ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通PDF电子书下载

基础篇 1

第1章 ANSYS 16.0简介 1

1.1 ANSYS发展历程及功能简介 1

1.1.1 发展历程 1

1.1.2 主要功能 2

1.1.3 ANSYS 16.0新功能 3

1.2 典型的ANSYS操作流程 5

1.2.1 ANSYS的启动 5

1.2.2 ANSYS用户界面介绍 6

1.2.3 ANSYS操作流程 7

1.3 ANSYS分析案例详解 9

1.3.1 问题描述 9

1.3.2 问题分析 10

1.3.3 GUI操作步骤 10

1.3.4 APDL命令流程序 19

第2章 单元和材料属性 21

2.1 单元类型 21

2.2 单元定义方法 22

2.3 定义材料属性 24

2.3.1 材料属性 24

2.3.2 材料属性定义命令 24

2.4 本章小结 27

第3章 坐标系和工作平面 28

3.1 坐标系简介 28

3.1.1 总体坐标系和局部坐标系 28

3.1.2 显示坐标系 31

3.1.3 节点坐标系 32

3.1.4 单元坐标系 32

3.1.5 结果坐标系 32

3.2 工作平面的使用 32

3.2.1 定义一个新的工作平面 33

3.2.2 列表工作平面信息 33

3.2.3 移动工作平面 33

3.2.4 旋转工作平面 34

3.3 本章小结 34

第4章 创建几何模型 35

4.1 概述 35

4.2 建立基本图元 36

4.3 拖拽方式建立模型 46

4.4 图元的选取 47

4.5 布尔操作 51

4.6 其他操作 53

4.7 本章小结 55

第5章 建立有限元模型 56

5.1 网格划分方法和步骤 56

5.1.1 网格划分方法 56

5.1.2 网格化的一般步骤 57

5.2 MeshTool工具 58

5.3 Meshing子菜单 60

5.4 直接生成有限元模型 67

5.5 本章小结 68

第6章 施加载荷 69

6.1 载荷概述 69

6.1.1 载荷施加对象 69

6.1.2 载荷分类 69

6.1.3 载荷步、子步和平衡迭代 70

6.1.4 时间参数 71

6.2 载荷的施加和删除等操作 71

6.2.1 常数载荷的施加 71

6.2.2 利用表格和函数施加载荷 79

6.2.3 多步载荷操作 80

6.2.4 删除载荷 81

6.2.5 其他操作 82

6.3 本章小结 82

第7章 求解计算 83

7.1 求解设置 83

7.1.1 新分析 83

7.1.2 求解控制 84

7.1.3 输出设置 87

7.2 求解过程处理 88

7.2.1 求解概述 88

7.2.2 求解当前载荷步 88

7.2.3 多载荷步求解 89

7.3 本章小结 90

第8章 后处理 91

8.1 后处理概述 91

8.1.1 通用后处理器 91

8.1.2 时间-历程后处理器 92

8.2 通用后处理器 92

8.2.1 结果文件读入通用后处理器 92

8.2.2 设置结果输出方式 93

8.2.3 图形显示计算结果 94

8.2.4 列表显示计算结果 96

8.2.5 结果查看器 98

8.2.6 基于单元表的结果处理 99

8.2.7 基于路径的结果处理 101

8.3 时间-历程后处理器 102

8.3.1 时间-历程后处理器概述 102

8.3.2 进入时间-历程后处理 103

8.3.3 定义时间—历程变量 103

8.3.4 时间-历程变量的处理 104

8.3.5 显示和列表时间-历程变量曲线 105

8.3.6 时间-历程变量观察器 105

8.4 本章小结 107

应用篇 108

第9章 稳态热分析 108

9.1 稳态热分析概述 108

9.2 稳态热分析基本步骤 108

9.3 实例——铀燃料管冷却计算 109

9.3.1 问题描述 109

9.3.2 问题分析 110

9.3.3 GUI操作步骤 110

9.3.4 APDL命令流程序 133

9.4 本章小结 137

第10章 瞬态热分析 138

10.1 瞬态热分析概述 138

10.1.1 瞬态热分析特性 138

10.1.2 控制方程 139

10.1.3 时间积分与时间步长预测 139

10.1.4 数值求解过程 140

10.1.5 初始条件的施加 141

10.1.6 求解选项的设置 142

10.1.7 瞬态分析准确程度的评估 143

10.2 瞬态热分析基本过程 143

10.3 实例——温度控制加热器工作过程分析 144

10.3.1 问题描述 144

10.3.2 问题分析 145

10.3.3 GUI操作步骤 145

10.3.4 APDL命令流程序 155

10.4 本章小结 157

第11章 热辐射分析 158

11.1 热辐射分析概述 158

11.1.1 热辐射特性 158

11.1.2 热辐射基本术语 158

11.2 ANSYS中进行辐射分析 161

11.2.1 ANSYS中热辐射的处理方法 161

11.2.2 ANSYS中进行辐射分析的几个概念 161

11.2.3 使用辐射线单元建立辐射模型 163

11.2.4 使用表面效应单元建立辐射模型 163

11.2.5 使用辐射矩阵单元建立辐射模型 165

11.2.6 使用光能传递求解方法建立辐射模型 169

11.3 实例——非同心圆环间的辐射传热分析 172

11.3.1 问题描述 172

11.3.2 问题分析 173

11.3.3 GUI操作步骤 173

11.3.4 APDL命令流程序 180

11.4 本章小结 181

第12章 相变分析 182

12.1 相变基本理论 182

12.2 ANSYS中的相变分析基本思路及求解设置 183

12.2.1 相变分析基本思路 183

12.2.2 求解设置 185

12.3 实例——水结冰过程分析 187

12.3.1 问题描述 187

12.3.2 问题分析 188

12.3.3 GUI操作步骤 188

12.3.4 APDL命令流程序 200

12.4 本章小结 202

第13章 静力学分析 203

13.1 有限元线性分析基本理论 203

13.1.1 线性本构关系（广义虎克定律） 203

13.1.2 线性几何方程（小变形情况） 204

13.1.3 平衡方程（虚功原理） 204

13.2 实例1——带孔板静力分析 205

13.2.1 问题描述 205

13.2.2 问题分析 206

13.2.3 GUI操作步骤 206

13.2.4 APDL命令流程序 211

13.3 实例2——多载荷作用下的阶梯轴分析 212

13.3.1 问题描述 212

13.3.2 问题分析 212

13.3.3 GUI操作步骤 212

13.3.4 APDL命令流程序 218

13.4 实例3——惯性载荷作用下的叶轮受力分析 219

13.4.1 问题描述 220

13.4.2 问题分析 220

13.4.3 GUI操作步骤 220

13.4.4 APDL命令流程序 223

13.5 实例4——静载荷作用下的简支梁 224

13.5.1 问题描述 224

13.5.2 问题分析 224

13.5.3 GUI操作步骤 224

13.5.4 APDL命令流程序 229

13.6 本章小结 230

第14章 模态分析 231

14.1 结构动力学分析概述 231

14.2 模态分析简介及操作步骤 232

14.2.1 模态分析原理 232

14.2.2 模态分析步骤 233

14.3 实例1——连杆的模态分析 234

14.3.1 问题描述 235

14.3.2 问题分析 235

14.3.3 GUI操作步骤 235

14.3.4 APDL命令流程序 240

14.4 实例2——框架式建筑物有预应力的模态分析 241

14.4.1 问题描述 241

14.4.2 问题分析 241

14.4.3 GUI操作步骤 241

14.4.4 APDL命令流程序 248

14.5 本章小结 250

第15章 结构瞬态分析 251

15.1 概述 251

15.1.1 瞬态动力学分析的基本理论 251

15.1.2 求解方法及其优缺点 252

15.1.3 瞬态分析积分步长选取准则 254

15.2 实例1——冲击载荷作用下的管子 255

15.2.1 问题描述 255

15.2.2 问题分析 255

15.2.3 GUI操作步骤 255

15.2.4 APDL命令流程序 266

15.3 实例2——压力容器瞬态分析 268

15.3.1 问题描述 268

15.3.2 问题分析 268

15.3.3 GUI操作步骤 268

15.3.4 APDL命令流程序 276

15.4 本章小结 277

第16章 谐响应分析与谱分析 278

16.1 概述 278

16.1.1 谐响应分析的定义与应用 278

16.1.2 谱分析的定义与应用 278

16.2 谐响应分析 279

16.3 实例1——“工作台—电动机”系统谐响应分析 280

16.3.1 问题描述 280

16.3.2 问题分析 281

16.3.3 GUI操作步骤 281

16.3.4 APDL命令流程序 289

16.4 谱分析 292

16.5 实例2——板梁结构单点地震响应谱分析 293

16.5.1 问题描述 293

16.5.2 问题分析 293

16.5.3 GUI操作步骤 293

16.5.4 APDL命令流程序 301

16.6 本章小结 303

第17章 结构非线性分析 304

17.1 非线性问题概述与基础理论 304

17.1.1 结构非线性的定义 304

17.1.2 结构非线性类型 305

17.1.3 求解基本原理 306

17.2 实例1——弹簧变形分析 309

17.2.1 问题描述 309

17.2.2 问题分析 309

17.2.3 GUI操作步骤 309

17.2.4 APDL命令流程序 313

17.3 实例2——碰撞分析 313

17.3.1 问题描述 313

17.3.2 问题分析 314

17.3.3 GUI操作步骤 314

17.3.4 APDL命令流程序 319

17.4 实例3——电子产品跌落分析 321

17.4.1 问题描述 321

17.4.2 问题分析 321

17.4.3 GUI操作步骤 321

17.4.4 APDL命令流程序 328

17.5 本章小结 331

第18章 复合材料分析 332

18.1 复合材料概述 332

18.1.1 复合材料的定义及分类 332

18.1.2 复合材料的性能及用途 333

18.1.3 树脂基和金属基复合材料 334

18.2 实例——高体积分数SiCp/Al热残余应力分析 335

18.2.1 问题描述 335

18.2.2 问题分析 335

18.2.3 GUI操作步骤 335

18.2.4 APDL命令流程序 340

18.3 复合材料的层合板 342

18.4 本章小结 343

第19章 摩擦生热分析 344

19.1 摩擦生热在ANSYS中的计算方法 344

19.2 实例——物体滑动中的摩擦生热分析 344

19.2.1 问题描述 344

19.2.2 问题分析 345

19.2.3 GUI操作步骤 345

19.2.4 APDL命令流程序 355

19.3 本章小结 357

第20章 电场分析 358

20.1 电场分析概述 358

20.2 电场分析基本步骤 359

20.3 实例1——导电圆盘的电场分布分析 360

20.3.1 问题描述 360

20.3.2 问题分析 360

20.3.3 GUI操作步骤 360

20.3.4 APDL命令流程序 364

20.4 实例2——屏蔽带状传输线静电场分析 365

20.4.1 问题描述 365

20.4.2 问题分析 365

20.4.3 GUI操作步骤 365

20.4.4 APDL命令流程序 373

20.5 本章小结 375

第21章 磁场分析 376

21.1 概述 376

21.1.1 磁场分析分类 376

21.1.2 计算方法 377

21.2 实例——电磁沟槽电磁力分析 378

21.2.1 问题描述 378

21.2.2 问题分析 378

21.2.3 GUI操作步骤 378

21.2.4 APDL命令流程序 385

21.3 本章小结 386

高级篇 387

第22章 耦合场分析 387

22.1 耦合场分析概述 387

22.1.1 耦合场分析的定义 387

22.1.2 耦合场分析的类型 387

22.1.3 直接和间接耦合法的应用范围 390

22.2 间接耦合分析 392

22.2.1 间接耦合分析的特点 392

22.2.2 间接耦合分析的基本过程 392

22.2.3 间接耦合分析的基本操作步骤 394

22.2.4 使用物理环境运行间接耦合场分析 396

22.3 直接耦合分析 397

22.4 实例1——多层热套压力容器的热应力耦合分析 398

22.4.1 问题描述 398

22.4.2 问题分析 398

22.4.3 GUI操作步骤 399

22.4.4 APDL命令流程序 411

22.5 实例2——钢水凝固过程热应力耦合分析 416

22.5.1 问题描述 416

22.5.2 问题分析 417

22.5.3 GUI操作步骤 417

22.5.4 APDL命令流程序 429

22.6 实例3——圆柱形坯料的电热耦合分析 431

22.6.1 问题描述 431

22.6.2 问题分析 432

22.6.3 GUI操作步骤 432

22.6.4 APDL命令流程序 449

22.7 实例4——冷却器电热耦合分析 453

22.7.1 问题描述 453

22.7.2 问题分析 454

22.7.3 GUI操作步骤 454

22.7.4 APDL命令流程序 461

22.8 本章小结 462

第23章 自适应网格划分技术 463

23.1 自适应网格划分技术简介 463

23.1.1 自适应网格划分技术的定义 463

23.1.2 自适应网格划分的先决条件 463

23.1.3 自适应网格划分技术的应用方法 464

23.1.4 定制ADPT宏（UADAPT.MAC） 466

23.1.5 自适应网格划分的一些说明 467

23.2 实例——二维对流传热的自适应分析 468

23.2.1 问题描述 468

23.2.2 问题分析 468

23.2.3 GUI操作步骤 469

23.2.4 APDL命令流程序 473

23.3 本章小结 474

第24章 单元生死技术 475

24.1 单元生死技术概述 475

24.1.1 单元的生和死的定义 475

24.1.2 单元生死的基本原理 476

24.1.3 单元生死技术的应用方法 476

24.1.4 使用ANSYS结果控制单元生死 479

24.1.5 单元生死技术的注意事项 479

24.2 实例——利用单元生死技术堆积单元模拟焊接过程 480

24.2.1 问题描述 480

24.2.2 问题分析 481

24.2.3 GUI操作步骤 481

24.2.4 APDL命令流程序 506

24.3 本章小结 516

第25章 接触分析 517

25.1 概述 517

25.1.1 接触的定义及分类 517

25.1.2 接触协调条件 518

25.1.3 接触单元 518

25.1.4 选择接触面和目标面的原则 518

25.1.5 接触向导 519

25.2 实例——轨道车辆车轮与钢轨接触 520

25.2.1 问题描述 520

25.2.2 问题分析 521

25.2.3 GUI操作步骤 521

25.2.4 APDL命令流程序 529

25.3 本章小结 531