上篇 有限元法基本原理 3
第1章 概述 3
1.1有限元法的基本思想 3
1.2有限元法的特点 4
1.3有限元法的发展及其应用领域 6
1.3.1有限元法的发展 6
1.3.2有限元法的应用领域 9
本章小结 10
习题 11
第2章 弹性力学基本理论 12
2.1弹性力学的基本假设 12
2.2弹性力学的基本概念 13
2.2.1体力 13
2.2.2面力 14
2.2.3应力 15
2.2.4应变 16
2.2.5位移 17
2.2.6主应力 17
2.2.7相当应力 19
2.2.8主应变 20
2.3弹性力学的基本方程 20
2.3.1平衡微分方程 21
2.3.2几何方程 21
2.3.3物理方程 22
2.3.4边界条件 24
2.4平面问题的基本理论 25
2.4.1平面应力问题 25
2.4.2平面应变问题 26
2.4.3平面问题的基本方程 26
2.5弹性力学中的能量原理 29
2.5.1虚位移原理 29
2.5.2极小势能原理 30
2.6平面问题求解举例 31
本章小结 33
习题 33
第3章 弹性力学有限元法 34
3.1有限元法求解问题的基本步骤 34
3.2杆单元 40
3.3梁单元 45
3.4平面问题的单元构造 50
3.5空间问题的单元构造 61
3.6有限元振动问题初步 63
3.7有限元后处理 66
本章小结 67
习题 68
第4章 有限元分析中的若干问题 70
4.1有限元计算模型的建立 70
4.1.1有限元建模的准则 71
4.1.2边界条件的处理 72
4.1.3连接条件的处理 73
4.2减小解题规模的常用措施 75
4.2.1对称性和反对称性 75
4.2.2周期性条件 76
4.2.3降维处理和几何简化 77
4.2.4子结构技术 79
4.2.5线性近似化 81
4.2.6多种载荷工况的合并处理 81
4.2.7节点编号的优化 81
本章小结 83
习题 83
中篇 有限元分析软件 87
第5章 ANSYS概述 87
5.1ANSYS的功能 87
5.1.1基本功能 88
5.1.2高级功能 89
5.2ANSYS启动、用户界面及退出 90
5.2.1启动ANSYS 90
5.2.2ANSYS用户界面 92
5.2.3退出 94
5.3ANSYS基本操作 95
5.3.1对话框 95
5.3.2图形拾取操作 98
5.3.3ANSYS图形控制 101
5.3.4ANSYS文件管理 103
5.3.5ANSYS单位制 107
5.4ANSYS分析的基本过程 107
5.4.1前处理 107
5.4.2加载与求解 108
5.4.3后处理 109
本章小结 109
习题 109
第6章 ANSYS建模与网格划分 110
6.1ANSYS的坐标系统 110
6.1.1总体坐标系 110
6.1.2局部坐标系 111
6.1.3坐标系的激活 112
6.1.4显示坐标系 113
6.1.5节点坐标系 113
6.1.6单元坐标系 114
6.1.7结果坐标系 115
6.1.8工作平面 116
6.2ANSYS的建模 119
6.2.1实体建模 119
6.2.2自底向上建模 120
6.2.3自顶向下建模 127
6.2.4布尔运算 134
6.3网格划分 141
6.3.1定义单元属性 142
6.3.2划分网格 147
6.3.3直接生成节点和单元 158
6.4耦合与约束 161
6.4.1耦合 161
6.4.2约束 162
本章小结 163
习题 163
第7章 加载与求解 164
7.1载荷的概念 164
7.1.1载荷类型 164
7.1.2载荷步和子步 165
7.1.3时间的作用 166
7.1.4阶跃载荷与斜坡载荷 166
7.2加载 167
7.2.1自由度约束 167
7.2.2集中力载荷 169
7.2.3面载荷 171
7.2.4其他载荷 173
7.2.5载荷删除和其他操作 174
7.3求解 176
7.3.1求解器 176
7.3.2分析类型 177
7.3.3求解 178
7.4后处理 181
7.4.1通用后处理器 181
7.4.2通用后处理器的选项控制 183
7.4.3图形显示结果数据 184
7.4.4结果查询 190
7.4.5结果浏览器 191
7.4.6单元表 192
7.4.7路径操作 194
7.4.8载荷工况 200
7.4.9时间-历程后处理器 202
本章小结 207
习题 207
第8章 ANSYS Workbench环境 209
8.1ANSYS Workbench概述 209
8.1.1ANSYS Workbench产品设计流程 210
8.1.2ANSYS Workbench文件格式 210
8.2ANSYS Workbench启动和工作界面 211
8.2.1ANSYS Workbench启动 211
8.2.2ANSYS Workbench工作界面 212
8.3ANSYS Workbench求解问题实例 213
8.3.1问题描述 214
8.3.2问题分析 214
8.3.3求解过程 214
本章小结 220
习题 220
下篇 有限元分析工程应用实例 223
第9章 ANSYS静力学分析 223
9.1平面梁架类问题 223
9.1.1有限元分析平面梁架类问题的要点 223
9.1.2平面梁架类问题工程实例 224
9.2一般平面类问题 241
9.2.1有限元分析一般平面类问题的要点 241
9.2.2一般平面类问题工程实例 242
9.3板壳类问题 262
9.3.1有限元分析板壳类问题的要点 262
9.3.2板壳类问题工程实例 264
9.4三维实体类问题 281
9.4.1有限元分析三维实体类问题的要点 281
9.4.2三维实体类问题工程实例 283
9.5载荷工况组合类问题 304
9.5.1有限元分析载荷工况组合类问题的要点 304
9.5.2载荷工况组合类问题工程实例 304
本章小结 312
习题 313
第10章 动力学分析 314
10.1动力学分析简介 314
10.1.1动力学分析概述 314
10.1.2动力学分析类型 314
10.2结构动力学分析的基本过程 315
10.2.1模态分析 315
10.2.2谐响应分析 319
10.2.3瞬态动力学分析 320
10.2.4谱分析 322
10.3涡轮壳体模态分析实例 325
10.4推进器叶片动力学综合分析实例 333
10.4.1叶片模态分析 334
10.4.2叶片谐响应分析 340
10.4.3叶片瞬态动力学分析（采用模态叠加法） 343
10.4.4叶片谱分析 346
本章小结 351
习题 351
附录 353
附录1 常用物理量名称及其常用符号 353
附录2 ANSYS软件中的常用单位关系 354
附录3 ANSYS常见英文注解 356
参考文献 358