基础篇 1
第1章 ANSYS 16.0简介 1
1.1 ANSYS发展历程及功能简介 1
1.1.1 发展历程 1
1.1.2 主要功能 2
1.1.3 ANSYS 16.0新功能 3
1.2 典型的ANSYS操作流程 5
1.2.1 ANSYS的启动 5
1.2.2 ANSYS用户界面介绍 6
1.2.3 ANSYS操作流程 7
1.3 ANSYS分析案例详解 9
1.3.1 问题描述 9
1.3.2 问题分析 10
1.3.3 GUI操作步骤 10
1.3.4 APDL命令流程序 19
第2章 单元和材料属性 21
2.1 单元类型 21
2.2 单元定义方法 22
2.3 定义材料属性 24
2.3.1 材料属性 24
2.3.2 材料属性定义命令 24
2.4 本章小结 27
第3章 坐标系和工作平面 28
3.1 坐标系简介 28
3.1.1 总体坐标系和局部坐标系 28
3.1.2 显示坐标系 31
3.1.3 节点坐标系 32
3.1.4 单元坐标系 32
3.1.5 结果坐标系 32
3.2 工作平面的使用 32
3.2.1 定义一个新的工作平面 33
3.2.2 列表工作平面信息 33
3.2.3 移动工作平面 33
3.2.4 旋转工作平面 34
3.3 本章小结 34
第4章 创建几何模型 35
4.1 概述 35
4.2 建立基本图元 36
4.3 拖拽方式建立模型 46
4.4 图元的选取 47
4.5 布尔操作 51
4.6 其他操作 53
4.7 本章小结 55
第5章 建立有限元模型 56
5.1 网格划分方法和步骤 56
5.1.1 网格划分方法 56
5.1.2 网格化的一般步骤 57
5.2 MeshTool工具 58
5.3 Meshing子菜单 60
5.4 直接生成有限元模型 67
5.5 本章小结 68
第6章 施加载荷 69
6.1 载荷概述 69
6.1.1 载荷施加对象 69
6.1.2 载荷分类 69
6.1.3 载荷步、子步和平衡迭代 70
6.1.4 时间参数 71
6.2 载荷的施加和删除等操作 71
6.2.1 常数载荷的施加 71
6.2.2 利用表格和函数施加载荷 79
6.2.3 多步载荷操作 80
6.2.4 删除载荷 81
6.2.5 其他操作 82
6.3 本章小结 82
第7章 求解计算 83
7.1 求解设置 83
7.1.1 新分析 83
7.1.2 求解控制 84
7.1.3 输出设置 87
7.2 求解过程处理 88
7.2.1 求解概述 88
7.2.2 求解当前载荷步 88
7.2.3 多载荷步求解 89
7.3 本章小结 90
第8章 后处理 91
8.1 后处理概述 91
8.1.1 通用后处理器 91
8.1.2 时间-历程后处理器 92
8.2 通用后处理器 92
8.2.1 结果文件读入通用后处理器 92
8.2.2 设置结果输出方式 93
8.2.3 图形显示计算结果 94
8.2.4 列表显示计算结果 96
8.2.5 结果查看器 98
8.2.6 基于单元表的结果处理 99
8.2.7 基于路径的结果处理 101
8.3 时间-历程后处理器 102
8.3.1 时间-历程后处理器概述 102
8.3.2 进入时间-历程后处理 103
8.3.3 定义时间—历程变量 103
8.3.4 时间-历程变量的处理 104
8.3.5 显示和列表时间-历程变量曲线 105
8.3.6 时间-历程变量观察器 105
8.4 本章小结 107
应用篇 108
第9章 稳态热分析 108
9.1 稳态热分析概述 108
9.2 稳态热分析基本步骤 108
9.3 实例——铀燃料管冷却计算 109
9.3.1 问题描述 109
9.3.2 问题分析 110
9.3.3 GUI操作步骤 110
9.3.4 APDL命令流程序 133
9.4 本章小结 137
第10章 瞬态热分析 138
10.1 瞬态热分析概述 138
10.1.1 瞬态热分析特性 138
10.1.2 控制方程 139
10.1.3 时间积分与时间步长预测 139
10.1.4 数值求解过程 140
10.1.5 初始条件的施加 141
10.1.6 求解选项的设置 142
10.1.7 瞬态分析准确程度的评估 143
10.2 瞬态热分析基本过程 143
10.3 实例——温度控制加热器工作过程分析 144
10.3.1 问题描述 144
10.3.2 问题分析 145
10.3.3 GUI操作步骤 145
10.3.4 APDL命令流程序 155
10.4 本章小结 157
第11章 热辐射分析 158
11.1 热辐射分析概述 158
11.1.1 热辐射特性 158
11.1.2 热辐射基本术语 158
11.2 ANSYS中进行辐射分析 161
11.2.1 ANSYS中热辐射的处理方法 161
11.2.2 ANSYS中进行辐射分析的几个概念 161
11.2.3 使用辐射线单元建立辐射模型 163
11.2.4 使用表面效应单元建立辐射模型 163
11.2.5 使用辐射矩阵单元建立辐射模型 165
11.2.6 使用光能传递求解方法建立辐射模型 169
11.3 实例——非同心圆环间的辐射传热分析 172
11.3.1 问题描述 172
11.3.2 问题分析 173
11.3.3 GUI操作步骤 173
11.3.4 APDL命令流程序 180
11.4 本章小结 181
第12章 相变分析 182
12.1 相变基本理论 182
12.2 ANSYS中的相变分析基本思路及求解设置 183
12.2.1 相变分析基本思路 183
12.2.2 求解设置 185
12.3 实例——水结冰过程分析 187
12.3.1 问题描述 187
12.3.2 问题分析 188
12.3.3 GUI操作步骤 188
12.3.4 APDL命令流程序 200
12.4 本章小结 202
第13章 静力学分析 203
13.1 有限元线性分析基本理论 203
13.1.1 线性本构关系（广义虎克定律） 203
13.1.2 线性几何方程（小变形情况） 204
13.1.3 平衡方程（虚功原理） 204
13.2 实例1——带孔板静力分析 205
13.2.1 问题描述 205
13.2.2 问题分析 206
13.2.3 GUI操作步骤 206
13.2.4 APDL命令流程序 211
13.3 实例2——多载荷作用下的阶梯轴分析 212
13.3.1 问题描述 212
13.3.2 问题分析 212
13.3.3 GUI操作步骤 212
13.3.4 APDL命令流程序 218
13.4 实例3——惯性载荷作用下的叶轮受力分析 219
13.4.1 问题描述 220
13.4.2 问题分析 220
13.4.3 GUI操作步骤 220
13.4.4 APDL命令流程序 223
13.5 实例4——静载荷作用下的简支梁 224
13.5.1 问题描述 224
13.5.2 问题分析 224
13.5.3 GUI操作步骤 224
13.5.4 APDL命令流程序 229
13.6 本章小结 230
第14章 模态分析 231
14.1 结构动力学分析概述 231
14.2 模态分析简介及操作步骤 232
14.2.1 模态分析原理 232
14.2.2 模态分析步骤 233
14.3 实例1——连杆的模态分析 234
14.3.1 问题描述 235
14.3.2 问题分析 235
14.3.3 GUI操作步骤 235
14.3.4 APDL命令流程序 240
14.4 实例2——框架式建筑物有预应力的模态分析 241
14.4.1 问题描述 241
14.4.2 问题分析 241
14.4.3 GUI操作步骤 241
14.4.4 APDL命令流程序 248
14.5 本章小结 250
第15章 结构瞬态分析 251
15.1 概述 251
15.1.1 瞬态动力学分析的基本理论 251
15.1.2 求解方法及其优缺点 252
15.1.3 瞬态分析积分步长选取准则 254
15.2 实例1——冲击载荷作用下的管子 255
15.2.1 问题描述 255
15.2.2 问题分析 255
15.2.3 GUI操作步骤 255
15.2.4 APDL命令流程序 266
15.3 实例2——压力容器瞬态分析 268
15.3.1 问题描述 268
15.3.2 问题分析 268
15.3.3 GUI操作步骤 268
15.3.4 APDL命令流程序 276
15.4 本章小结 277
第16章 谐响应分析与谱分析 278
16.1 概述 278
16.1.1 谐响应分析的定义与应用 278
16.1.2 谱分析的定义与应用 278
16.2 谐响应分析 279
16.3 实例1——“工作台—电动机”系统谐响应分析 280
16.3.1 问题描述 280
16.3.2 问题分析 281
16.3.3 GUI操作步骤 281
16.3.4 APDL命令流程序 289
16.4 谱分析 292
16.5 实例2——板梁结构单点地震响应谱分析 293
16.5.1 问题描述 293
16.5.2 问题分析 293
16.5.3 GUI操作步骤 293
16.5.4 APDL命令流程序 301
16.6 本章小结 303
第17章 结构非线性分析 304
17.1 非线性问题概述与基础理论 304
17.1.1 结构非线性的定义 304
17.1.2 结构非线性类型 305
17.1.3 求解基本原理 306
17.2 实例1——弹簧变形分析 309
17.2.1 问题描述 309
17.2.2 问题分析 309
17.2.3 GUI操作步骤 309
17.2.4 APDL命令流程序 313
17.3 实例2——碰撞分析 313
17.3.1 问题描述 313
17.3.2 问题分析 314
17.3.3 GUI操作步骤 314
17.3.4 APDL命令流程序 319
17.4 实例3——电子产品跌落分析 321
17.4.1 问题描述 321
17.4.2 问题分析 321
17.4.3 GUI操作步骤 321
17.4.4 APDL命令流程序 328
17.5 本章小结 331
第18章 复合材料分析 332
18.1 复合材料概述 332
18.1.1 复合材料的定义及分类 332
18.1.2 复合材料的性能及用途 333
18.1.3 树脂基和金属基复合材料 334
18.2 实例——高体积分数SiCp/Al热残余应力分析 335
18.2.1 问题描述 335
18.2.2 问题分析 335
18.2.3 GUI操作步骤 335
18.2.4 APDL命令流程序 340
18.3 复合材料的层合板 342
18.4 本章小结 343
第19章 摩擦生热分析 344
19.1 摩擦生热在ANSYS中的计算方法 344
19.2 实例——物体滑动中的摩擦生热分析 344
19.2.1 问题描述 344
19.2.2 问题分析 345
19.2.3 GUI操作步骤 345
19.2.4 APDL命令流程序 355
19.3 本章小结 357
第20章 电场分析 358
20.1 电场分析概述 358
20.2 电场分析基本步骤 359
20.3 实例1——导电圆盘的电场分布分析 360
20.3.1 问题描述 360
20.3.2 问题分析 360
20.3.3 GUI操作步骤 360
20.3.4 APDL命令流程序 364
20.4 实例2——屏蔽带状传输线静电场分析 365
20.4.1 问题描述 365
20.4.2 问题分析 365
20.4.3 GUI操作步骤 365
20.4.4 APDL命令流程序 373
20.5 本章小结 375
第21章 磁场分析 376
21.1 概述 376
21.1.1 磁场分析分类 376
21.1.2 计算方法 377
21.2 实例——电磁沟槽电磁力分析 378
21.2.1 问题描述 378
21.2.2 问题分析 378
21.2.3 GUI操作步骤 378
21.2.4 APDL命令流程序 385
21.3 本章小结 386
高级篇 387
第22章 耦合场分析 387
22.1 耦合场分析概述 387
22.1.1 耦合场分析的定义 387
22.1.2 耦合场分析的类型 387
22.1.3 直接和间接耦合法的应用范围 390
22.2 间接耦合分析 392
22.2.1 间接耦合分析的特点 392
22.2.2 间接耦合分析的基本过程 392
22.2.3 间接耦合分析的基本操作步骤 394
22.2.4 使用物理环境运行间接耦合场分析 396
22.3 直接耦合分析 397
22.4 实例1——多层热套压力容器的热应力耦合分析 398
22.4.1 问题描述 398
22.4.2 问题分析 398
22.4.3 GUI操作步骤 399
22.4.4 APDL命令流程序 411
22.5 实例2——钢水凝固过程热应力耦合分析 416
22.5.1 问题描述 416
22.5.2 问题分析 417
22.5.3 GUI操作步骤 417
22.5.4 APDL命令流程序 429
22.6 实例3——圆柱形坯料的电热耦合分析 431
22.6.1 问题描述 431
22.6.2 问题分析 432
22.6.3 GUI操作步骤 432
22.6.4 APDL命令流程序 449
22.7 实例4——冷却器电热耦合分析 453
22.7.1 问题描述 453
22.7.2 问题分析 454
22.7.3 GUI操作步骤 454
22.7.4 APDL命令流程序 461
22.8 本章小结 462
第23章 自适应网格划分技术 463
23.1 自适应网格划分技术简介 463
23.1.1 自适应网格划分技术的定义 463
23.1.2 自适应网格划分的先决条件 463
23.1.3 自适应网格划分技术的应用方法 464
23.1.4 定制ADPT宏（UADAPT.MAC） 466
23.1.5 自适应网格划分的一些说明 467
23.2 实例——二维对流传热的自适应分析 468
23.2.1 问题描述 468
23.2.2 问题分析 468
23.2.3 GUI操作步骤 469
23.2.4 APDL命令流程序 473
23.3 本章小结 474
第24章 单元生死技术 475
24.1 单元生死技术概述 475
24.1.1 单元的生和死的定义 475
24.1.2 单元生死的基本原理 476
24.1.3 单元生死技术的应用方法 476
24.1.4 使用ANSYS结果控制单元生死 479
24.1.5 单元生死技术的注意事项 479
24.2 实例——利用单元生死技术堆积单元模拟焊接过程 480
24.2.1 问题描述 480
24.2.2 问题分析 481
24.2.3 GUI操作步骤 481
24.2.4 APDL命令流程序 506
24.3 本章小结 516
第25章 接触分析 517
25.1 概述 517
25.1.1 接触的定义及分类 517
25.1.2 接触协调条件 518
25.1.3 接触单元 518
25.1.4 选择接触面和目标面的原则 518
25.1.5 接触向导 519
25.2 实例——轨道车辆车轮与钢轨接触 520
25.2.1 问题描述 520
25.2.2 问题分析 521
25.2.3 GUI操作步骤 521
25.2.4 APDL命令流程序 529
25.3 本章小结 531