ANSYS 9.0经典产品高级分析技术与实例详解PDF电子书下载

目录 1

序 1

前言 1

第一篇 参数化（APDL）有限元分析技术 1

第1章　APDL参数化语言概论 1

第2章　参数与参数菜单系统 2

2.1　参数概念与类型 2

2.2　参数的命名规则 2

2.3　参数化操作环境介绍 3

第3章　变量参数及其用法 5

3.1 变量的定义与赋值 5

3.1.1　利用命令＊SET进行变量定义与赋值 5

3.1.2　利用赋值号“＝”进行变量定义与赋值 5

3.1.3　利用变量定义菜单或命令输入窗口进行变量定义与赋值 6

3.1.4　在启动时利用驱动命令进行变量定义与赋值 6

3.2　删除变量 7

3.3　数值型变量值的替换 8

3.4　字符参数的用法 8

3.4.1　字符参数的常见用法 8

3.4.2　强制字符参数执行替换 9

3.4.3　抑制发生字符参数替换 9

3.4.4　使用字符参数的限制 10

3.5　数字或字符参数的动态替换 10

3.6　列表显示变量参数 10

3.7　存储与恢复变量 11

第4章　数组参数及其用法 13

4.1　数组参数类型与概念 13

4.2　定义数组参数 14

4.3　赋值数组参数 15

4.3.1 利用＊SET命令或“＝”给单个或多个数组元素赋值 15

4.3.2　利用＊VEDIT命令或按其等价菜单方式编辑数组 16

4.3.3　利用＊VFILL命令或其等价菜单方式填充数组向量 17

4.4　列表显示数组参数 18

4.5 曲线图形显示数组参数列矢量 19

4.6　删除数组参数 21

4.7　存储与恢复数组参数 21

第5章　表参数及其用法 22

5.1　表参数的概念、定义、删除与赋值 22

5.2 曲线图形显示表参数的列矢量 24

5.3　表插值及表载荷应用实例 24

第6章　参数与数据文件的写出与读入 34

6.1 使用＊VWRITE写出数据文件 34

6.2　使用＊VREAD命令读取数据文件填充数组 37

6.3　使用＊TREAD命令读取数据文件并填充TABLE类型数组 37

第7章　访问ANSYS数据库数据 41

7.1　提取数据库数据并赋值给变量 41

7.1.1　＊GET提取命令 41

7.1.2 与＊GET等价的内嵌提取函数 43

7.1.3　对象信息查询函数 47

7.1.4　系统信息查询函数／INQUIRE 50

7.1.5 获取_STATUS和_RETURN参数值 51

7.2　批量提取数据库数据并赋值给数组 53

第8章　数学表达式 57

第9章　使用函数编辑器与加载器 58

9.1　使用函数编辑器 58

9.2　使用函数加载器 64

9.3　使用函数边界条件加载及其应用实例 65

9.3.1 使用函数边界条件加载 65

9.3.2　使用函数边界条件加载应用实例 65

第10章　矢量与矩阵运算 74

10.1　矢量与矩阵运算设置 74

10.2　矢量运算 77

10.2.1　矢量间运算（＊VOPER命令） 77

10.2.2　矢量函数（＊VFUN命令） 79

10.2.4　矢量插值运算（＊VITRP命令） 82

10.2.3　矢量-变量运算（＊VSCFUN命令） 82

10.3　矩阵运算 83

10.3.1　矩阵间运算（＊MOPER命令） 83

10.3.2　复制或转置数组矩阵（＊MFUN命令） 85

10.3.3　计算傅利叶级数（＊MFOURI命令） 86

第11章　内部函数 88

12.1　＊GO无条件分支 90

12.2 ＊IF-＊IFELSE-＊ELSE-＊ENDIF条件分支 90

第12章　流程控制 90

12.3 ＊DO-＊ENDDO循环 93

12.4　＊DOWHILE循环 96

12.5　＊REPEAT重复一个命令 96

12.6　流程控制命令快速参考 97

第13章　宏文件与宏库 100

13.1　APDL宏及其功能 100

13.2　宏文件命名规则 101

13.4　创建宏文件的方法 102

13.3　宏搜索路径 102

13.4.1　使用＊CREATE创建宏文件 103

13.4.2　使用＊CFWRITE创建宏文件 105

13.4.3　使用／TEE创建宏文件 106

13.4.4　使用菜单Utility Menu＞Macro＞Create Macro创建宏文件 107

13.4.5　用文本编辑器创建宏文件 108

13.5　宏的局部变量 109

13.5.1　宏命令行的输入变量 109

13.5.2　宏内部使用的局部变量 111

13.6　运行宏 111

13.7　宏嵌套：在宏内调用其他宏 113

13.8　使用宏库文件与运行宏库中的宏 114

13.9　在宏中使用组和组件 115

13.10　加密宏文件 116

13.10.1 准备加密宏 116

13.10.2　生成加密宏 117

13.10.3　运行加密宏 118

第14章　定制用户化图形交互界面 119

14.1 单参数输入对话框 119

14.2　多参数输入对话框 120

14.3 调用ANSYS程序已有的对话框 122

14.4　宏中实现拾取操作 123

14.5　程序运行进度对话框 123

14.6　宏运行的消息机制 125

14.7　定制工具条与缩写 127

14.7.1 定制用户化工具条按钮 128

14.7.2　存储与恢复工具条按钮 129

14.7.3 嵌套工具条缩写 131

第15章　基于APDL的常规应用及其实例 132

15.1 ANSYS程序的启动参数与启动文件 132

15.2　驱动可执行文件 133

15.3　利用工具条按钮调用宏 134

15.4　读入和写出数据文件并实现多载荷步瞬态动力学求解实例 135

15.5　参数化建模：创建标准零件／模型的通用宏 138

15.6　参数化建模：连续变厚度板壳模型 144

15.7　施加随坐标变化的压力载荷 146

15.8　施加表载荷进行载荷插值求解 149

第16章　基于APDL的专用分析程序二次开发实例 153

第二篇　优化设计与变分有限元技术 166

第17章　设计优化技术 166

17.1　优化设计基本概念 166

17.2　设计优化的基本过程 167

17.2.1 创建分析文件 168

17.2.2　执行优化过程 171

17.2.3　查看设计序列结果 180

17.2.4　验证最优或者选择的可行性优化设计序列 183

17.3 常见设计优化实例 184

17.3.1 数学问题的极小值 184

17.3.2　桁架轻型化优化设计 189

18.1　拓扑优化基本概念 203

18.2　拓扑优化分析基本过程 203

第18章　拓扑优化技术 203

18.2.1　定义结构问题 204

18.2.2　选择单元类型 204

18.2.3　指定优化和不优化的区域 204

18.2.4　定义并控制载荷工况或频率提取 204

18.2.5　定义并控制优化过程 206

18.2.6　查看拓扑优化结果 215

18.3　拓扑优化实例 217

18.3.1　拱桥概念设计实例及点评 217

18.3.2　两层平面框架的刚度（频率）优化实例及点评 227

第19章　DesignXplorerVT变分优化技术 236

19.1　变分优化技术的基本概念 236

19.2　DesignXplorerVT的启动与菜单系统 237

19.3　DesignXplorer VT变分优化技术 238

19.3.1　DesignXplorer VT支持的输入参数 238

19.3.2　支持变分优化技术的单元类型 238

19.3.3　变分优化技术的限制条件 239

19.3.4　变分优化技术的结果在结果浏览器 240

19.4　DesignXplorer VT优化分析的基本过程 240

19.4.1　执行ANSYS标准求解过程 240

19.4.2　定义变分优化技术的输入变量 241

19.4.3　定义变分优化技术的输出变量 247

19.4.4　执行变分优化求解 249

19.4.5　执行变分优化结果处理与优化设计 250

19.4.6　检查变分优化状态和清除变分优化数据库 264

19.5　DesignXplorer VT变分技术实例 264

19.5.1　菜单建模分析过程 265

19.5.2　命令流建模分析过程 277

第三篇　基于有限元的概率设计技术 281

第20章　基于有限元的概率设计技术详解 281

20.1　基于有限元的概率设计（PDS）简介 281

20.2　PDS的基本概念与过程数据流 282

20.3.2　截断高斯分布（TGAU） 286

20.3.1　高斯（正态）分布（GAUSS） 286

20.3　PDS中的参数分布函数及其选用 286

20.3.3 对数正态分布 287

20.3.4　三角分布（TRIA） 288

20.3.5　均匀分布（UNIF） 288

20.3.6　指数分布 289

20.3.7　Beta分布（BETA） 289

20.3.8　伽玛分布（GAMM） 290

20.3.9　威布尔分布（WEIB） 290

20.4.1 蒙特卡罗模拟技术概述 291

20.4　概率设计方法—蒙特卡罗模拟技术 291

20.4.2　直接抽样 292

20.4.3　拉丁超立方抽样 292

20.4.4　用户定义抽样 293

20.5　概率设计方法—响应面法 294

20.5.1 响应面法概述 294

20.5.2　中心合成设计抽样 295

20.5.4　用户定义抽样 297

20.5.3　Box-Behnken矩阵抽样 297

第21章　基于有限元的概率设计的基本过程 298

21.1　PDS基本过程概述 298

21.2　创建分析文件 298

21.2.1　分析文件及其生成方法 298

21.2.2　以雪载梁实例说明分析文件生成方法与内容 299

21.3　初始化概率设计分析及其参数 304

21.4　进入PDS并指定分析文件 304

21.5　定义概率设计模型 305

21.5.1　定义随机输入参数 305

21.5.2　绘制随机输入参数的分布函数图 306

21.5.3　查询随机输入参数分布函数的相关数值 307

21.5.4　计算随机输入参数的相关系数 307

21.5.5　定义随机输入参数之间的相关性系数 308

21.5.6　指定随机输出参数 309

21.6.1 使用PDS向导自动选择最合适的概率设计方法 310

21.6　选择概率设计方法 310

21.6.2　使用模特卡罗模拟方法进行概率设计 312

21.6.3　使用响应面方法进行概率设计 314

21.7　执行概率设计分析循环计算 315

21.7.1　运行序列求解 315

21.7.2　运行PDS并行分析 316

21.8　拟合和使用响应表面 316

21.8.1　关于响应表面序列 317

21.8.2　拟合响应表面 317

21.8.3　绘制响应表面 319

21.8.4　输出响应表面 320

21.8.5　根据响应表面生成蒙特卡罗样本 322

21.8.6　雪载梁PDS分析及其响应面分析命令流 323

21.9　概率设计结果后处理 324

21.9.1　统计分析：样本历史 324

21.9.2　统计分析：直方图 326

21.9.3　统计分析：累积分布函数 327

21.9.4　统计分析：输出概率 329

21.9.5　统计分析：列出逆概率 330

21.9.6　趋势分析：灵敏度 331

21.9.7　趋势分析：散点图 333

21.9.8　趋势分析：相关矩阵 336

21.9.9　生成报告 337

21.10　概率设计数据库操作 340

21.10.1　存储概率设计数据库 340

21.10.2　重启动一个概率设计 341

21.10.3　清除概率设计数据库 341

21.10.4　检查概率设计数据库状态 342

第22章　概率设计分析的实例与点评 343

22.1 三根杆桁架系统的直接抽样MCS概率分析实例与点评 343

22.1.1　PDS交互分析过程 343

22.1.2　PDS命令流分析过程 348

22.2　承受横向集中力板的LHS抽样MCS概率设计实例与点评 349

22.2.1　PDS交互分析过程 350

22.2.2　命令流分析过程 362

第四篇 单元生死技术（Element Birth and Death） 364

第23章　单元生死技术综述 364

第24章　单元生死分析基本过程 365

24.1　单元生死技术的建模 365

24.2　生死单元的加载和求解 366

24.2.1　进行第一个载荷步求解 366

24.2.2　单元生死的后继载荷步求解 368

24.3　查看求解结果及利用结果控制单元生死 369

24.3.1 通用求解结果处理 369

24.3.2　利用结果控制单元生死 369

24.3.3 制作生死过程动画 370

第25章　基坑开挖单元生死分析实例 371

第五篇　子模型技术（Submodeling） 393

第26章　子模型技术综述 393

27.1　第一步：采用相对稀疏网格进行总体模型分析 395

第27章　实体—实体子模型分析基本过程 395

27.2　创建相对精细网格的子模型并存储模型数据库 396

27.3　写出子模型切割边界节点文件 397

27.4　保留依据总体模型结果插值子模型切割边界与体载荷定义文件 398

27.5　进行子模型分析求解，读入切割边界位移定义并施加子模型载荷 400

27.6　验证切割边界是否远离应力集中区域 402

第28章　板壳—实体子模型分析基本过程 403

29.1.1　菜单操作分析过程 406

29.1 实体—实体子模型分析实例及点评 406

第29章　子模型分析实例及点评 406

29.1.2　命令流分析过程 413

29.2　板壳—实体子模型分析实例及点评 419

29.2.1　菜单操作分析过程 419

29.2.2　命令流分析过程 425

附录A　APDL命令 429

附录B　APDL通道命令 431

附录C　优化设计命令 439