第1章 ANSYS概述 1
1.1 ANSYS特点与主要功能 2
1.1.1 ANSYS主要技术特点 2
1.1.2 ANSYS主要功能 3
1.2 ANSYS的运行环境设定 4
1.3 ANSYS工作环境 5
1.4 ANSYS的文件系统 7
1.4.1 ANSYS的文件 7
1.4.2 数据库文件(.db)的管理 8
1.4.3 ANSYS文件的管理 8
1.5 ANSYS一般分析步骤 9
第2章 建立几何实体模型 11
2.1.2 模型方案设计 12
2.1.1 建立模型的一般步骤 12
2.1 概述 12
2.2 坐标系与工作平面 13
2.2.1 坐标系的种类 13
2.2.2 定义工作平面 18
2.2.3 控制工作平面 19
2.2.4 工作平面的增强功能 21
2.3 创建实体模型 23
2.3.1 实体建模一般步骤 23
2.3.2 布尔运算 42
2.3.3 构造模型 48
2.4 ANSYS与其他程序的接口 50
2.4.1 概述 50
2.4.2 IGES文件 50
2.4.3 其他格式的CAD文件 55
第3章 生成有限元模型 58
3.1 定义单元属性 59
3.1.1 定义单元类型 59
3.1.2 定义实常数 60
3.1.3 定义材料特性 61
3.1.4 定义截面类型 63
3.1.5 定义单元坐标系 65
3.1.6 分配单元属性 65
3.2 控制生成的网格 67
3.2.1 指定单元划分的形状 67
3.2.2 选择网格划分方式 67
3.2.3 控制中间节点位置 68
3.2.4 智能尺寸网格划分 68
3.2.6 网格划分选项 69
3.2.5 定义单元尺寸 69
3.2.7 使用网格划分工具(MeshTool) 71
3.3 划分几何实体生成各种单元 72
3.4 通过扫掠生成体网格 73
3.5 检查划分的网格 74
3.5.1 模型相互对照检查 74
3.5.2 单元形状检查 75
3.5.3 检查网格的连接性 77
3.6 对既有网格进行修改 77
3.6.1 网格进行局部细化 77
3.6.2 清除网格 79
3.7 控制壳单元面的方向 79
3.8 直接生成节点和单元 80
3.8.1 直接生成节点 81
3.8.2 直接生成单元 83
3.9 特殊的节点自由度关系 85
3.9.1 耦合 85
3.9.2 约束方程 86
3.10 控制模型编号 87
3.11 模型文件操作 89
3.11.1 模型的合并 89
3.11.2 保存模型到模型文件 90
第4章 施加荷载 91
4.1 ANSYS荷载概述 92
4.2 常规荷载 92
4.2.1 DOF约束 92
4.2.2 集中荷载 96
4.2.3 表面荷载 98
4.2.4 体荷载 102
4.2.5 惯性荷载 106
4.3 其他形式的荷载 108
4.3.1 初应力荷载 108
4.3.2 耦合场荷载 109
4.4 使用荷载步 109
4.4.1 荷载步与荷载子步 109
4.4.2 阶梯式荷载和递增荷载 111
4.4.3 荷载步选项 111
4.5 多荷载步文件的使用 113
第5章 ANSYS的求解 115
5.1.1 波前法 116
5.1.2 稀疏矩阵直接解法 116
5.1 ANSYS的求解器 116
5.1.3 雅可比共轭梯度法(JCG) 117
5.1.4 不完全乔列斯基共轭梯度法(ICCG) 117
5.1.5 前置条件共轭梯度法(PCG) 117
5.1.6 自动迭代法(ITER) 118
5.1.7 合理选择ANSYS求解器 118
5.2 ANSYS的求解选项 118
5.3 ANSYS的求解方式 121
5.3.1 ANSYS一般求解 121
5.3.2 多荷载步的求解 122
5.3.3 分析的重新启动 122
5.4 ANSYS求解前的预估计 123
5.4.2 其他估计 124
5.4.1 估计求解时间 124
第6章 ANSYS的后处理 126
6.1 ANSYS后处理概述 127
6.2 通用后处理器(POST1) 127
6.2.1 读入结果数据 127
6.2.2 使用单元表 130
6.2.3 使用安全系数 134
6.2.4 使用POST1查看计算结果 134
6.2.5 建立荷载工况 152
6.2.6 修改数据库中结果数据 154
6.2.7 电磁场分析特殊后处理 155
6.3 时间历程后处理器 156
6.3.1 定义变量 157
6.3.2 变量运算 158
6.3.3 变量设置 160
6.3.4 显示变量 162
第7章 ANSYS的图形控制 166
7.1 图形显示的个性化设置 167
7.1.1 图形视口设定 167
7.1.2 多重绘图技术 169
7.1.3 设置图形显示风格 176
7.2 图形和动画输出 193
7.2.1 ANSYS的图形输出 193
7.2.2 生成动画 197
7.3 使用注释 200
7.3.1 2D注释 200
7.3.2 3D注释 203
第8章 结构静态分析 205
8.1.1 结构线性静力分析步骤 206
8.1 线性静力分析 206
8.1.2 结构静力线性分析实例 207
8.2 几何非线性分析 210
8.2.1 几何非线性分析步骤 210
8.2.2 特殊的荷载步选项 211
8.2.3 几何非线性分析实例 213
8.3 材料非线性分析 218
8.3.1 使用材料非线性 218
8.3.2 ANSYS非线性材料选项 219
8.3.3 蠕变材料分析 223
8.3.4 材料非线性分析实例 225
8.4 状态非线性分析 230
8.4.1 ANSYS中的接触单元 230
8.4.2 面-面接触分析 231
8.4.3 点-面接触分析 234
8.4.4 点-点接触分析 235
8.4.5 接触分析实例 238
第9章 结构屈曲分析 247
9.1 结构线性屈曲分析 248
9.1.1 结构线性屈曲分析一般步骤 248
9.1.2 线性屈曲分析实例 249
9.2 结构非线性屈曲分析 252
9.2.1 结构非线性屈曲分析一般步骤 252
9.2.2 结构非线性屈曲分析实例 254
第10章 结构动力分析 260
10.1 模态分析 261
10.1.1 模态分析步骤 261
10.1.2 特殊的模态分析 264
10.1.3 模态分析实例 265
10.2 谐响应分析 268
10.2.1 Full法谐响应分析步骤 268
10.2.2 Reduced法谐响应分析步骤 270
10.2.3 模态叠加法谐响应分析步骤 272
10.2.4 有预应力的谐响应分析 274
10.2.5 谐响应分析实例 274
10.3 瞬态动力学分析 279
10.3.1 Full法瞬态动力学分析步骤 279
10.3.2 Reduced法瞬态动力学分析步骤 281
10.3.3 模态叠加法瞬态动力学分析步骤 283
10.3.4 瞬态动力学分析实例 284
10.4 谱分析 289
10.4.1 谱分析的形式 289
10.4.2 单点响应谱分析步骤 290
10.4.3 随机振动分析步骤 293
10.4.4 多点响应谱(MPRS)分析步骤 297
10.4.5 单点响应谱分析实例 299
第11章 ANSYS热分析 307
11.1 ANSYS热分析概述 308
11.1.1 ANSYS热分析特点 308
11.1.2 ANSYS热分析的单元 309
11.2 稳态热分析 311
11.2.1 ANSYS稳态热分析的基本步骤 311
11.2.2 稳态热分析实例 313
11.3 瞬态热分析 318
11.3.1 ANSYS瞬态热分析的主要步骤 318
11.3.3 瞬态热分析实例 320
11.3.2 相变问题 320
11.4 ANSYS热应力分析 327
11.4.1 热应力分析方法 327
11.4.2 热应力分析实例 328
第12章 ANSYS参数化设计 333
12.1 参数化设计语言 334
12.1.1 参数的使用 334
12.1.2 数组参数 336
12.1.3 宏 339
12.1.4 循环和分支 340
12.2 设计优化 341
12.2.1 设计优化概述 341
12.2.2 设计优化的步骤 342
12.2.3 优化设计实例 347
12.3.2 拓扑优化的步骤 352
12.3 拓扑优化 352
12.3.1 拓扑优化的基本概念 352
12.3.3 拓扑优化的实例 355
12.4 可靠度分析 358
12.4.1 可靠度分析概述 358
12.4.2 可靠度分析的一般步骤 359
12.4.3 可靠度分析的实例 363
第13章 ANSYS高级分析技术 368
13.1 单元的生与死 369
13.1.1 基本概念 369
13.1.2 使用单元生死 369
13.1.3 单元生死分析实例 372
13.2 自适应网格划分 377
13.2.1 基本概念 377
13.2.2 自适应网格划分的基本过程 378
13.2.3 用户定制自适应网格划分 379
13.2.4 自适应网格划分实例 380
13.3 使用子结构 383
13.3.1 基本概念 383
13.3.2 子结构分析的基本步骤 384
13.4 使用子模型 389
13.4.1 基本概念 389
13.4.2 子模型分析的基本步骤 389
13.4.3 子模型分析实例 392
13.5 用户可编程特性 395
13.5.1 基本概念 395
13.5.2 UPFs的典型步骤 395
13.5.3 ANSYS的UPFs类型 396