ANSYS机械工程应用精华50例 第3版PDF电子书下载

绪论 1

一、ANSYS软件简介 1

（一）ANSYS的主要功能 1

（二）ANSYS的特点 2

（三）ANSYS产品简介 3

（四）ANSYS软件的结构 3

二、ANSYS软件的使用 4

（一）ANSYS软件解决问题的步骤 4

（二）命令输入方法 5

（三）启动图形用户界面 6

（四）图形用户界面 6

（五）对话框及其组成控件 7

三、ANSYS的菜单系统 10

（一）通用菜单 10

（二）主菜单 11

（三）选择实体命令 13

第一篇 前处理 16

第1例 关键点和线的创建实例——正弦曲线 16

1．1 原理 16

1．2 创建步骤 16

1．3 命令流 22

练习题 22

第2例 工作平面的应用实例——相交圆柱体 24

2．1 相交圆柱体的视图 24

2．2 创建步骤 24

2．3 总结 29

2．4 命令流 29

练习题 30

第3例 复杂形状实体的创建实例——螺栓 31

3．1 螺栓的视图 31

3．2 创建步骤 31

3．3 命令流 38

练习题 39

第4例 复杂形状实体的创建实例——杯子 40

4．1 杯子的视图 40

4．2 创建步骤 40

4．3 命令流 45

练习题 46

第5例 有限元模型创建实例——实体建模法 48

5．1 概述 48

5．2 问题描述 49

5．3 分析步骤 49

5．4 命令流 55

练习题 56

第二篇 结构静力学分析 57

第6例 杆系结构的静力学分析实例——平面桁架 57

6．1 概述 57

6．2 问题描述及解析解 58

6．3 分析步骤 58

6．4 命令流 64

练习题 64

第7例 杆系结构的静力学分析实例——悬臂梁 66

7．1 问题描述及解析解 66

7．2 分析步骤 66

7．3 命令流 71

第8例 平面问题的求解实例——厚壁圆筒问题 72

8．1 概述 72

8．2 问题描述及解析解 72

8．3 分析步骤 73

8．4 命令流 79

练习题 80

第9例 静力学问题的求解实例——扳手的受力分析 81

9．1 问题描述 81

9．2 分析步骤 81

9．3 命令流 91

练习题 92

第10例 各种坐标系的应用实例——圆轴扭转分析 93

10．1 坐标系和工作平面概述 93

10．2 问题描述及解析解 96

10．3 分析步骤 96

10．4 命令流 105

第三篇 结构动力学分析 107

第11例 模态分析实例——均匀直杆的固有频率分析 107

11．1 概述 107

11．1．1 模态分析的定义 107

11．1．2 模态分析的步骤 107

11．2 问题描述及解析解 108

11．3 分析步骤 109

11．4 命令流 115

练习题 116

第12例 模态分析实例——斜齿圆住齿轮的固有频率分析 117

12．1 问题描述及解析解 117

12．2 分析步骤 118

12．3 命令流 126

第13例 有预应力模态分析实例——弦的横向振动 129

13．1 概述 129

13．2 问题描述及解析解 129

13．3 分析步骤 130

13．4 命令流 138

练习题 139

第14例 循环对称结构模态分析实例——转子的固有频率分析 140

14．1 概述 140

14．2 问题描述 141

14．3 分析步骤 141

14．4 命令流 150

14．5 对整体结构进行模态分析的命令流 151

第15例 谐响应分析实例——单自由度系统的受迫振动 153

15．1 概述 153

15．2 问题描述及解析解 154

15．3 分析步骤 155

15．4 命令流 163

练习题 164

第16例 瞬态动力学分析实例——凸轮从动件运动分析 165

16．1 概述 165

16．2 问题描述及解析解 166

16．3 分析步骤 167

16．4 命令流 180

练习题 182

第17例 连杆机构运动分析实例——曲柄滑块机构 183

17．1 概述 183

17．2 问题描述及解析解 184

17．3 分析步骤 184

17．4 命令流 196

练习题 197

第18例 谱分析实例——地震谱作用下的结构晌应分析 199

18．1 概述 199

18．1．1 谱分析的基本概念 199

18．1．2 单点响应谱分析步骤 200

18．2 问题描述及解析解 201

18．3 分析步骤 201

18．4 命令流 213

第四篇 非线性分析 216

第19例 接触分析实例——平行圆柱体承受法向载荷时的接触应力分析 216

19．1 概述 216

19．1．1 接触算法 216

19．1．2 接触问题分类 217

19．1．3 ANSYS的接触方式 217

19．1．4 接触分析的步骤 218

19．2 问题描述 221

19．3 分析步骤 221

19．4 命令流 231

练习题 233

第20例 稳定性问题分析实例——屈曲分析 234

20．1 概述 234

20．1．1 屈曲分析的定义 234

20．1．2 特征值屈曲分析过程 234

20．1．3 非线性屈曲分析过程 235

20．2 问题描述及解析解 236

20．3 分析步骤 236

20．4 命令流 243

练习题 244

第21例 弹塑性分析实例——自增强厚壁圆筒承载能力研究 245

21．1 概述 245

21．2 问题描述及解析解 248

21．3 分析步骤 249

21．4 命令流 260

练习题 261

第22例 材料蠕变分析实例——受拉平板 262

22．1 蠕变简介 262

22．2 问题描述 263

22．3 分析步骤 263

22．4 命令流 271

第23例 超弹分析实例——缓冲垫 272

23．1 概述 272

23．2 问题描述 273

23．3 分析步骤 273

23．4 命令流 285

第24例 非线性分析综合应用实例——钢板卷制成圆筒 287

24．1 问题描述 287

24．2 命令流 288

第25例 非线性分析综合应用实例——冲击 294

25．1 问题描述 294

25．2 分析步骤 294

25．3 命令流 308

第26例 利用MPC技术对SOLID-SHELL单元进行连接实例——简支梁 311

26．1 概述 311

26．2 问题描述 313

26．3 分析步骤 313

26．4 说明 324

26．5 命令流 324

26．6 结构模型全部采用SOLID单元的分析命令流 327

第27例 施加非法向表面载荷实例——转矩的施加 329

27．1 概述 329

27．2 问题描述 330

27．3 分析步骤 330

27．4 命令流 338

第五篇 ANSYS／LS-DYNA动力学分析 340

第28例 侵彻动力学分析实例——弹丸侵彻靶板 340

28．1 ANSYS／LS-DYNA概述 340

28．2 问题描述 341

28．3 分析步骤 341

28．4 命令流 353

第29例 显式-隐式序列求解实例——板料冲压成型及回弹研究 356

29．1 概述 356

29．2 问题描述 357

29．3 分析步骤 357

29．4 命令流 376

第30例 冲击动力学分析实例——车辆受起伏路面激励的响应分析 379

30．1 问题描述 379

30．2 分析步骤 380

30．3 命令流 394

第31例 综合应用实例——薄板多点成型工艺中基本体位置的确定 397

31．1 概述 397

31．2 分析步骤 398

31．3 命令流 410

第六篇 热应力计算 413

第32例 瞬态热分析实例——水箱 413

32．1 概述 413

32．1．1 瞬态热分析的定义 413

32．1．2 瞬态热分析的步骤 413

32．2 问题描述 414

32．3 分析步骤 415

32．4 命令流 422

第33例 在结构上直接施加温度载荷进行热应力分析实例——双金属簧片 424

33．1 概述 424

33．2 问题描述及解析解 424

33．3 分析步骤 425

33．4 命令流 430

练习题 431

第34例 基于实测温度场进行热应力分析实例——转炉托圈 432

34．1 概述 432

34．2 命令流 434

第35例 热应力分析（间接法）实例——液体管路 437

35．1 概述 437

35．1．1 热分析 437

35．1．2 结构分析 438

35．2 问题描述 438

35．3 分析步骤 439

35．4 命令流 447

第36例 热应力分析（直接法）实例——液体管路 449

36．1 概述 449

36．2 问题描述 449

36．3 分析步骤 449

36．4 命令流 456

第七篇 综合应用 458

第37例 用物理环境法进行流体结构耦合分析实例——液压缸 458

37．1 物理环境法 458

37．1．1 用物理环境法进行顺序耦合场分析的步骤 458

37．1．2 用物理环境法进行耦合场分析的相关知识 459

37．2 问题描述 460

37．3 命令流 460

第38例 疲劳强度计算实例——受压带圆孔薄板 466

38．1 概述 466

38．1．1 疲劳的概念 466

38．1．2 ANSYS疲劳分析的步骤 467

38．2 问题描述 467

38．3 分析步骤 468

38．4 命令流 475

第39例 子模型技术应用实例—受拉薄板 477

39．1 概述 477

39．1．1 子模型技术的应用 477

39．1．2 子模型技术的特点 478

39．1．3 子模型方法的步骤 478

39．2 问题描述 478

39．3 分析步骤 479

39．4 命令流 486

第40例 优化设计实例——梁的优化设计 488

40．1 概述 488

40．1．1 ANSYS优化设计的概念 488

40．1．2 ANSYS优化设计的步骤 489

40．2 问题描述 490

40．3 分析步骤 490

40．4 命令流 500

练习题 502

第41例 优化设计实例——曲柄摇杆机构的优化设计 503

41．1 问题描述 503

41．2 命令流 504

第42例 拓扑优化实例——实体梁 510

42．1 概述 510

42．1．1 拓扑优化的基本概念 510

42．1．2 ANSYS拓扑优化的步骤 510

42．2 问题描述 511

42．3 分析步骤 512

42．4 命令流 521

第43例 载荷工况组合实例——简支梁 522

43．1 概述 522

43．2 问题描述及解析解 523

43．3 分析步骤 524

43．4 命令流 532

练习题 533

第44例 模型力学特性计算实例——液体容器倾翻特性的研究 534

44．1 问题描述 534

44．2 分析步骤 535

44．3 命令流 541

练习题 542

第45例 单元生死应用实例——焊接模拟 543

45．1 问题描述 543

45．2 关键问题的处理 544

45．3 命令流 545

第46例 同时作用静载荷和正弦载荷的结构分析实例——悬臂梁 554

46．1 概述 554

46．2 原理 554

46．3 分析实例 556

46．4 应用推广——结构同时作用多个正弦载荷时的动力学分析 560

第47例 带预紧力的螺栓连接的有限元分析 566

47．1 螺栓连接的受力分析 566

47．2 分析方法简介 566

47．3 单个螺栓连接的分析实例 568

47．4 螺栓组连接的分析实例 570

47．5 简化模型方法 574

47．6 用温度收缩法模拟预紧力 577

47．7 说明 580

第48例 自适应网格划分实例——受压薄板 581

48．1 概述 581

48．2 问题描述 582

48．3 分析步骤 583

48．4 命令流 588

第49例 参数化设计语言（APDL）应用实例——展成法加工齿轮模拟 589

49．1 概述 589

49．2 问题描述 590

49．3 命令流 590

第50例 参数化设计语言（APDL）应用实例——展成法加工齿轮模拟 593

50．1 问题描述 593

50．2 命令流 593

附录 596

参考文献 599