ANSYS 14热力学/电磁学/耦合场分析自学手册PDF电子书下载

第1章 ANSYS概述 1

1.1 ANSYS家族概述 2

1.1.1 CAE的发展历程 3

1.1.2 CAE的优越性 4

1.2有限元法简介 5

1.2.1有限元法的基本思想 5

1.2.2有限元法的特点 6

1.3 ANSYS简介 7

1.3.1 ANSYS的发展 7

1.3.2 ANSYS的功能 7

1.4 ANSYS 14.0的启动及运行 9

1.4.1 ANSYS 14.0的启动 9

1.4.2 ANSYS 14.0运行环境配置 10

1.5程序结构 11

1.5.1处理器 11

1.5.2文件格式 12

1.5.3输入方式 12

1.5.4输出文件类型 12

第2章 ANSYS基本功能 14

2.1 ANSYS 14.0图形用户界面的组成 15

2.2启动图形用户界面 16

2.3对话框及其组件 17

2.3.1文本框 17

2.3.2单选列表 18

2.3.3双列选择列表 18

2.3.4标签对话框 19

2.3.5选取框 19

2.4菜单栏 20

2.4.1文件菜单 21

2.4.2选取菜单 23

2.4.3列表菜单 25

2.4.4绘图菜单 29

2.4.5绘图控制菜单 30

2.4.6工作平面菜单 37

2.4.7参量菜单 39

2.4.8宏菜单 41

2.4.9菜单控制菜单 43

2.4.10帮助菜单 43

2.5输入窗口 45

2.6主菜单 45

2.6.1优选项 46

2.6.2预处理器 47

2.6.3求解器 52

2.6.4通用后处理器 55

2.6.5时间历程后处理器 58

2.6.6拓扑优化器 60

2.6.7优化器 61

2.6.8概率设计和辐射选项 61

2.6.9运行时间估计量 62

2.6.10记录编辑器 62

2.7输出窗口 63

2.8工具条 64

2.9图形窗口 64

2.9.1图形显示 65

2.9.2多窗口绘图 67

2.9.3增强图形显示 70

2.10个性化界面 71

2.10.1改变字体和颜色 71

2.10.2改变GUI的启动菜单显示 71

2.10.3改变菜单链接和对话框 72

第3章 几何建模 73

3.1几何模型的输入 74

3.1.1输入IGES单一实体 74

3.1.2输入 SAT单一实体 77

3.1.3输入SAT实体集合 79

3.1.4输入Parasolid单一实体 83

3.1.5输入Parasolid实体集合 86

3.2对输入模型修改 89

3.3自主建模 92

3.3.1自顶向下建模实例 92

3.3.2自底向上建模实例 101

第4章 求解分析 111

4.1分析问题 112

4.1.1问题描述 112

4.1.2确定问题的范围 113

4.2建立有限元模型 115

4.2.1创建实体模型 115

4.2.2对实体模型进行网格划分 123

4.3施加载荷 124

4.4进行求解 128

4.4.1求解器的类别 128

4.4.2求解检查 128

4.4.3求解的实施 129

4.4.4求解会碰到的问题 130

4.5后处理 130

4.6分析步骤示例——工字钢悬臂梁 134

4.6.1分析问题 134

4.6.2建立有限元模型 134

4.6.3施加载荷 139

4.6.4进行求解 140

4.6.5后处理 141

4.6.6命令流 143

第5章 热力学分析基础 145

5.1热力学分析概论 146

5.1.1热分析的特点 146

5.1.2 ANSYS中热分析单元简介 147

5.1.3热分析的基本过程 150

5.2热分析的分类 152

5.2.1稳态热分析 152

5.2.2瞬态热分析概述 153

5.2.3非线性分析综述 158

5.2.4热辐射基本理论及在ANSYS中的处理方法 169

5.2.5相变基本术语 181

第6章 热力学分析实例 186

6.1稳态热分析的实例——换热管的热分析 187

6.1.1问题描述 187

6.1.2 GUI分析过程 187

6.1.3命令流方式 198

6.2瞬态热分析实例——钢球淬火过程温度分析 207

6.2.1问题描述 207

6.2.2 GUI分析过程 207

6.2.3命令流方式 218

6.3热应力分析实例——换热管的热应力分析 223

6.3.1问题描述 223

6.3.2 GUI分析过程 223

6.3.3命令流方式 229

6.4热辐射分析实例——立方体坯料空冷过程分析 229

6.4.1问题描述 229

6.4.2 GUI操作步骤 230

6.4.3 APDL命令流程序 235

6.5相变分析实例——某焊接件两焊缝在顺序焊接过程中的分析 235

6.5.1问题描述 235

6.5.2 GUI操作步骤 236

6.5.3 APDL命令流程序 246

6.6摩擦生热分析实例——两物体相对转动过程中的摩擦生热分析 246

6.6.1问题描述 246

6.6.2 GUI操作步骤 247

6.6.3 APDL命令流程序 254

第7章 电磁学分析基础 255

7.1电磁分析概论 256

7.1.1 ANSYS电磁场分析对象 256

7.1.2电磁场单元概述 257

7.1.3电磁宏 258

7.1.4远场单元及远场单元的使用 266

7.2电磁学分析的分类 268

7.2.1二维静态磁场分析 268

7.2.2二维谐波磁场分析 272

7.2.3二维瞬态磁场分析 276

7.2.4三维静态磁场标量法分析 279

7.2.5三维静态磁场棱边单元法分析 285

7.2.6三维谐波磁场棱边单元法分析 289

7.2.7三维瞬态磁场棱边单元法分析 294

7.2.8三维静态、谐波和瞬态节点法分析 299

7.2.9稳态电流传导分析 305

7.2.10静电场分析 310

7.2.11电路分析 316

7.2.12高频电磁场分析 322

第8章 电磁学分析实例 330

8.1二维静态磁场分析实例——二维螺线管制动器内静态磁场分析 331

8.1.1问题描述 331

8.1.2 GUI操作方法 332

8.1.3命令流实现 345

8.2二维谐波磁场分析实例——二维非线性谐波分析 347

8.2.1问题描述 348

8.2.2 GUI操作方法 348

8.2.3命令流实现 357

8.3二维瞬态磁场分析实例——带缝导体瞬态分析 359

8.3.1问题描述 359

8.3.2 GUI操作方法 360

8.3.3命令流实现 374

8.4三维静态磁场分析实例——棱边元法计算电机沟槽中的静态磁场分布 380

8.4.1问题描述 380

8.4.2 GUI操作方法 381

8.4.3命令流实现 391

8.5三维谐波与瞬态磁场分析实例——棱边元法计算电机沟槽中的谐波与瞬态磁场分布 391

8.5.1问题描述 391

8.5.2 GUI操作方法 392

8.5.3命令流实现 403

8.6静电场分析实例——电容计算 403

8.6.1问题描述 403

8.6.2 GUI操作方法 404

8.6.3命令流实现 414

8.7电路分析实例——瞬态电路分析 414

8.7.1问题描述 415

8.7.2 GUI操作方法 415

8.7.3命令流实现 426

8.8高频电磁场分析实例——腔体高频模态分析 426

8.8.1问题描述 426

8.8.2 GUI操作方法 427

8.8.3命令流实现 435

第9章 耦合场分析概述 436

9.1耦合场分析的定义 437

9.2耦合场分析的类型 437

9.2.1直接方法 437

9.2.2载荷传递分析 437

9.2.3直接方法和载荷传递 438

9.2.4其他分析方法 441

9.3耦合场分析的单位制 441

9.4直接耦合场分析 447

9.4.1集总电单元 447

9.4.2热—电分析 448

9.4.3压电分析 449

9.4.4电弹分析 450

9.4.5压阻分析 451

9.4.6结构—热分析 453

9.4.7结构—热—电分析 455

9.4.8磁—结构分析 456

9.4.9电子机械分析 456

9.5其他耦合场分析方法 462

9.5.1 MFS单代码耦合分析 462

9.5.2 MFX多代码耦合分析 469

9.5.3载荷传递耦合物理分析 478

9.5.4耦合物理电路分析 487

第10章 耦合场分析实例 491

10.1热结构耦合分析实例——某扁挤压筒耦合分析 492

10.1.1问题描述 492

10.1.2问题分析 492

10.1.3 GUI操作步骤 493

10.1.4APDL命令流程序 502

10.2热电耦合分析实例——发电机耦合分析 507

10.2.1前处理 508

10.2.2求解 517

10.2.3后处理 518

10.2.4命令流 520

10.3压电耦合分析实例——压电晶片耦合分析 524

10.3.1前处理 525

10.3.2驱动模拟求解 533

10.3.3驱动模拟后处理 533

10.3.4感应模拟求解 534

10.3.5感应模拟后处理 537

10.3.6命令流 540

10.4载荷传递耦合物理场实例分析——流—固耦合分析实例 540

10.4.1创建整个区域模型 542

10.4.2创建流体物理环境 549

10.4.3创建结构物理环境 554

10.4.4流—固耦合求解 558

10.4.5后处理 562

10.4.6命令流 564

10.5耦合物理电路模拟实例分析——机电-电路耦合分析实例 564

10.5.1前处理 565

10.5.2求解 573

10.5.3后处理 576

10.5.4命令流 578