第1章 概述 1
1.1 有限元数值模拟技术 1
1.1.1 有限元方法概述 1
1.1.2 有限元常用术语 2
1.1.3 有限元分析基本步骤 2
1.2 ANSYS 11.0有限元程序简介 3
1.2.1 ANSYS 11.0发展过程 3
1.2.2 ANSYS 11.0技术特点 3
1.2.3 ANSYS 11.0创新之处 3
1.2.4 ANSYS 11.0使用环境 4
1.2.5 ANSYS 11.0程序功能 5
1.2.6 ANSYS 11.0文件系统 9
1.3 ANSYS 11.0基本操作 10
1.3.1 ANSYS 11.0启动与设置 10
1.3.2 ANSYS 11.0用户界面 11
1.3.3 退出ANSYS 11.0 12
第2章 ANSYS 11.0模型建立方法 13
2.1 模型建立方法 13
2.1.1 直接建模法 13
2.1.2 实体建模法 13
2.1.3 输入外部模型 14
2.2 ANSYS坐标系与工作平面 15
2.2.1 坐标系 15
2.2.2 工作平面 17
2.3 直接法建模实例——梁的建模 19
2.3.1 问题描述 19
2.3.2 问题分析 19
2.3.3 建模步骤 20
2.4 实体建模实例——自底向上建模 23
2.4.1 问题描述 23
2.4.2 问题分析 24
2.4.3 建模步骤 24
2.5 实体建模实例——自顶向下建模 31
2.5.1 问题描述 31
2.5.2 问题分析 32
2.5.3 建模步骤 32
第3章 线性静力学分析 38
3.1 线性静力分析基本过程 38
3.1.1 线性静力分析概述 38
3.1.2 线性静力分析基本步骤 38
3.2 杆分析实例解析——三角桁架受力分析 53
3.2.1 问题描述 53
3.2.2 问题分析 54
3.2.3 求解步骤 54
3.3 梁分析实例解析——工字梁承载分析 60
3.3.1 问题描述 60
3.3.2 问题分析 60
3.3.3 求解步骤 60
3.4 板分析实例解析——薄板圆孔构件承载分析 64
3.4.1 问题描述 64
3.4.2 问题分析 64
3.4.3 求解步骤 65
3.5 壳分析实例解析——薄壁圆筒承载分析 69
3.5.1 问题描述 69
3.5.2 问题分析 69
3.5.3 求解步骤 70
3.6 函数加载法分析实例解析——大坝内应力分析 76
3.6.1 问题描述 76
3.6.2 问题分析 76
3.6.3 求解步骤 76
第4章 非线性分析 82
4.1 非线性分析基本过程 82
4.1.1 非线性分析概述 82
4.1.2 几何非线性分析 84
4.1.3 材料非线性分析 87
4.1.4 状态非线性分析 91
4.1.5 非线性分析基本步骤 98
4.2 几何非线性分析实例解析——长杆件屈曲分析 103
4.2.1 问题描述 103
4.2.2 问题分析 103
4.2.3 求解步骤 103
4.3 几何非线性分析实例解析——膜结构分析 108
4.3.1 问题描述 108
4.3.2 问题分析 109
4.3.3 求解步骤 109
4.4 材料非线性分析实例解析——残余应力分析 118
4.4.1 问题描述 118
4.4.2 问题分析 118
4.4.3 求解步骤 119
4.5 材料非线性分析实例解析——橡胶圆盘超弹分析 123
4.5.1 问题描述 123
4.5.2 问题分析 124
4.5.3 求解步骤 124
4.6 材料非线性分析实例解析——平板蠕变松弛分析 130
4.6.1 问题描述 130
4.6.2 问题分析 130
4.6.3 求解步骤 130
4.7 状态非线性分析实例解析——金属材料压缩变形分析 137
4.7.1 问题描述 137
4.7.2 问题分析 138
4.7.3 求解步骤 138
4.8 状态非线性分析实例解析——铜柱体撞击刚性墙 146
4.8.1 问题描述 146
4.8.2 问题分析 146
4.8.3 求解步骤 146
4.9 状态非线性分析实例解析——金属挤压过程分析 152
4.9.1 问题描述 152
4.9.2 问题分析 153
4.9.3 求解步骤 153
第5章 动力学分析 163
5.1 动力学分析基本过程 163
5.1.1 模态分析 163
5.1.2 谐响应分析 166
5.1.3 瞬态动力学分析 168
5.1.4 谱分析 172
5.2 模态分析实例解析——模型飞机机翼模态分析 175
5.2.1 问题描述 175
5.2.2 问题分析 176
5.2.3 求解步骤 176
5.3 谐响应分析实例解析——有预应力的吉他弦谐响应分析 182
5.3.1 问题描述 182
5.3.2 问题分析 182
5.3.3 求解步骤 182
5.4 瞬态动力学分析实例解析——杆类构件承载弹塑性响应 189
5.4.1 问题描述 189
5.4.2 问题分析 189
5.4.3 求解步骤 189
5.5 瞬态动力学分析实例解析——弹体侵彻靶板 194
5.5.1 问题描述 194
5.5.2 问题分析 195
5.5.3 求解步骤 195
5.6 谱分析实例解析——地震位移谱作用下的板梁结构响应 208
5.6.1 问题描述 208
5.6.2 问题分析 209
5.6.3 求解步骤 209
第6章 热力学分析 220
6.1 热力学分析基本过程 220
6.1.1 稳态热分析 220
6.1.2 瞬态热分析 227
6.1.3 辐射热分析 230
6.1.4 相变分析 234
6.1.5 热应力分析 234
6.2 稳态热分析实例解析——自适应网格法求解柱体对流传热问题 239
6.2.1 问题描述 239
6.2.2 问题分析 240
6.2.3 求解步骤 240
6.3 瞬态热分析实例解析——钢球淬火过程分析 245
6.3.1 问题描述 245
6.3.2 问题分析 245
6.3.3 求解步骤 245
6.4 辐射热分析实例解析——两圆柱体的辐射传热 253
6.4.1 问题描述 253
6.4.2 问题分析 254
6.4.3 求解步骤 254
6.5 相变分析实例解析——铸造过程热分析 261
6.5.1 问题描述 261
6.5.2 问题分析 262
6.5.3 求解步骤 262
6.6 热应力分析实例解析——热喷涂液滴沉积凝固过程分析 270
6.6.1 问题描述 270
6.6.2 问题分析 271
6.6.3 求解步骤 271
第7章 电磁场分析 281
7.1 电磁场分析基本过程 281
7.1.1 稳态电场分析 281
7.1.2 谐性电场分析 283
7.1.3 瞬态电场分析 284
7.1.4 静态磁场分析 286
7.1.5 谐性磁场分析 289
7.1.6 瞬态磁场分析 292
7.1.7 高频电磁场分析 294
7.2 静态电场分析实例解析——薄圆盘导电分析 298
7.2.1 问题描述 298
7.2.2 问题分析 298
7.2.3 求解步骤 298
7.3 静态磁场分析实例解析——铁芯线圈磁场分析 301
7.3.1 问题描述 301
7.3.2 问题分析 302
7.3.3 求解步骤 302
7.4 瞬态磁场分析实例解析——电机内部磁场分析 310
7.4.1 问题描述 310
7.4.2 问题分析 311
7.4.3 求解步骤 311
7.5 高频电磁场分析实例解析——谐振腔工作分析 315
7.5.1 问题描述 315
7.5.2 问题分析 316
7.5.3 求解步骤 316
7.6 高频电磁场分析实例解析——电磁谐振器模态分析 322
7.6.1 问题描述 322
7.6.2 问题分析 322
7.6.3 求解步骤 322
7.7 高频电磁场分析实例解析——同轴波导传输电磁波分析 327
7.7.1 问题描述 327
7.7.2 问题分析 327
7.7.3 求解步骤 327
第8章 ANSYS耦合场分析 333
8.1 耦合场分析基本过程 333
8.1.1 耦合场分析概述 333
8.1.2 耦合场分析定义和类型 333
8.1.3 耦合场分析方法 334
8.2 热结构耦合分析实例解析——环形焊缝冷却分析 335
8.2.1 问题描述 335
8.2.2 问题分析 335
8.2.3 求解步骤 336
8.3 热结构耦合分析实例解析——滑动摩擦生热分析 345
8.3.1 问题描述 345
8.3.2 问题分析 346
8.3.3 求解步骤 346
8.4 热电耦合分析实例解析——热电冷却器工作分析 355
8.4.1 问题描述 355
8.4.2 问题分析 355
8.4.3 求解步骤 355
8.5 热流体耦合分析实例解析——腔体中空气热流分析 364
8.5.1 问题描述 364
8.5.2 问题分析 364
8.5.3 求解步骤 364
8.6 电结构耦合分析实例解析——压阻器单臂电桥连接分析 370
8.6.1 问题描述 370
8.6.2 问题分析 370
8.6.3 求解步骤 370