1.1 图形视口设定 167

7.1.2 多重绘图技术 169

7.1.3 设置图形显示风格 176

7.2 图形和动画输出 193

7.2.1 ANSYS的图形输出 193

7.2.2 生成动画 197

7.3 使用注释 200

7.3.1 2D注释 200

7.3.2 3D注释 203

第8章 结构静态分析 205

8.1.1 结构线性静力分析步骤 206

8.1 线性静力分析 206

8.1.2 结构静力线性分析实例 207

8.2 几何非线性分析 210

8.2.1 几何非线性分析步骤 210

8.2.2 特殊的荷载步选项 211

8.2.3 几何非线性分析实例 213

8.3 材料非线性分析 218

8.3.1 使用材料非线性 218

8.3.2 ANSYS非线性材料选项 219

8.3.3 蠕变材料分析 223

8.3.4 材料非线性分析实例 225

8.4 状态非线性分析 230

8.4.1 ANSYS中的接触单元 230

8.4.2 面-面接触分析 231

8.4.3 点-面接触分析 234

8.4.4 点-点接触分析 235

8.4.5 接触分析实例 238

第9章 结构屈曲分析 247

9.1 结构线性屈曲分析 248

9.1.1 结构线性屈曲分析一般步骤 248

9.1.2 线性屈曲分析实例 249

9.2 结构非线性屈曲分析 252

9.2.1 结构非线性屈曲分析一般步骤 252

9.2.2 结构非线性屈曲分析实例 254

第10章 结构动力分析 260

10.1 模态分析 261

10.1.1 模态分析步骤 261

10.1.2 特殊的模态分析 264

10.1.3 模态分析实例 265

10.2 谐响应分析 268

10.2.1 Full法谐响应分析步骤 268

10.2.2 Reduced法谐响应分析步骤 270

10.2.3 模态叠加法谐响应分析步骤 272

10.2.4 有预应力的谐响应分析 274

10.2.5 谐响应分析实例 274

10.3 瞬态动力学分析 279

10.3.1 Full法瞬态动力学分析步骤 279

10.3.2 Reduced法瞬态动力学分析步骤 281

10.3.3 模态叠加法瞬态动力学分析步骤 283

10.3.4 瞬态动力学分析实例 284

10.4 谱分析 289

10.4.1 谱分析的形式 289

10.4.2 单点响应谱分析步骤 290

10.4.3 随机振动分析步骤 293

10.4.4 多点响应谱(MPRS)分析步骤 297

10.4.5 单点响应谱分析实例 299

第11章 ANSYS热分析 307

11.1 ANSYS热分析概述 308

11.1.1 ANSYS热分析特点 308

11.1.2 ANSYS热分析的单元 309

11.2 稳态热分析 311

11.2.1 ANSYS稳态热分析的基本步骤 311

11.2.2 稳态热分析实例 313

11.3 瞬态热分析 318

11.3.1 ANSYS瞬态热分析的主要步骤 318

11.3.3 瞬态热分析实例 320

11.3.2 相变问题 320

11.4 ANSYS热应力分析 327

11.4.1 热应力分析方法 327

11.4.2 热应力分析实例 328

第12章 ANSYS参数化设计 333

12.1 参数化设计语言 334

12.1.1 参数的使用 334

12.1.2 数组参数 336

12.1.3 宏 339

12.1.4 循环和分支 340

12.2 设计优化 341

12.2.1 设计优化概述 341

12.2.2 设计优化的步骤 342

12.2.3 优化设计实例 347

12.3.2 拓扑优化的步骤 352

12.3 拓扑优化 352

12.3.1 拓扑优化的基本概念 352

12.3.3 拓扑优化的实例 355

12.4 可靠度分析 358

12.4.1 可靠度分析概述 358

12.4.2 可靠度分析的一般步骤 359

12.4.3 可靠度分析的实例 363

第13章 ANSYS高级分析技术 368

13.1 单元的生与死 369

13.1.1 基本概念 369

13.1.2 使用单元生死 369

13.1.3 单元生死分析实例 372

13.2 自适应网格划分 377

13.2.1 基本概念 377

13.2.2 自适应网格划分的基本过程 378

13.2.3 用户定制自适应网格划分 379

13.2.4 自适应网格划分实例 380

13.3 使用子结构 383

13.3.1 基本概念 383

13.3.2 子结构分析的基本步骤 384

13.4 使用子模型 389

13.4.1 基本概念 389

13.4.2 子模型分析的基本步骤 389

13.4.3 子模型分析实例 392

13.5 用户可编程特性 395

13.5.1 基本概念 395

13.5.2 UPFs的典型步骤 395

13.5.3 ANSYS的UPFs类型 396