第1章 FEA与ANSYS 1
1.1有限元方法简介 1
1.1.1有限单元法概念 1
第一篇 基础知识篇 1
1.1.2 平面问题有限单元法 2
1.1.3空间问题有限单元法 5
1.2 ANSYS简介及在机械领域的应用概况 5
1.2.1 ANSYS简介 5
1.2.2 ANSYS特点与主要功能 6
1.2.3 ANSYS在机械领域的应用 6
2.1分析方案的制定 8
第2章 ANSYS的基本分析步骤 8
2.2创建实体模型 9
2.2.1实体建模的概念 9
2.2.2坐标系 9
2.2.3工作平面 9
2.2.4图元的绘制、编号及删除 11
2.2.5布尔操作 15
2.2.6模型的修正 19
2.3网格划分 24
2.3.1单元属性 24
2.3.3网格控制调整 30
2.3.2划分网格 30
2.4加载和求解 36
2.4.1载荷种类 36
2.4.2载荷步设置选项 46
2.4.3求解 47
2.5结果后处理 48
2.5.1通用后处理器（POST1） 48
2.5.2时间历程后处理器（POST26） 58
2.6分析结果的判定 70
2.6.1识别分析结果 70
2.6.2调试分析结果 70
2.6.3误差估计 71
第二篇 专题应用篇 72
第3章 结构线性静力分析 72
3.1线性静力分析的典型求解过程 72
3.1.1建立模型 72
3.1.2线性静力分析设置和选项 73
3.1.3施加静力分析载荷并求解 74
3.1.4查看结果 79
3.2实例——曲轴的线性静力分析 82
3.2.1实例工程背景 82
3.2.2分析解决过程 83
3.2.3归纳总结 93
4.1非线性静力学分析的典型求解过程 94
4.1.1建立模型 94
第4章 非线性静力分析 94
4.1.2材料非线性分析设置和选项 95
4.1.3几何非线性分析设置和选项 97
4.1.4接触非线性分析设置和选项 101
4.1.5施加载荷和边界条件 116
4.1.6查看结果 116
4.2实例——管道阀门材料非线性分析 117
4.2.1实例工程背景 117
4.2.2分析解决过程 117
4.2.3归纳总结 125
4.3.2分析解决过程 126
4.3.1实例工程背景 126
4.3实例——齿轮接触非线性分析 126
4.3.3归纳总结 138
第5章 结构动力学分析 139
5.1动力学分析的典型求解过程 139
5.1.1建立模型 139
5.1.2设置分析类型和选项 139
5.1.3施加动力分析载荷并求解 149
5.1.4查看结果 161
5.2实例——摩托车车架模态分析 163
5.2.1实例工程背景 163
5.2.2分析解决过程 164
5.3.1实例工程背景 175
5.3实例——摩托车瞬态响应分析 175
5.2.3归纳总结 175
5.3.2分析解决过程 176
5.3.3归纳总结 191
第6章 热分析 192
6.1热分析的典型求解过程 192
6.1.1建立模型 192
6.1.2设置分析类型和选项 193
6.1.3施加热分析载荷并求解 196
6.1.4查看结果 202
6.2实例——散热片的稳态热分析 203
6.2.1实例工程背景 203
6.2.2分析解决过程 204
6.2.3归纳总结 214
6.3实例——彩色显像管的瞬态热分析 214
6.3.1实例工程背景 214
6.3.2分析解决过程 215
6.3.3归纳总结 236
第7章 流体动力学分析 238
7.1流体动力学分析的典型求解过程 238
7.1.1建立模型 238
7.1.2施加边界条件和载荷 238
7.1.3设定分析选项和求解控制 243
7.1.4查看结果 258
7.2.2分析解决过程 260
7.2.1实例工程背景 260
7.2实例——导流管二维流体分析 260
7.2.3归纳总结 273
7.3实例——搅拌棒三维流体分析 273
7.3.1实例工程背景 273
7.3.2分析解决过程 273
7.3.3归纳总结 289
第8章 耦合场分析 290
8.1物理环境间接耦合方法典型求解过程 290
8.1.1建立模型 291
8.1.2创建物理环境 292
8.1.3读入物理环境文件并依次进行分析 293
8.2手工间接耦合方法典型求解过程 295
8.2.1求解热分析模型 295
8.2.2切换到结构分析 295
8.2.3求解结构分析模型 297
8.3实例——换热器热应力耦合分析 300
8.3.1实例工程背景 300
8.3.2分析解决过程 300
8.3.3归纳总结 321
9.1.1总体坐标系 323
9.1坐标系专题 323
9.1.2局部坐标系 323
第9章 前处理专题 323
第三篇 提高篇 323
9.1.3节点坐标系 325
9.1.4单元坐标系 326
9.1.5结果坐标系 327
9.1.6显示坐标系 328
9.1.7坐标系小结 328
9.2单位制专题 329
9.3非线性材料定义专题 331
9.3.1材料定义基础知识 332
9.3.2超弹性材料的定义 333
9.3.3塑性材料的定义 335
9.3.4粘弹性材料的定义 337
9.4网格划分控制专题 338
9.4.1混合分网功能 338
9.4.2映射网格划分 341
9.4.3网格划分精度 346
9.5载荷施加专题 349
9.5.1时变载荷加载问题 349
9.5.2函数加载问题 350
9.5.3移动载荷问题 358
9.5.4多载荷工况组合问题 361
9.6耦合和约束方程 365
9.6.1耦合问题 366
9.6.2约束方程问题 368
9.7接口技术专题 372
9.7.1 ANSYS与IGES数据接口 373
9.7.2 ANSYS与Pro/E 376
9.7.3 ANSYS与UG 378
9.7.4 ANSYS与AutoCAD 379
9.7.5 ANSYS与Parasolids 380
9.7.6 ANSYS与CATIAV4 381
9.7.7 ANSYS与CATIAV5 382
第10章 求解控制专题 383
10.1计算速度的控制 383
10.1.1计算规模的控制 383
10.1.2求解器的选用 387
10.1.3计算容差的控制 387
10.2.1增强收敛通用控制 388
10.2非线性不收敛的控制 388
10.2.2增强收敛其他控制 390
10.3计算中途退出的控制 391
10.3.1自由度值溢出控制 391
10.3.2收敛失效退出控制 392
10.3.3软件硬件环境设置控制 392
10.4求解器的选用 395
10.4.1 Sparse Solver（稀疏矩阵求解器） 396
10.4.2 Frontal Solver（波前求解器） 396
10.4.3 PCG Solver（预条件共轭梯度求解器） 397
10.4.4 JCG Solver（雅可比共轭梯度求解器） 397
10.4.6 Automatic Iterative Solver（自动迭代求解器） 398
10.4.5 ICCG Solver（不完全乔列夫斯基共轭梯度求解器） 398
第11章 后处理专题 399
11.1作用力和反作用力的查看 399
11.1.1约束反力的查看 399
11.1.2接触反力的查看 402
11.1.3命令流查看反力 404
11.2刚度和质量矩阵提取 404
11.2.1总体刚度和质量矩阵提取 404
11.2.2单元刚度和质量矩阵提取 407
11.3路径操作 408
11.3.1定义路径 408
11.3.2修改、删除和显示路径 410
11.3.3映射数据到路径 411
11.3.4显示路径数据 413
11.3.5路径数据运算 416
11.4截面结果的查看 417
11.4.1实体结构截面结果查看 417
11.4.2梁、壳结构截面结果查看 420
11.5图形和动画显示结果 425
11.5.1图形显示模式 425
11.5.2图形显示风格控制 427
11.5.3图形显示结果保存 431
11.5.4动画显示结果 433
参考文献 435