ANSYS有限元分析基础PDF电子书下载

第1章 ANSYS软件介绍 1

1.1 有限元分析概述 1

1.1.1 有限元分析简介 1

1.1.2 有限元分析步骤 1

1.1.3 ANSYS软件的发展历程 2

1.1.4 ANSYS软件基本功能 4

1.1.5 ANSYS 18.0新功能 6

1.2 ANSYS 18.0软件安装 7

1.3 ANSYS 18.0工作界面 11

1.3.1 启动ANSYS 18.0 11

1.3.2 ANSYS 18.0经典主界面 12

1.3.3 ANSYS 18.0的退出 22

1.3.4 ANSYS 18.0的文件格式 23

1.4 ANSYS Workbench 18.0 23

1.4.1 ANSYS Workbench简介 23

1.4.2 ANSYS 18.0 Workbench启动 24

1.4.3 ANSYS Workbench 18.0的主界面 24

1.4.4 Workbench项目管理 27

1.4.5 设置项属性 28

1.4.6 Workbench文件管理 28

1.5 ANSYS 18.0案例入门 29

1.5.1 提出问题 29

1.5.2 定义参数 30

1.5.3 创建几何模型 32

1.5.4 划分网格 34

1.5.5 施加荷载 37

1.5.6 求解 38

1.5.7 结果分析 39

1.6 本章小结 41

习题1 41

习题1答案 41

第2章 ANSYS实体建模 42

2.1 ANSYS实体建模基本方法 42

2.1.1 自底向上建模 42

2.1.2 自顶向下建模 42

2.1.3 布尔运算的使用 42

2.1.4 拖拉或旋转实体模型 43

2.1.5 移动和复制实体模型 43

2.2 ANSYS坐标系的操作 43

2.2.1 总体坐标系 43

2.2.2 局部坐标系 45

2.2.3 显示坐标系 48

2.2.4 节点坐标系 49

2.2.5 单元坐标系 51

2.2.6 结果坐标系 52

2.3 ANSYS工作平面的使用 52

2.3.1 显示和设置工作平面 52

2.3.2 定义工作平面 54

2.3.3 旋转和平移工作平面 55

2.4 自底向上建模的操作 56

2.4.1 定义及操作关键点 56

2.4.2 选择、查看和删除关键点 60

2.4.3 定义及操作线 61

2.4.4 选择、查看和删除线 65

2.4.5 定义及操作面 66

2.4.6 选择、查看和删除面 71

2.4.7 定义及操作体 71

2.4.8 选择、查看和删除体 75

2.5 自顶向下建模的操作 76

2.5.1 矩形面原始对象的建立 76

2.5.2 圆或环形面原始对象的建立 77

2.5.3 正多边形面原始对象的建立 78

2.5.4 长方体原始对象的建立 80

2.5.5 柱体原始对象的建立 81

2.5.6 多棱柱原始对象的建立 82

2.5.7 球体或部分球体原始对象的建立 82

2.5.8 锥体或圆台原始对象的建立 83

2.5.9 环体或部分环体原始对象的建立 83

2.6 布尔运算 84

2.6.1 布尔运算的基础设置 84

2.6.2 交运算 85

2.6.3 加运算 86

2.6.4 减运算 86

2.6.5 切割运算 88

2.6.6 搭接运算 89

2.6.7 分割运算 89

2.6.8 黏结运算 90

2.7 修改模型 90

2.7.1 移动图元 90

2.7.2 复制图元 91

2.7.3 镜像图元 91

2.7.4 缩放图元 92

2.7.5 转换图元坐标系 93

2.7.6 组件和部件的操作 93

2.7.7 通过组件和部件选择实体 95

2.8 ANSYS实体建模综合实例 95

2.8.1 轴承座实体 95

2.8.2 汽车连杆实体 106

2.8.3 联轴体实例 114

2.9 本章小结 121

习题2 122

习题2答案 122

第3章 ANSYS网格划分 126

3.1 定义单元属性 126

3.1.1 定义单元类型 126

3.1.2 定义常数 128

3.1.3 定义材料参数 129

3.1.4 分配单元属性 133

3.2 网格划分控制 134

3.2.1 网格划分工具 135

3.2.2 Smart Size网格划分控制 136

3.2.3 尺寸控制 138

3.2.4 单元形状控制 142

3.2.5 网格划分器选择 143

3.3 实体模型网格划分 146

3.3.1 关键点网格划分 147

3.3.2 线网格划分 147

3.3.3 面网格划分 147

3.3.4 体网格划分 148

3.4 网格检查 150

3.4.1 设置形状检查选项 150

3.4.2 设置形状限制参数 151

3.4.3 确定网格质量 152

3.5 网格的修改 152

3.6 综合实例1——轴承座实体模型的网格划分 154

3.7 综合实例2——汽车连杆实体模型的网格划分 157

3.8 本章小结 160

习题3 160

习题3答案 161

第4章 施加载荷及求解 169

4.1 加载概述 169

4.1.1 载荷类型 169

4.1.2 载荷施加方式 170

4.1.3 载荷步、子步和平衡迭代 171

4.1.4 载荷步选项 172

4.1.5 载荷步显示 173

4.2 载荷的定义 174

4.2.1 自由度约束 174

4.2.2 集中载荷 179

4.2.3 表面载荷 183

4.2.4 体载荷 193

4.3 求解 194

4.3.1 选择合适的求解器 194

4.3.2 求解多步载荷 196

4.3.3 求解 198

4.4 综合实例1——轴承座模型载荷施加及求解 199

4.5 综合实例2——汽车连杆模型载荷施加及求解 203

4.6 本章小结 207

习题4 207

习题4答案 208

第5章 通用后处理器 210

5.1 通用后处理器概述 210

5.1.1 通用后处理器处理的结果文件 210

5.1.2 结果文件读入通用后处理器 211

5.1.3 浏览结果数据集信息 212

5.1.4 读取结果数据集 213

5.1.5 设置结果输出方式与图形显示方式 215

5.2 图形显示计算结果 216

5.2.1 绘制变形图 216

5.2.2 绘制等值线图 217

5.2.3 绘制矢量图 220

5.2.4 绘制粒子轨迹图 221

5.2.5 绘制破裂图和压碎图 221

5.3 路径操作 222

5.3.1 定义路径 222

5.3.2 观察沿路径的结果 224

5.3.3 进行沿路径的数学运算 226

5.4 单元表 226

5.4.1 创建和修改单元表 226

5.4.2 基于单元表的数学运算 228

5.4.3 根据单元表绘制结果图形 229

5.5 载荷组合及其运算 230

5.5.1 创建载荷工况 230

5.5.2 载荷工况的读写 231

5.5.3 载荷工况数学运算 231

5.6 综合实例1——桁架计算 232

5.7 综合实例2——轴承座及汽车连杆后处理分析 239

5.7.1 轴承座后处理分析 239

5.7.2 汽车连杆后处理分析 240

5.8 本章小结 242

习题5 242

习题5答案 242

第6章 时间历程后处理器 243

6.1 定义和存储变量 244

6.1.1 变量定义 244

6.1.2 变量存储 246

6.1.3 变量的导入 247

6.2 变量的操作 248

6.2.1 数学运算 248

6.2.2 变量与数组相互赋值 248

6.2.3 数据平滑 251

6.2.4 生成响应频谱 251

6.3 查看变量 252

6.3.1 图形显示 252

6.3.2 列表显示 255

6.4 动画技术 256

6.4.1 直接生成动画 257

6.4.2 通过动画帧显示动画 257

6.4.3 动画播放 259

6.5 综合实例——钢球温度计算 260

6.5.1 问题描述 260

6.5.2 GUI操作步骤 260

6.6 本章小结 269

习题6 269

习题6答案 270

第7章 ANSYS结构分析及应用 271

7.1 结构分析概述 271

7.1.1 结构分析定义 271

7.1.2 结构分析的类型 271

7.1.3 结构分析所使用的单元 272

7.1.4 材料模式界面 272

7.1.5 阻尼 273

7.1.6 求解方法 275

7.2 结构静力分析 275

7.2.1 结构静力分析求解步骤 276

7.2.2 实例1——钢支架结构静力分析 276

7.2.3 实例2——六角扳手结构静力分析 283

7.2.4 更多的结构静力分析实例 300

7.3 结构非线性分析 301

7.3.1 结构非线性分析概述 301

7.3.2 结构非线性分析基本步骤 302

7.3.3 实例1——悬臂梁几何非线性分析 302

7.3.4 实例2——钢棒单轴拉伸非线性分析 305

7.3.5 其他例子 308

7.4 模态分析 309

7.4.1 模态分析简介 309

7.4.2 模态分析步骤 309

7.4.3 实例——飞机机翼模态分析 312

7.5 谐波响应分析 318

7.5.1 谐波响应分析简介 318

7.5.2 谐波响应分析步骤 319

7.5.3 谐波响应分析实例 320

7.6 屈曲分析 323

7.6.1 屈曲分析简介 323

7.6.2 屈曲分析步骤 324

7.6.3 屈曲分析实例 326

7.6.4 其他例子 331

7.7 本章小结 332

第8章 ANSYS常用命令流 333

8.1 过程和数据库命令 333

8.2 参数化设计命令 334

8.3 前处理器固体模型生成命令 335

8.4 前处理器网格剖分命令 350

8.5 求解命令 356

8.6 一般后处理器命令 358

8.7 结构分析命令 362

8.8 其他命令 364

参考文献 370