ANSYS 13·0与HyperMesh 11·0联合仿真有限元分析PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1有限元法的基本概念 1

1.2有限元法的发展及应用 2

1.3 ANSYS 13.0与HyperMesh 11.0 2

1.3.1 AN SYS 13.0 2

1.3.2 HyperMesh 11.0 2

1.4有限元分析的基本步骤 3

第2章CAD建模 4

2.1概述 4

2.2用于有限元分析的CAD模型 4

2.3建立CAD模型 4

2.4本章小结 4

第3章 有限元网格划分 5

3.1概述 5

3.2 HyperMesh 11.0基础 5

3.3 CAD模型导入及几何清理 7

3.4一维网格划分 8

3.5二维网格划分 8

3.6三维网格划分 9

3.7网格质量检查 9

3.8 HyperMesh 11.0与ANSYS 13.0的数据传递接口 12

3.9一维网格划分实例1 13

3.10一维网格划分实例2 15

3.11二维网格划分实例 17

3.12三维网格划分实例1 19

3.13三维网格划分实例2 21

3.14 HyperMesh 11.0与ANSYS 13.0接口实例 23

3.15 本章小结 26

第4章 加载 27

4.1概述 27

4.2载荷的基本概念 27

4.2.1载荷的分类 27

4.2.2载荷步、子步、平衡迭代 28

4.2.3时间的作用 28

4.2.4阶跃载荷与斜坡载荷 29

4.3载荷的施加 29

4.4 HyperMesh 11.0加载实例 29

4.5本章小结 34

第5章 杆结构有限元分析 3

5.1概述 35

5.2杆单元的几何构型 35

5.3杆结构的网格划分 35

5.4定义单元选项 35

5.5定义实常数 36

5.6杆单元分析实例1 36

5.7杆单元分析实例2 37

5.8本章小结 38

第6章 梁结构有限元分析 39

6.1概述 39

6.2梁单元的几何构型 39

6.3梁结构的网格划分 39

6.4定义梁截面 39

6.5定义单元选项 40

6.6梁单元分析实例 40

6.7本章小结 44

第7章 板壳结构有限元分析 45

7.1概述 45

7.2板壳单元的几何构型 45

7.3板壳结构的网格划分 46

7.4定义单元选项 46

7.5定义实常数 46

7.6板壳单元分析实例1 46

7.7板壳单元分析实例2 50

7.8本章小结 51

第8章 实体结构有限元分析 53

8.1概述 53

8.2实体单元的几何构型 53

8.3实体结构的网格划分 54

8.4定义单元选项 54

8.5实体单元分析实例 54

8.6本章小结 59

第9章 其余常用单元及连接技术 61

9.1概述 61

9.2质量单元MASS21 61

9.2.1单元描述 61

9.2.2单元选项 61

9.2.3实常数 61

9.3弹簧单元 62

9.3.1线性弹簧单元COMBIN14 62

9.3.2非线性弹簧单元COMBIN39 62

9.4预紧力单元PRETS 179 63

9.4.1单元描述 63

9.4.2预紧力方向 64

9.5多点约束单元MPC 184 64

9.5.1刚性杆/梁单元MPC 184-Link/Beam 64

9.5.2铰链单元MPC 184-Revolute 65

9.6目标单元与接触单元 66

9.6.1目标单元TARGE 170 66

9.6.2接触单元CONTA 173 66

9.6.3接触单元CONTA 174 66

9.6.4接触单元CONTA175 67

9.7刚性区域CERIG 67

9.8柔性连接RBE3 67

9.9本章小结 68

第10章 装配体有限元分析 69

10.1概述 69

10.2实体-板壳-梁单元连接技术 69

10.2.1实体-实体连接 69

10.2.2实体-板壳连接 70

10.2.3实体-梁连接 71

10.2.4板壳-板壳连接 72

10.2.5板壳-梁连接 73

10.3螺栓连接 74

10.3.1刚/柔性连接 74

10.3.2实体建模 75

10.4焊接 75

10.4.1节点耦合 75

10.4.2焊点 75

10.5轴承连接 76

10.5.1刚性连接 76

10.5.2柔性连接 76

10.5.3 MPC算法 77

10.5.4轴承连接算法对比 78

10.6铰接 80

10.6.1铰链单元 81

10.6.2刚性连接 81

10.6.3柔性连接 81

10.6.4 MPC算法 81

10.7本章小结 81

第11章 静力分析 82

11.1概述 82

11.2静力分析的求解方法 82

11.3静力分析的基本步骤 83

11.3.1建立有限元网格模型 83

11.3.2施加边界条件及载荷 83

11.3.3设置求解控制选项 83

11.3.4求解 83

11.3.5查看结果 84

11.4静力分析实例 84

11.4.1问题描述 84

11.4.2网格划分 85

11.4.3单元定义 85

11.4.4材料定义 85

11.4.5边界条件定义 86

11.4.6载荷定义 86

11.4.7创建载荷步 86

11.4.8求解控制 86

11.4.9求解并查看结果 87

11.5本章小结 88

第12章 模态分析 89

12.1概述 89

12.2模态分析的求解方法 89

12.3模态分析的基本步骤 90

12.3.1建立有限元网格模型 90

12.3.2施加边界条件 91

12.3.3设置求解控制选项 91

12.3.4求解 91

12.3.5查看结果 92

12.4有预应力的模态分析 92

12.4.1静力分析 92

12.4.2模态分析 92

12.5模态分析实例 93

12.5.1问题描述 93

12.5.2网格划分 93

12.5.3单元定义 94

12.5.4材料定义 94

12.5.5边界条件定义 94

12.5.6求解控制 94

12.5.7求解并查看结果 95

12.6有预应力的模态分析实例 98

12.6.1问题描述 98

12.6.2网格划分 98

12.6.3单元定义 99

12.6.4定义梁截面 99

12.6.5材料定义 99

12.6.6边界条件定义 99

12.6.7载荷定义 99

12.6.8静力分析 99

12.6.9模态分析 100

12.6.10查看结果 100

12.7本章小结 104

第13章 谐响应分析 105

13.1概述 105

13.2谐响应分析的求解方法 105

13.3谐响应分析的基本步骤 107

13.3.1建立有限元网格模型 107

13.3.2模态分析 107

13.3.3设置求解控制选项 108

13.3.4施加边界条件及载荷 109

13.3.5求解 109

13.3.6查看结果 109

13.4有预应力的谐响应分析 110

13.4.1静力分析 110

13.4.2谐响应分析 110

13.5谐响应分析实例 110

13.5.1问题描述 110

13.5.2网格划分 111

13.5.3单元定义 111

13.5.4设置实常数 112

13.5.5定义梁截面 112

13.5.6材料定义 112

13.5.7边界条件定义 112

13.5.8模态分析 112

13.5.9谐响应分析求解控制 113

13.5.10载荷定义 115

13.5.11求解并查看结果 115

13.6有预应力的谐响应分析实例 118

13.6.1问题描述 118

13.6.2谐响应分析求解控制 119

13.6.3载荷定义 120

13.6.4求解并查看结果 120

13.7本章小结 121

第14章 瞬态动力学分析 122

14.1概述 122

14.2瞬态动力学分析的求解方法 122

14.3瞬态动力学分析的基本步骤 123

14.3.1建立有限元网格模型 123

14.3.2设置求解控制选项 124

14.3.3施加边界条件及载荷 125

14.3.4建立初始条件 125

14.3.5求解 125

14.3.6查看结果 125

14.4有预应力的瞬态动力学分析 126

14.5瞬态动力学分析关键技术 126

14.5.1积分时间步长 126

14.5.2自动时间步长 128

14.5.3初始条件 128

14.5.4阻尼 130

14.6瞬态动力学分析实例 131

14.6.1问题描述 131

14.6.2瞬态动力学分析求解控制 132

14.6.3定义载荷函数 134

14.6.4载荷定义 137

14.6.5求解并查看结果 138

14.7有预应力的瞬态动力学分析实例 140

14.7.1问题描述 140

14.7.2第一载荷步求解控制 141

14.7.3边界条件定义 142

14.7.4载荷定义 142

14.7.5写出载荷步1 142

14.7.6第二载荷步求解控制 142

14.7.7边界条件定义 144

14.7.8载荷定义 144

14.7.9写出载荷步2 144

14.7.10求解并查看结果 144

14.8本章小结 145

第15章 响应谱分析 146

15.1概述 146

15.2响应谱分析的类型 146

15.3单点响应谱分析的基本步骤 147

15.3.1建立有限元网格模型 147

15.3.2获得模态解 147

15.3.3设置单点响应谱分析求解控制选项 147

15.3.4施加边界条件及载荷 148

15.3.5合并模态 148

15.3.6求解 148

15.3.7查看结果 148

15.4多点响应谱分析的基本步骤 148

15.4.1设置多点响应谱分析求解控制选项 148

15.4.2施加边界条件及载荷 149

15.4.3计算参与系数 149

15.5单点响应谱分析实例 149

15.5.1问题描述 149

15.5.2网格划分 150

15.5.3单元定义 150

15.5.4设置实常数 150

15.5.5定义梁截面 150

15.5.6材料定义 151

15.5.7边界条件定义 151

15.5.8模态分析 151

15.5.9单点响应谱分析求解控制 153

15.5.10载荷定义 153

15.5.11合并模态 155

15.5.12求解并查看结果 155

15.6多点响应谱分析实例 157

15.6.1问题描述 157

15.6.2多点响应谱分析求解控制 157

15.6.3定义载荷1 157

15.6.4计算参与系数1 158

15.6.5定义载荷2 158

15.6.6计算参与系数2 159

15.6.7合并模态 160

15.6.8求解并查看结果 160

15.7本章小结 161

第16章 随机振动分析 162

16.1概述 162

16.2随机振动分析的类型 162

16.3随机过程的数字特征 162

16.3.1均值 163

16.3.2方差 163

16.3.3标准偏差 163

16.3.4均方 163

16.3.5均方根 163

16.3.6正态分布 163

16.4单点随机振动分析的基本步骤 164

16.4.1建立有限元网格模型 164

16.4.2获得模态解 164

16.4.3设置随机振动分析求解控制选项 164

16.4.4设置阻尼 164

16.4.5施加边界条件及载荷 165

16.4.6计算参与系数 165

16.4.7设置输出控制选项 165

16.4.8合并模态 165

16.4.9求解 165

16.4.10查看结果 166

16.5多点随机振动分析的基本步骤 166

16.6单点随机振动分析实例 166

16.6.1问题描述 166

16.6.2随机振动分析求解控制 166

16.6.3设置阻尼 167

16.6.4载荷定义 167

16.6.5计算参与系数 169

16.6.6设置输出控制选项 169

16.6.7合并模态 170

16.6.8求解并查看结果 170

16.7多点随机振动分析实例 174

16.7.1问题描述 174

16.7.2定义载荷1 174

16.7.3计算参与系数1 175

16.7.4定义载荷2 175

16.7.5计算参与系数2 176

16.7.6后续求解及查看结果 176

16.8本章小结 179

第17章 几何非线性分析 180

17.1概述 180

17.2几何非线性涉及的问题及处理方法 180

17.2.1小应变大位移 180

17.2.2大应变 180

17.2.3应力刚化效应 181

17.2.4载荷和位移方向 181

17.2.5有限元网格模型的特殊要求 181

17.2.6几何非线性求解控制 182

17.2.7监视求解过程 182

17.3几何非线性分析实例 183

17.3.1问题描述 183

17.3.2网格划分 183

17.3.3单元定义 183

17.3.4设置实常数 183

17.3.5材料定义 184

17.3.6边界条件定义 184

17.3.7载荷定义 184

17.3.8求解控制 184

17.3.9求解并查看结果 184

17.4本章小结 186

第18章 材料非线性分析 187

18.1概述 187

18.2弹塑性涉及的问题及处理方法 187

18.2.1弹塑性 187

18.2.2 Bauschinger效应 188

18.2.3静水压力 188

18.2.4率相关性 188

18.2.5屈服准则 188

18.2.6流动准则 189

18.2.7强化准则 189

18.2.8弹塑性材料简化模型 190

18.2.9有限元网格模型的特殊要求 190

18.2.10弹塑性求解控制 190

18.3超弹性涉及的问题及处理方法 190

18.3.1超弹性 190

18.3.2超弹性材料简化模型 191

18.3.3有限元网格模型的特殊要求 191

18.3.4单元技术的特殊要求 191

18.3.5超弹性求解控制 191

18.4弹塑性材料非线性分析实例 192

18.4.1问题描述 192

18.4.2网格划分 192

18.4.3单元定义 193

18.4.4材料定义 193

18.4.5边界条件定义 193

18.4.6第一载荷步求解控制 193

18.4.7定义载荷1 195

18.4.8写出载荷步1 195

18.4.9第二载荷步求解控制 195

18.4.10定义载荷2 195

18.4.11写出载荷步2 195

18.4.12第三载荷步求解控制 195

18.4.13定义载荷3 195

18.4.14写出载荷步3 196

18.4.15 第四载荷步求解控制 196

18.4.16定义载荷4 196

18.4.17写出载荷步4 196

18.4.18求解并查看结果 196

18.5超弹性材料非线性分析实例 198

18.5.1问题描述 198

18.5.2网格划分 198

18.5.3单元定义 198

18.5.4设置实常数 198

18.5.5材料定义 198

18.5.6边界条件定义 199

18.5.7载荷定义 199

18.5.8求解控制 199

18.5.9求解并查看结果 200

18.6本章小结 201

第19章 接触非线性分析 202

19.1概述 202

19.2接触分析原理 202

19.3面-面接触 202

19.3.1建立面-面接触模型 202

19.3.2面-面接触分析关键技术 203

19.4点-面接触 206

19.4.1建立点-面接触模型 206

19.4.2点-面接触分析关键技术 207

19.5接触非线性求解控制 207

19.6 接触非线性分析实例1——过盈配合 207

19.6.1问题描述 208

19.6.2网格划分 208

19.6.3创建接触对 209

19.6.4单元定义 212

19.6.5材料定义 212

19.6.6边界条件定义 212

19.6.7载荷步1求解控制 213

19.6.8写出载荷步1 213

19.6.9载荷步2求解控制 213

19.6.10定义自由度载荷 214

19.6.11写出载荷步2 214

19.6.12求解并查看结果 214

19.7接触非线性分析实例2——钢球跌落 216

19.7.1问题描述 216

19.7.2网格划分 216

19.7.3创建接触对 217

19.7.4单元定义 217

19.7.5设置实常数 217

19.7.6材料定义 217

19.7.7边界条件定义 218

19.7.8载荷步1求解控制 218

19.7.9载荷步2求解控制 220

19.7.10求解并查看结果 220

19.8接触非线性分析实例3——钢球跌落 223

19.8.1问题描述 223

19.8.2网格划分 223

19.8.3创建接触对 223

19.8.4单元定义 224

19.8.5设置实常数 224

19.8.6查看结果 224

19.9接触非线性分析实例4——螺栓预紧 226

19.9.1问题描述 227

19.9.2网格划分 227

19.9.3创建接触对 228

19.9.4单元定义 229

19.9.5定义预紧截面 229

19.9.6材料定义 229

19.9.7 边界条件定义 229

19.9.8施加预紧力 229

19.9.9求解控制 230

19.9.10求解并查看结果 231

19.10本章小结 231

第20章 多体刚-柔系统分析 232

20.1概述 232

20.2多体刚-柔系统分析原理 232

20.3多体刚-柔系统建模 232

20.4多体刚-柔系统分析关键技术 233

20.4.1建立柔体模型 233

20.4.2建立刚体模型 233

20.4.3建立连接模型 233

20.5多体刚-柔系统分析求解控制 233

20.6多体刚-柔系统分析实例 234

20.6.1问题描述 234

20.6.2网格划分 234

20.6.3创建铰链连接1 236

20.6.4创建铰链连接2 237

20.6.5创建局部坐标系 239

20.6.6单元定义 239

20.6.7设置实常数 239

20.6.8材料定义 239

20.6.9边界条件定义 240

20.6.10定义铰链截面 240

20.6.11求解控制 240

20.6.12定义角位移表格数据 241

20.6.13施加角位移载荷 244

20.6.14求解并查看结果 245

20.7本章小结 250

参考文献 251