第一篇 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 有限单元法的基本概念 3
1.2 ANSYS 17.0基本操作 3
1.2.1 ANSYS 17.0的启动与退出 4
1.2.2 ANSYS 17.0操作界面 4
1.2.3 ANSYS 17.0文件管理 7
1.2.4 ANSYS 17.0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 24
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 25
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 51
3.1.3 电磁单元 52
3.1.4 耦合场单元 55
3.1.5 流体单元 56
3.2 单元属性的设置 57
3.2.1 单元类型（TYPE） 57
3.2.2 实常数（REAL） 58
3.2.3 材料属性（MAT） 58
3.2.4 截面特性设置（SECTION） 59
3.3 本章小结 60
第4章 网格划分 61
4.1 网格的控制 61
4.1.1 智能网格划分 61
4.1.2 全局单元尺寸控制 62
4.1.3 关键点尺寸控制 63
4.1.4 线尺寸控制 63
4.1.5 面尺寸控制 65
4.2 简单网格划分实例 65
4.2.1 几何模型的导入 66
4.2.2 定义单元属性 66
4.2.3 网格的控制 66
4.2.4 网格的清除 68
4.2.5 局部网格 69
4.3 通过拉伸生成网格 69
4.4 映射网格划分Mapped 71
4.4.1 多边形面的映射网格划分 71
4.4.2 多面体的映射网格划分 72
4.5 扫掠网格划分Sweep 73
4.5.1 体扫掠基本知识 73
4.5.2 体扫掠的操作步骤与使用条件 73
4.6 本章小结 75
第5章 模型加载及求解分析 77
5.1 加载的基础知识 77
5.1.1 荷载的种类 77
5.1.2 加载术语 78
5.1.3 加载类型及特点 79
5.2 施加约束 80
5.2.1 在关键点（或节点）上加载位移约束 80
5.2.2 在线（或面）上加载位移约束 81
5.2.3 对称约束与反对称约束 81
5.2.4 耦合 82
5.2.5 约束方程 84
5.3 施加荷载 85
5.3.1 集中荷载 85
5.3.2 表面荷载 86
5.3.3 体积荷载 88
5.3.4 惯性荷载 90
5.3.5 耦合场荷载 90
5.3.6 轴对称荷载与反作用力 91
5.3.7 初应力荷载 92
5.3.8 由表型数组定义荷载 92
5.3.9 荷载显示与控制 94
5.4 设定分析类型与求解方法 94
5.4.1 分析类型设置 95
5.4.2 分析基本选项设置 95
5.5 荷载步文件法 96
5.5.1 荷载步文件的建立 96
5.5.2 荷载步文件法求解 97
5.5.3 荷载步文件的查看、修改或删除 97
5.6 本章小结 97
第6章 求解与后处理 98
6.1 通用后处理器 98
6.1.1 读入结果文件 98
6.1.2 分析结果的绘图显示 99
6.1.3 结果查看器 104
6.1.4 分析结果的列表显示 105
6.1.5 结果的运算处理 107
6.1.6 转换结果到不同的坐标系 109
6.1.7 荷载工况 109
6.2 时间历程后处理器 111
6.2.1 时间历程后处理对话框介绍 111
6.2.2 定义变量 113
6.2.3 变量运算 114
6.2.4 变量与数组 114
6.2.5 变量的显示 115
6.3 本章小结 116
第7章 参数化设计语言 117
7.1 参数化设计语言基础知识 117
7.1.1 APDL语言的输入 117
7.1.2 APDL语言的参数 117
7.1.3 APDL语言的流程控制 127
7.1.4 宏文件 129
7.1.5 函数、运算符以及常用控制命令 132
7.2 APDL命令流应用详解 144
7.2.1 模型的建立 144
7.2.2 网格划分 147
7.2.3 边界条件 148
7.2.4 求解 149
7.3 本章小结 150
第二篇 机械工程应用篇 152
第8章 结构静力学分析 152
8.1 基础知识 152
8.2 六角扳手静力学分析 154
8.2.1 问题描述 154
8.2.2 问题求解与分析 155
8.3 桁架结构静力学分析 166
8.3.1 问题描述 166
8.3.2 问题求解与分析 167
8.4 高压气罐静力学分析 175
8.4.1 问题描述 175
8.4.2 问题求解与分析 175
8.5 本章小结 190
第9章 结构动力学分析 191
9.1 结构动力学基础知识 191
9.1.1 关于荷载 191
9.1.2 结构动力学问题的分类 192
9.2 ANSYS模态分析 193
9.2.1 模态提取方法 193
9.2.2 网架的模态分析 194
9.3 ANSYS谐响应分析 205
9.3.1 谐响应分析的方法 206
9.3.2 吉他发声过程仿真分析 207
9.4 ANSYS瞬态动力学分析 220
9.4.1 瞬态动力学问题求解方法 221
9.4.2 曲柄滑块机构运动学分析 222
9.5 本章小结 230
第10章 加工过程仿真分析 231
10.1 热力学基础知识 231
10.1.1 符号与单位 232
10.1.2 传热学经典理论回顾 232
10.1.3 热传递的方式 233
10.1.4 线性与非线性 234
10.1.5 边界条件、初始条件 234
10.1.6 热分析误差估计 234
10.2 焊接过程仿真 234
10.2.1 概述 234
10.2.2 分析过程 237
10.3 铸造过程仿真 247
10.3.1 概述 247
10.3.2 分析过程 247
10.4 本章小结 258
第11章 装配与复合材料分析 259
11.1 非线性问题概述 259
11.1.1 非线性分析基础知识 259
11.1.2 非线性问题的分类 260
11.1.3 非线性分析的收敛问题 261
11.2 接触问题实例分析 262
11.2.1 接触分析基础知识 262
11.2.2 问题描述 263
11.2.3 分析求解 264
11.3 复合材料分析 275
11.3.1 概述 275
11.3.2 复合材料梁的分析 279
11.4 大变形问题 286
11.4.1 问题描述 287
11.4.2 分析求解 287
11.5 本章小结 292
第12章 锤击法施工仿真分析 293
12.1 ANSYS显式动态功能模块简介 293
12.1.1 显式动态分析的流程 293
12.1.2 显式动态分析单元 295
12.1.3 显式动态分析建模 299
12.1.4 显式动态分析的加载 303
12.1.5 显式动态分析求解 311
12.1.6 显式动态接触分析 314
12.1.7 显式动态分析的材料模型 321
12.1.8 显式动态分析中的刚体 332
12.1.9 显式动态分析后处理 334
12.1.10 跌落测试模块 339
12.2 锤击法施工分析实例 341
12.2.1 问题背景 341
12.2.2 分析过程 342
12.3 本章小结 349
第13章 起重机综合分析 350
13.1 实例背景 350
13.2 分析过程 351
13.2.1 静力学分析 351
13.2.2 瞬态动力学分析 365
13.2.3 模态分析 372
13.3 本章小结 375
第三篇 土木工程应用篇 378
第14章 钢筋混凝土基本问题分析 378
14.1 钢筋混凝土板 378
14.1.1 问题简述 378
14.1.2 前处理 378
14.1.3 加载及求解 382
14.1.4 后处理 384
14.2 混凝土开裂 387
14.2.1 混凝土的裂缝模型 388
14.2.2 分析中用到的概念 388
14.2.3 问题描述 388
14.2.4 前处理 389
14.2.5 加载和求解 392
14.2.6 计算结果分析 394
14.3 本章小结 397
第15章 钢结构及钢筋混凝土结构分析 398
15.1 钢结构排架受力分析 398
15.1.1 钢材特点 398
15.1.2 问题简述 398
15.1.3 前处理 399
15.1.4 加载及求解 404
15.1.5 后处理 407
15.2 钢筋混凝土框架结构简单分析 409
15.2.1 问题简述 409
15.2.2 前处理 409
15.2.3 求解 414
15.2.4 后处理 415
15.3 本章小结 417
第16章 膜结构及网壳结构分析 418
16.1 膜结构 418
16.1.1 相关知识简介 418
16.1.2 问题简述 419
16.1.3 前处理 419
16.1.4 施加约束及荷载 421
16.1.5 找形分析 421
16.1.6 膜结构的前景 423
16.2 空间网壳结构 424
16.2.1 问题描述 424
16.2.2 求解分析过程 424
16.3 本章小结 433
第17章 基础工程分析 434
17.1 房屋刚性独立基础 434
17.1.1 独立基础 434
17.1.2 问题简述 434
17.1.3 前处理 435
17.1.4 加载及求解 437
17.1.5 后处理 439
17.2 考虑摩擦接触的桩基础分析 441
17.2.1 问题简述 441
17.2.2 单元及材料属性设定 442
17.2.3 建模 443
17.2.4 加载及求解 449
17.2.5 后处理 450
17.3 本章小结 453
第18章 桥梁工程实例分析 454
18.1 钢桁架桥 454
18.1.1 问题简述 454
18.1.2 前处理 455
18.1.3 加载及求解 459
18.1.4 一般后处理 460
18.2 大跨度悬索桥 462
18.2.1 悬索桥背景简介 462
18.2.2 问题简述 463
18.2.3 单元及材料参数 464
18.2.4 建模 465
18.2.5 找形分析 468
18.2.6 施工过程模拟 470
18.2.7 悬索桥全结构静力分析 472
18.2.8 悬索桥的地震动力响应 474
18.3 本章小结 475
第19章 隧道工程实例分析 476
19.1 山体隧道开挖 476
19.1.1 隧道开挖问题 476
19.1.2 问题简述 476
19.1.3 前处理 477
19.1.4 求解选项及边界条件设置 482
19.1.5 基于单元生死的开挖过程求解 484
19.1.6 后处理 488
19.2 地铁站台的地震响应分析 491
19.2.1 相关知识 491
19.2.2 问题简述 491
19.2.3 前处理 492
19.2.4 加载及求解 497
19.2.5 一般后处理 498
19.2.6 时间历程后处理 500
19.3 本章小结 502
参考文献 503