第一篇 引言 3
第1章ANS丫S基础 3
1.1 ANSYS分析流程概述 3
1.1.1分析流程 3
1.1.2前处理 4
1.1.3加载与求解 5
1.1.4后处理 12
1.2 APDL编程概述 13
1.2.1使用参数 13
1.2.2 APDL程序控制 20
第二篇 结构材料 27
第2章 结构分析材料概述 27
2.1结构分析材料模型 27
2.2材料曲线拟合 28
2.2.1超弹性材料曲线拟合 28
2.2.2其他材料模型曲线拟合 32
2.3材料模型组合 32
2.4变量插值 46
2.5 GUI不可访问的材料模型 47
第3章ANS丫S结构材料模型（一） 48
3.1线性材料模型 48
3.1.1定义线性材料模型 48
3.1.2应力-应变关系 49
3.1.3阻尼 50
3.1.4热膨胀 50
3.2塑性材料模型 51
3.2.1随动强化材料模型 51
3.2.2硬化材料模型 54
3.2.3其他塑性材料模型 55
3.3超弹性材料模型 58
3.3.1 Arruda-Boyce超弹材料 58
3.3.2 Blatz-Ko Foam超弹材料 58
3.3.3延长管筒材料 58
3.3.4 Gent超弹材料 59
3.3.5 Mooney-Rivlin超弹材料 59
3.3.6 Neo-Hookean超弹材料 60
3.4粘弹性材料模型 60
3.4.1粘弹性材料公式 60
3.4.2时间-温度叠加效应 62
3.5率相关塑性材料模型 64
3.5.1 Perzyna和Peirce选项 64
3.5.2 EVH选项 64
3.5.3 Anand选项 65
3.5.4设置方式 66
3.6垫片材料模型 66
3.7肿胀材料模型 67
第4章 ANS丫S结构材料模型（二） 69
4.1蠕变材料模型 69
4.1.1隐式蠕变方程 69
4.1.2显式蠕变方程 71
4.2记忆合金材料模型 72
4.2.1仿真超弹性行为 73
4.2.2形状记忆效应 75
4.3 MPC 184连接材料模型 78
4.3.1线性弹性刚度和阻尼行为 78
4.3.2非线性弹性刚度和阻尼行为 79
4.3.3摩擦行为 81
4.4接触摩擦模型 82
4.4.1各向同性摩擦 82
4.4.2正交各向异性摩擦 83
4.4.3载荷步间重定义摩擦 84
4.4.4用户自定义摩擦 84
4.5内聚层材料模型 85
4.5.1指数内聚层材料模型 85
4.5.2双线性内聚层材料模型 85
4.5.3接触单元内聚层材料模型 86
4.6其他层材料模型 87
4.6.1材料强度极限 87
4.6.2损伤生成法则 89
4.6.3损伤演变法则 89
4.6.4用户定义材料模型 90
第三篇 结构单元 93
第5章 ANS丫S结构单元概述 93
5.1单元分类 93
5.1.1单元分类特征 93
5.1.2单元类型概述 94
5.1.3结构单元选择 100
5.1.4当前单元技术 101
5.1.5结构退化单元 101
5.1.6特殊单元概述 102
5.1.7 GUI不可访问单元 102
5.2单元特征 102
5.2.1单元输入 102
5.2.2结果输出 105
5.2.3单元坐标系 107
5.3结构分析单元 109
5.3.1连续应力单元 109
5.3.2壳单元 110
5.3.3梁单元和杆单元 111
5.3.4管单元 111
5.3.5加强单元 111
5.3.6表面单元 111
5.3.7单元构型和技术的自动选取 111
5.3.8线性扰动分析可用单元 113
第6章 点单元 115
6.1 MASS21 115
6.1.1单元描述 115
6.1.2输入数据 115
6.1.3输出数据 116
6.1.4假设与限制 116
6.2 FOLLW201 117
6.2.1单元描述 117
6.2.2输入数据 117
6.2.3输出数据 118
6.2.4假设与限制 118
第7章 组合单元 119
7.1 COMBIN14 119
7.1.1单元描述 119
7.1.2输入数据 119
7.1.3输出数据 121
7.1.4假设与限制 122
7.2 COMBIN37 123
7.2.1单元描述 123
7.2.2输入数据 123
7.2.3输出数据 127
7.2.4假设与限制 128
7.3 COMBIN39 129
7.3.1单元描述 129
7.3.2输入数据 129
7.3.3输出数据 132
7.3.4假设与限制 134
7.4 COMBIN40 134
7.4.1单元描述 134
7.4.2输入数据 135
7.4.3输出数据 137
7.4.4假设与限制 138
7.5 COMBI214 139
7.5.1单元描述 139
7.5.2输入数据 139
7.5.3输出数据 141
7.5.4假设与限制 142
第8章 连杆单元 143
8.1 LINK 11 143
8.1.1单元描述 143
8.1.2输入数据 143
8.1.3输出数据 144
8.1.4假设与限制 145
8.2 LINK180 145
8.2.1单元描述 145
8.2.2输入数据 146
8.2.3输出数据 147
8.2.4假设与限制 148
第9章 梁单元 149
9.1 BEAM188 149
9.1.1单元描述 149
9.1.2技术与使用推荐 150
9.1.3输入数据 151
9.1.4输出数据 155
9.1.5假设与限制 160
9.2 BEAM189 160
第10章 管单元 161
10.1 PIPE288 161
10.1.1单元描述 161
10.1.2技术与使用推荐 161
10.1.3输入数据 162
10.1.4输出数据 166
10.1.5假设与限制 171
10.2 PIPE289 171
10.3 ELBOW290 172
10.3.1单元描述 172
10.3.2输入数据 173
10.3.3输出数据 178
10.3.4假设与限制 181
第11章 二维平面单元 183
11.1 PLANE 182 183
11.1.1单元描述 183
11.1.2输入数据 183
11.1.3输出数据 185
11.1.4假设与限制 187
11.2 PLANE183 187
第12章 三维实体单元 188
12.1 SOLID65 188
12.1.1单元描述 188
12.1.2输入数据 188
12.1.3输出数据 191
12.1.4假设与限制 195
12.2 SOLID185（同质构型） 195
12.2.1单元描述 195
12.2.2输入数据 196
12.2.3输出数据 198
12.2.4假设与限制 200
12.3 SOLID 185（层状构型） 200
12.3.1单元描述 200
12.3.2输入数据 200
12.3.3输出数据 202
12.3.4假设与限制 204
12.4 SOLID 186 204
12.5 SOLID187 205
12.5.1单元描述 205
12.5.2输入数据 205
12.5.3输出数据 207
12.5.4假设与限制 209
12.6 SOLID272 209
12.6.1单元描述 209
12.6.2输入数据 209
12.6.3输出数据 211
12.6.4假设与限制 213
12.7 SOLID273 214
12.8 SOLID285 214
第13章 壳类单元 215
13.1 SHELL28 215
13.1.1单元描述 215
13.1.2输入数据 215
13.1.3输出数据 216
13.1.4假设与限制 218
13.2 SHELL61 219
13.2.1单元描述 219
13.2.2输入数据 219
13.2.3输出数据 221
13.2.4假设与限制 231
13.3 SHELL181 231
13.3.1单元描述 231
13.3.2输入数据 232
13.3.3输出数据 236
13.3.4假设与限制 241
13.4 SHELL281 241
13.5 SHELL208 242
13.5.1单元描述 242
13.5.2输入数据 242
13.5.3输出数据 245
13.5.4假设与限制 248
13.6 SHELL209 249
13.7 SOLSH 190 249
13.7.1单元描述 249
13.7.2输入数据 250
13.7.3输出数据 252
13.7.4假设与限制 256
第14章 接口单元 257
14.1 INTER 192 257
14.1.1单元描述 257
14.1.2输入数据 257
14.1.3输出数据 258
14.1.4假设与限制 259
14.2 INTER193 259
14.3 INTER 194 260
14.4 INTER195 260
14.4.1单元描述 260
14.4.2输入数据 260
14.4.3输出数据 261
14.4.4假设与限制 262
14.5 INTER202 262
14.5.1单元描述 262
14.5.2输入数据 263
14.5.3输出数据 264
14.5.4假设与限制 265
14.6 INTER203 265
14.7 INTER204 265
14.8 INTER205 266
14.8.1单元描述 266
14.8.2输入数据 266
14.8.3输出数据 267
14.8.4假设与限制 268
第15章 接触类单元 269
15.1 CONTA171 269
15.1.1单元描述 269
15.1.2输入数据 269
15.1.3输出数据 274
15.1.4假设与限制 279
15.2 CONTA172 279
15.3 CONTA173 280
15.3.1单元描述 280
15.3.2输入数据 280
15.3.3输出数据 285
15.3.4假设与限制 290
15.4 CONTA174 291
15.5 CONTA175 291
15.5.1单元描述 291
15.5.2输入数据 292
15.5.3输出数据 297
15.5.4假设与限制 303
15.6 CONTA 176 304
15.6.1单元描述 304
15.6.2输入数据 304
15.6.3输出数据 309
15.6.4假设与限制 312
15.7 CONTA177 313
15.7.1单元描述 313
15.7.2输入数据 313
15.7.3输出数据 317
15.7.4假设与限制 320
15.8 CONTA178 321
15.8.1单元描述 321
15.8.2输入数据 321
15.8.3输出数据 325
15.8.4假设与限制 327
15.9 TARGE 169 327
15.9.1单元描述 327
15.9.2输入数据 328
15.9.3输出数据 331
15.9.4假设与限制 332
15.10 TARGE 170 332
15.10.1单元描述 332
15.10.2输入数据 333
15.10.3输出数据 338
15.10.4假设与限制 338
第16章MPC184单元 339
16.1 MPC 184 339
16.1.1单元描述 339
16.1.2输入数据 340
16.1.3输出数据 340
16.1.4假设与限制 340
16.2 MPC 184-Link/Beam 340
16.2.1单元描述 340
16.2.2输入数据 341
16.2.3输出数据 342
16.2.4假设与限制 343
16.3 MPC 184-Slider 343
16.3.1单元描述 343
16.3.2输入数据 343
16.3.3输出数据 344
16.3.4假设与限制 345
16.4 MPC 184-Revolute 345
16.4.1单元描述 345
16.4.2输入数据 345
16.4.3输出数据 347
16.4.4假设与限制 352
16.5 MPC184-Universal 352
16.5.1单元描述 352
16.5.2输入数据 352
16.5.3输出数据 354
16.5.4假设与限制 358
16.6 MPC184-Slot 358
16.6.1单元描述 358
16.6.2输入数据 358
16.6.3输出数据 360
16.6.4假设与限制 362
16.7 MPC 184-Point 363
16.7.1单元描述 363
16.7.2输入数据 363
16.7.3输出数据 364
16.7.4假设与限制 368
16.8 MPC184-Translational 368
16.8.1单元描述 368
16.8.2输入数据 368
16.8.3输出数据 369
16.8.4假设与限制 372
16.9 MPC 1 84-Cylindrical 373
16.9.1单元描述 373
16.9.2输入数据 373
16.9.3输出数据 375
16.9.4假设与限制 380
16.10 MPC184-Planar 381
16.10.1单元描述 381
16.10.2输入数据 381
16.10.3输出数据 382
16.10.4假设与限制 389
16.11 MPC184-Weld 390
16.11.1单元描述 390
16.11.2输入数据 390
16.11.3输出数据 391
16.11.4假设与限制 393
16.12 MPC184-Orient 393
16.12.1单元描述 393
16.12.2输入数据 393
16.12.3输出数据 394
16.12.4假设与限制 396
16.13 MPC 184-Spherical 397
16.13.1单元描述 397
16.13.2输入数据 397
16.13.3输出数据 398
16.13.4假设与限制 400
16.14 MPC 184-General 401
16.14.1单元描述 401
16.14.2输入数据 401
16.14.3输出数据 402
16.14.4假设与限制 407
16.15 MPC184-Screw 407
16.15.1单元描述 407
16.15.2输入数据 407
16.15.3输出数据 409
16.15.4假设与限制 412
第17章 表面效应单元 414
17.1 SURF 153 414
17.1.1单元描述 414
17.1.2输入数据 414
17.1.3输出数据 417
17.1.4假设与限制 419
17.2 SURF 154 419
17.2.1单元描述 419
17.2.2输入数据 419
17.2.3输出数据 422
17.2.4假设与限制 424
17.3 SURF156 425
17.3.1单元描述 425
17.3.2输入数据 425
17.3.3输出数据 427
17.3.4假设与限制 428
17.4 SURF159 428
17.4.1单元描述 428
17.4.2输入数据 428
17.4.3输出数据 432
17.4.4假设与限制 433
第18章 矩阵单元 435
18.1 MATRIX27 435
18.1.1单元描述 435
18.1.2输入数据 435
18.1.3输出数据 437
18.1.4假设与限制 438
18.2 MATRIX50 438
18.2.1单元描述 438
18.2.2输入数据 438
18.2.3输出数据 440
18.2.4假设与限制 440
第19章 其他结构单元 441
19.1 MESH200 441
19.1.1单元描述 441
19.1.2输入数据 441
19.1.3假设与限制 443
19.2 PRETS179 443
19.2.1单元描述 443
19.2.2输入数据 444
19.2.3输出数据 445
19.2.4假设与限制 445
19.3 REINF263 446
19.3.1单元描述 446
19.3.2输入数据 446
19.3.3输出数据 447
19.3.4假设与限制 449
19.4 REINF264 450
19.4.1单元描述 450
19.4.2输入数据 450
19.4.3输出数据 451
19.4.4假设与限制 453
19.5 REINF265 453
19.5.1单元描述 453
19.5.2输入数据 453
19.5.3输出数据 454
19.5.4假设与限制 456
第四篇 算例 459
第20章ANS丫S分析程序案例 459
算例1：抛物运动 459
算例2：纵向弹簧振子的固有频率 460
算例3：扭转弹簧振子的固有频率 461
算例4：双弹簧振子系统静态分析 462
算例5：双弹簧振子系统瞬态分析 462
算例6：双弹簧振子系统谐响应分析 464
算例7：双弹簧振子系统谱分析 465
算例8：控制弹簧静态分析 467
算例9：非线性弹簧分析 468
算例10：双弹簧振子系统分析 468
算例11：使用COMBI214仿真转子轴承 471
算例12：超静定杆反力求解 473
算例13： LINK 11执行单元示例 474
算例14：三杆受力分析 475
算例15：预张紧弦模态分析 475
算例16：螺杆蠕变分析 477
算例17：瞬态冲击分析 478
算例18：残余塑性应变分析 479
算例19：桁架最大变形分析 480
算例20：横向屈曲分析 481
算例21：普通梁截面悬臂梁谱分析 482
算例22：通用梁截面悬臂梁静力分析 483
算例23：用户定义己划分横截面 485
算例24：锥形梁截面 486
算例25：管线屈曲分析 486
算例26：管线塑性分析 487
算例27： ELBOW290示例 488
算例28：海洋载荷 488
算例29：带厚度平面应变 489
算例30：带孔板静力分析 490
算例31：用PRETS 179张紧 491
算例32：用温度张紧 491
算例33： ISO材料响应 491
算例34：复合材料实体分析 493
算例35：承受对角载荷的方块（一） 494
算例36：承受对角载荷的方块（二） 495
算例37：承受对角载荷的方块（三） 496
算例38：承受对角载荷的方块（四） 497
算例39：使用初始状态文件输入初始状态 498
算例40：命令输入初始应力 500
算例41：命令输入初始应变 500
算例42：初始弹性应变 501
算例43：使用REINF263加强 502
算例44：使用REINF264进行加强 503
算例45：使用REINF265进行加强 505
算例46：壳单元薄膜选项 506
算例47：圆筒壳体弯曲分析 507
算例48：圆盘壳体结构模态分析 508
算例49：壳截面定义 508
算例50：壳截面偏置 509
算例51：剪切梁的横向振动 510
算例52：盘形弹簧变形后固有频率分析 511
算例53：使用接触单元张紧 512
算例54：二维垫片 512
算例55：三维垫片 514
算例56：二维脱落 516
算例57：三维脱落 517
算例58： 2D面面分析 518
算例59： 3D面面分析 520
算例60：过盈配合 520
算例61： 2D节点-面接触 521
算例62： 3D节点-面接触 522
算例63：梁-梁外接触 523
算例64： SOLID272与SURF 159示例 524
算例65： SOLID285示例 524
算例66： FOLLW201单元示例 525
算例67：线-面接触 525
算例68：节点-节点接触 526
算例69：实体-实体装配 527
算例70：实体-壳装配 527
算例71：实体-梁装配 528
算例72：实体单元验证 528
算例73：刚性表面约束 529
算例74：力分布约束 530
算例75： MPC184刚性梁 530
算例76： MPC 184滑动单元 532
算例77：摇杆机构 533
算例78：曲柄滑块机构 534
算例79：摆动导杆 535
算例80：万向联轴节 536
算例81：曲柄滑块机构（使用狭槽） 537
算例82：正弦机构 538
算例83：点面连接单元示例 538
算例84：平动单元示例 539
算例85：圆柱连接单元示例 540
算例86：平面连接单元示例 541
算例87：焊接单元示例 542
算例88：方向连接单元示例 542
算例89：球铰连接示例 543
算例90：通用连接示例 543
算例91：螺纹连接示例 543
算例92：立方体承受切向压强载荷 544
算例93：扭转振子 545
算例94：承受对角载荷的方块（五） 546
附录 548
附录1单元与算例对应关系 548
附录2结构分析涉及的常见命令 549
A2.1 SESSION命令 549
A2.2 DATABASE命令 551
A2.3 APDL编程命令 554
A2.4 PREP7命令 556
A2.5 SOLUTION命令 569
A2.6 POST1命令 577
A2.7 POST26命令 582