第1章初识ANSYS 1
1.1 ANSYS简介 1
目录 1
1.2初识ANSYS 2
1.3实例操作 3
1.3.1建立ANSYS实体模型 3
1.3.2网格划分 4
1.3.3模型操作 6
1.3.4 ANSYS帮助系统 8
1.3.5退出ANSYS 8
2.2结构动力学分析的有限元法 11
2.2.1 引言 11
2.1 有限单元法的基本概念 11
第2章有限单元法基础 11
2.2.2固有振动特性 15
2.2.3动力响应特性 18
2.3温度场的有限元法 23
2.3.1温度场问题的基本方程 23
2.3.2稳态温度场的有限元法 25
2.3.3瞬态温度场的有限元法 29
第3章ANSYS建模 31
3.1模型生成概述 31
3.1.1什么是模型生成 31
3.1.2 ANSYS中建模的典型步骤 31
3.1.3实体建模和直接生成的比较 32
3.2.3选择模型类型（二维、三维等） 33
3.2.2确定分析目标 33
3.2规划分析方案 33
3.1.4从CAD系统中输入的实体模型 33
3.2.1规划的重要性 33
3.2.4线性单元和高次单元的选择 34
3.2.5不同单元连接的限制 37
3.2.6找到利用对称性的办法 37
3.2.7决定包含多少细节 39
3.2.8确定合适的网格密度 39
3.3坐标系 39
3.3.1 坐标系的类型 39
3.3.2总体和局部坐标系 40
3.3.3显示坐标系 43
3.3.4节点坐标系 44
3.3.6结果坐标系 45
3.3.5单元坐标系 45
3.4利用工作平面 46
3.4.1什么是工作平面 46
3.4.2生成一个工作平面 46
3.4.3增强的工作平面 48
3.5实体造型 51
3.5.1实体造型操作概述 51
3.5.2用自底向上的方法建模 54
3.5.3用自顶向下的方法建模：体素 54
3.5.4用布尔运算雕塑实体模型 59
3.5.5布尔运算之后的更新 70
3.5.6移动和拷贝实体模型 71
3.5.7实体模型图元的缩放 72
3.5.8实体模型加载 73
3.5.9质量和惯量的计算 75
3.6输入实体模型 76
3.6.1 从IGES文件中输入实体模型 76
3.6.2用IGES文件进行工作 76
第4章ANSYS网格划分及修改模型 93
4.1如何对实体模型进行网格划分 93
4.2定义单元属性 94
4.2.1生成单元属性表 94
4.2.2在划分网格之前分配单元属性 95
4.3网格划分控制 96
4.3.1 ANSYS网格划分工具 96
4.3.2单元形状 97
4.3.3选择自由或映射网格划分 98
4.3.4控制边中节点的位置 99
4.3.5 自由网格划分中单元的SmartSizing 99
4.3.6对映射网格划分的缺省单元尺寸 101
4.3.7局部网格划分控制 102
4.3.8 网格划分控制 104
4.3.9生成过渡的棱锥单元 108
4.3.10将退化的四面体单元转化为非退化形式 109
4.3.11 对层进行网格划分 111
4.3.12通过GUI设置层网格划分控制 111
4.4 自由网格和映射网格划分控制 112
4.4.1 自由网格划分 113
4.4.2映射网格划分 114
4.5.1用xMESH命令生成网格 121
4.5实体模型的网格划分 121
4.5.2生成带有方向节点的梁单元网格 122
4.5.3 由面生成体网格 126
4.5.4用xMESH命令的注意事项 126
4.5.5通过扫掠生成体网格 126
4.5.6中断网格划分操作 132
4.5.7单元形状检查 132
4.6改变网格 138
4.6.1 对模型重新划分网格 138
4.6.2利用网格Accept/Reject提示 139
4.6.3清除网格 139
4.6.4细化局部网格 139
4.6.5改进网格（只针对四面体单元网格） 139
4.7.1注意事项 141
4.7一些提示和注意事项 141
4.7.2进一步的提示 142
4.8修改模型 142
4.8.1简介 142
4.8.2细化局部网格 143
4.8.3节点和单元的移动与拷贝 149
4.8.4记录单元面和方向 151
4.8.5 已划分网格模型的修改：清除和删除 154
4.8.6理解实体模型的相互对照检查 157
4.9网格直接生成 158
4.9.1什么是直接生成 158
4.9.2节点 159
4.9.3从已有节点生成另外的节点 159
4.9.4移动节点 160
4.9.5单元 162
4.10管路模型 167
4.10.1管路命令简介 167
4.10.2管路命令能做的工作 167
4.10.3用管路命令建立管路系统模型 167
4.10.4输入示例 170
4.11编号控制和单元重排序 171
4.11.1 编号控制 171
4.11.2单元重排序 175
4.12耦合和约束方程 176
4.12.1概述 176
4.12.2什么是耦合 176
4.12.3如何生成耦合自由度集 . 176
4.12.5什么是约束方程 177
4.12.4耦合的其他条件 177
4.12.6如何生成约束方程 178
4.12.7约束方程的其他注意事项 180
4.13模型的合并和归档 181
4.13.1合并模型 181
4.13.2模型归档 181
4.14 ANSYS与其他程序的接口 183
4.14.1 什么是接口软件 183
4.14.2与计算机辅助设计（CAD）程序的接口 183
4.14.3 与其他有限元分析（FEA）程序的接口 183
4.14.4其他接口 183
第5章结构静力分析 185
5.1 结构分析概述 185
5.3结构非线性静力分析 186
5.2结构线性静力分析 186
5.4.1 问题描述 200
5.4静力分析实例（一） 200
5.4.2计算铣削力 201
5.4.3 GUI方式分析过程 202
5.5静力分析实例（二） 208
5.5.1 问题描述 208
5.5.2 GUI方式分析过程 209
5.5.3结果分析 211
6.1.1模态分析简介 213
6.1.2建模 213
6.1.3加载及求解 213
6.1模态分析 213
第6章ANSYS动力学分析 213
6.1.4扩展模态 216
6.1.5观察结果 217
6.2模态分析实例（一） 218
6.2.1引言 218
6.2.2三维有限元的基本理论 219
6.2.3结构材料性能参数 222
6.2.4结构的建模和分网 222
6.2.5加载及求解 227
6.2.6临界转速分析 232
6.3模态分析实例（二） 233
6.3.1 引言 233
6.3.2模态分析 234
6.4.1谐响应分析的三种求解方法 239
6.4谐响应分析 239
6.4.2谐响应分析的步骤 240
6.5谐响应分析实例 245
6.5.1引言 245
6.5.2激振力的确定 246
6.5.3响应特性分析 247
6.5.4加工精度分析 252
6.6基础件的动力学分析 253
6.6.1 引言 253
6.6.2动力学分析 253
6.6.3结果分析 260
7.1.1符号与单位 263
7.1.2传热学经典理论回顾 263
7.1热分析的基础知识 263
第7章ANSYS热力学分析 263
7.1.3热传递的方式 264
7.2稳态热分析 266
7.2.1稳态传热的定义 266
7.2.2热分析的单元 266
7.2.3 ANSYS稳态热分析的基本过程 266
73瞬态热分析 270
7.3.1 瞬态传热分析的定义 270
7.3.2瞬态热分析中的单元及命令 271
7.3.3 ANSYS瞬态热分析的主要步骤 . 271
7.3.4建模 271
7.3.5加载求解 271
7.3.7相变问题 274
7.3.6后处理 274
7.4热力学分析实例 275
7.4.1引言 275
7.4.2建立有限元模型 276
7.4.3求取热力学系数 277
7.4.4加载并求解 277
7.4.5计算结果分析与改进措施 279
7.5热辐射 280
7.5.1什么是热辐射 280
7.5.2分析热辐射问题 280
7.5.3使用LINK31——辐射线单元 280
7.5.4使用表面效应单元 280
7.5.5使用AUX12——辐射矩阵生成器 280
8.1.1基本概念 283
第8章ANSYS高级分析技术 283
8.1优化设计 283
8.1.2优化设计的步骤 284
8.1.3优化设计的关键点 293
8.1.4优化分析的示例（GUI方法） 303
8.2拓扑优化 315
8.2.1什么是拓扑优化 315
8.2.2如何做拓扑优化 315
8.2.3拓扑优化示例 319
8.3单元的生和死 321
8.3.1 何为单元的生和死 321
8.3.2单元生死是如何工作的 322
8.3.3如何使用单元生死特性 322
8.3.4单元生死应用实例（命令行格式） 326