ANSYS 15.0有限元分析从入门到精通PDF电子书下载

第1篇 基础知识篇 2

第1章 绪论 2

1.1 有限单元法概述 2

1.1.1 有限元法历史 2

1.1.2 有限元法的基本概念 3

1.2 ANSYS 15.0基本操作 3

1.2.1 ANSYS 15.0的启动与退出 3

1.2.2 ANSYS 15.0操作界面 4

1.2.3 ANSYS 15.0文件管理 7

1.2.4 ANSYS 15.0有限元分析流程 10

1.3 本章小结 11

第2章 建立模型 12

2.1 建模前知识准备 12

2.1.1 量纲问题 12

2.1.2 坐标系问题 14

2.2 自底向上建模 18

2.2.1 模型尺寸及相关参数 18

2.2.2 建模过程 18

2.3 自顶向下建模 20

2.3.1 相关参数 20

2.3.2 建模过程 20

2.3.3 布尔运算常用命令 21

2.4 直接建立有限元模型 22

2.4.1 节点的生成 22

2.4.2 单元的生成 22

2.5 一些快速建模命令 23

2.5.1 复制命令 24

2.5.2 镜像命令 24

2.5.3 对象的选择与删除 24

2.6 CAD几何模型导入 24

2.7 本章小结 26

第3章 单元与单元的控制 27

3.1 ANSYS单元介绍 27

3.1.1 结构单元 27

3.1.2 热单元 48

3.1.3 电磁单元 49

3.1.4 耦合场单元 52

3.1.5 流体单元 53

3.2 单元属性的设置 54

3.2.1 单元类型（TYPE） 54

3.2.2 实常数（REAL） 55

3.2.3 材料特性（MAT） 55

3.2.4 截面特性设置（SECTION） 55

3.3 本章小结 56

第4章 网格划分 57

4.1 网格的控制 57

4.1.1 智能网格划分 57

4.1.2 全局单元尺寸控制 57

4.1.3 默认单元尺寸控制 58

4.1.4 关键点尺寸控制 59

4.1.5 线尺寸控制 59

4.1.6 面尺寸控制 61

4.2 简单网格划分实例 61

4.2.1 几何模型的导入 62

4.2.2 定义单元属性 62

4.2.3 网格的控制 62

4.2.4 网格的清除 64

4.2.5 局部网格 65

4.3 通过拉伸生成网格 66

4.4 映射网格划分Mapped 67

4.4.1 多边形面的映射网格划分 67

4.4.2 多面体的映射网格划分 69

4.5 扫掠网格划分Sweep 69

4.5.1 体扫掠基本知识（Sweep） 70

4.5.2 体扫掠的操作步骤与使用条件 70

4.6 本章小结 72

第5章 模型加载及求解分析 73

5.1 加载的基础知识 73

5.1.1 荷载的种类 73

5.1.2 荷载步 74

5.1.3 加载方式类型及特点 75

5.2 施加约束 76

5.2.1 在关键点（或节点）上加载位移约束 76

5.2.2 在线（或面）上加载位移约束 77

5.2.3 耦合 78

5.2.4 约束方程 80

5.3 施加荷载 82

5.3.1 集中荷载 82

5.3.2 分布荷载 82

5.3.3 体荷载 85

5.3.4 惯性荷载 87

5.3.5 耦合场荷载 87

5.3.6 轴对称荷载与反作用力 87

5.3.7 初应力荷载 88

5.3.8 由表型数组定义荷载 89

5.3.9 荷载显示与控制 90

5.4 设定分析类型与求解方法 91

5.4.1 分析类型设置 91

5.4.2 分析基本选项设置 92

5.5 荷载步文件法 93

5.5.1 荷载步文件的建立法 93

5.5.2 荷载步文件法求解 93

5.5.3 荷载步文件的查看或修改、删除 94

5.6 本章小结 94

第6章 求解与后处理 95

6.1 通用后处理 95

6.1.1 读入结果文件 95

6.1.2 分析结果的绘图显示 96

6.1.3 结果查看器 101

6.1.4 分析结果的列表显示 102

6.1.5 结果的运算处理 105

6.1.6 旋转结果到不同的坐标系 106

6.1.7 荷载工况 107

6.2 时间历程后处理 108

6.2.1 时间历程后处理窗口介绍 108

6.2.2 定义变量 111

6.2.3 变量运算 112

6.2.4 变量与数组 112

6.2.5 变量的显示 113

6.3 本章小结 113

第7章 参数化设计语言 114

7.1 参数化设计语言基础知识 114

7.1.1 APDL语言的输入 114

7.1.2 APDL语言的参数 114

7.1.3 APDL语言的流程控制 124

7.1.4 宏文件 127

7.1.5 函数、运算符以及常用控制命令 129

7.2 APDL命令流应用详解 140

7.2.1 模型的建立 140

7.2.2 网格划分 143

7.2.3 边界条件 144

7.2.4 求解 146

7.3 本章小结 146

第2篇 机械工程应用篇 148

第8章 机械结构基础分析 148

8.1 基础知识 148

8.2 螺栓强度分析 150

8.2.1 建立模型 151

8.2.2 定义单元与材料 159

8.2.3 定义边界条件 160

8.2.4 求解与后处理 162

8.3 起重机结构分析 165

8.3.1 问题描述 165

8.3.2 设置分析环境 166

8.3.3 定义单元与材料属性 166

8.3.4 建立有限元模型 168

8.3.5 施加边界条件 173

8.3.6 求解 175

8.3.7 显示变形图 175

8.3.8 显示结果云图 176

8.3.9 查看矢量图 176

8.3.10 查看支座反力 177

8.3.11 查看轴力 177

8.3.12 查询E点的挠度 178

8.4 模型简化方法实例 179

8.4.1 设置分析环境 179

8.4.2 定义单元与材料 181

8.4.3 建立模型 182

8.4.4 加载及求解 184

8.4.5 后处理 187

8.5 本章小结 191

第9章 加工过程仿真分析 192

9.1 热力学基础知识 192

9.1.1 符号与单位 193

9.1.2 传热学经典理论回顾 193

9.1.3 热传递的方式 193

9.1.4 线性与非线性 194

9.1.5 边界条件、初始条件 195

9.1.6 热分析误差估计 195

9.2 焊接过程仿真 195

9.2.1 概述 195

9.2.2 分析过程 198

9.3 铸造过程仿真 209

9.3.1 概述 209

9.3.2 分析过程 210

9.4 热-结构耦合问题 223

9.4.1 概述 223

9.4.2 分析过程 224

9.5 本章小结 230

第10章 装配与复合材料分析 231

10.1 非线性问题概述 231

10.1.1 非线性分析基础知识 232

10.1.2 非线性问题的分类 232

10.1.3 非线性分析的收敛问题 233

10.2 螺栓联接件的接触分析 234

10.2.1 实例背景 234

10.2.2 分析过程 236

10.3 复合材料分析 259

10.3.1 概述 259

10.3.2 复合材料梁的分析 263

10.4 大变形问题 272

10.4.1 问题描述 273

10.4.2 分析过程 273

10.5 本章小结 284

第11章 锤击法施工仿真分析 285

11.1 ANSYS显式动态功能模块简介 285

11.1.1 显式动态分析的流程 285

11.1.2 显式动态单元 287

11.1.3 显式动态分析建模 291

11.1.4 显式动态分析的边界条件 295

11.1.5 显式动态分析求解 302

11.1.6 显式动态接触分析 305

11.1.7 显式动态分析的材料模型 311

11.1.8 显式动态分析中的刚体 322

11.1.9 显式动态分析后处理 325

11.1.10 跌落测试模块 329

11.2 锤击法施工分析实例 331

11.2.1 问题背景 331

11.2.2 分析过程 331

11.3 本章小结 340

第12章 起重机综合分析 341

12.1 实例背景 341

12.2 分析过程 342

12.2.1 静力学分析 342

12.2.2 瞬态动力学分析 359

12.2.3 模态分析 367

12.3 本章小结 370

第3篇 土木工程应用篇 372

第13章 钢筋混凝土基本问题分析 372

13.1 钢筋混凝土板 372

13.1.1 问题简述 372

13.1.2 前处理 372

13.1.3 加载及求解 376

13.1.4 后处理 378

13.2 混凝土开裂 382

13.2.1 混凝土的裂缝模型 382

13.2.2 分析中用到的概念 383

13.2.3 问题描述 383

13.2.4 前处理 384

13.2.5 加载及求解 387

13.2.6 计算结果分析 389

13.3 预应力钢筋混凝土 392

13.3.1 预应力在ANSYS中的实现 392

13.3.2 问题描述 392

13.3.3 前处理 393

13.3.4 加载及求解 399

13.3.5 后处理 401

13.4 本章小结 403

第14章 钢结构及钢筋混凝土结构分析 404

14.1 钢结构排架受力分析 404

14.1.1 钢材特点 404

14.1.2 问题简述 404

14.1.3 前处理 405

14.1.4 加载及求解 411

14.1.5 后处理 414

14.2 钢筋混凝土框架结构简单分析 416

14.2.1 问题简述 416

14.2.2 前处理 417

14.2.3 求解 422

14.2.4 后处理 423

14.3 本章小结 425

第15章 膜结构及网壳结构分析 426

15.1 膜结构 426

15.1.1 相关知识简介 426

15.1.2 问题简述 426

15.1.3 前处理 427

15.1.4 施加约束及荷载 428

15.1.5 找形分析 429

15.2 空间单层网壳 431

15.2.1 网壳分类及简介 431

15.2.2 问题简述 431

15.2.3 参数设置 432

15.2.4 建模 433

15.2.5 特征屈曲分析 434

15.2.6 非线性分析 437

15.3 本章小结 441

第16章 基础工程分析 442

16.1 房屋刚性独立基础 442

16.1.1 独立基础 442

16.1.2 问题简述 442

16.1.3 前处理 443

16.1.4 加载及求解 445

16.1.5 后处理 447

16.2 考虑接触单元桩基分析 449

16.2.1 问题简述 450

16.2.2 单元及材料属性设定 450

16.2.3 建模 451

16.2.4 加载及求解 457

16.2.5 后处理 458

16.3 本章小结 460

第17章 桥梁工程实例分析 461

17.1 钢桁架桥 461

17.1.1 问题简述 461

17.1.2 前处理 462

17.1.3 加载及求解 466

17.1.4 一般后处理 467

17.2 大跨度悬索桥 469

17.2.1 悬索桥背景简介 469

17.2.2 问题简述 470

17.2.3 单元及材料参数 470

17.2.4 建模 471

17.2.5 找形分析 475

17.2.6 施工过程模拟 477

17.2.7 悬索桥全结构静力分析 479

17.2.8 悬索桥的地震动力响应 481

17.3 本章小结 482

第18章 隧道工程实例分析 483

18.1 山体隧道开挖 483

18.1.1 隧道开挖问题 483

18.1.2 问题简述 483

18.1.3 前处理 484

18.1.4 求解选项及边界条件设置 489

18.1.5 基于单元生死的开挖过程求解 491

18.1.6 后处理 495

18.2 地铁站台的地震响应分析 498

18.2.1 相关知识 498

18.2.2 问题简述 498

18.2.3 前处理 499

18.2.4 加载及求解 504

18.2.5 一般后处理 506

18.2.6 时间历程后处理 507

18.3 本章小结 510

参考文献 511