第1章 ANSYS入门简述 1
1.1 ANSYS概述 2
1.1.1 ANSYS的功能 2
1.1.2 ANSYS的发展 3
1.2 ANSYS 15.0的安装与启动 3
1.2.1 系统要求 3
1.2.2 设置运行环境 4
1.2.3 启动与退出 6
1.3 ANSYS分析求解过程 7
1.3.1 创建模型 8
1.3.2 加载及求解 8
1.3.3 两个后处理 9
1.4 ANSYS文件系统管理 9
1.4.1 文件类型 9
1.4.2 文件管理 10
第2章 创建几何模型 14
2.1 坐标系基础 15
2.1.1 总体及局部坐标系 15
2.1.2 显示坐标系 17
2.1.3 节点坐标系 17
2.1.4 单元坐标系 18
2.1.5 结果坐标系 19
2.2 工作平面的使用 19
2.2.1 定义一个新的工作平面 20
2.2.2 控制工作平面的显示和样式 20
2.2.3 移动工作平面 20
2.2.4 旋转工作平面 21
2.2.5 还原一个已定义的工作平面 21
2.3 布尔操作 21
2.3.1 布尔运算的设置 22
2.3.2 布尔运算之后的图元编号 22
2.3.3 交运算 22
2.3.4 两两相交 23
2.3.5 相加 24
2.3.6 相减 24
2.3.7 利用工作平面做减运算 25
2.3.8 搭接 25
2.3.9 分割 26
2.3.10 粘接（或合并） 26
2.4 移动、复制和缩放几何模型 26
2.4.1 按照样本生成图元 27
2.4.2 由对称映像生成图元 27
2.4.3 将样本图元转换坐标系 28
2.4.4 实体模型图元的缩放 28
2.5 实例——框架结构的实体建模 29
2.5.1 问题描述 29
2.5.2 GUI操作方法 30
2.5.3 命令方式 35
第3章 模型创建过程 38
3.1 自底向上创建几何模型 39
3.1.1 关键点 39
3.1.2 硬点 40
3.1.3 线 41
3.1.4 面 43
3.1.5 体 44
3.1.6 自底向上建模实例 45
3.2 自顶向下创建几何模型（体素） 55
3.2.1 创建面体素 55
3.2.2 创建实体体素 56
3.2.3 自顶向下建模实例 56
3.3 实例——轴承座的实体建模 65
3.3.1 GUI方式 66
3.3.2 命令方式 72
第4章 模型的网格划分 74
4.1 有限元网格划分概论 75
4.2 影响网格的因素 75
4.2.1 生成单元属性表 75
4.2.2 分配单元属性 76
4.3 网格划分的控制 78
4.3.1 ANSYS网格划分工具（MeshTool） 78
4.3.2 单元形状 79
4.3.3 选择自由或映射网格划分 80
4.3.4 控制单元边中节点的位置 80
4.3.5 划分自由网格时的单元尺寸控制（SmartSizing） 80
4.3.6 映射网格划分中单元的默认尺寸 81
4.3.7 局部网格划分控制 82
4.3.8 内部网格划分控制 82
4.3.9 生成过渡棱锥单元 84
4.3.10 将退化的四面体单元转化为非退化的形式 84
4.3.11 执行层网格划分 85
4.4 自由及映射网格划分控制 85
4.4.1 自由网格划分 85
4.4.2 映射网格划分 86
4.5 实例——框架结构的网格划分 91
4.5.1 GUI方式 91
4.5.2 命令方式 91
4.6 延伸和扫掠 92
4.6.1 延伸生成网格 92
4.6.2 扫掠生成网格 94
4.7 直接生成网格模型 96
4.7.1 节点 96
4.7.2 单元 98
4.8 实例——轴承座的网格划分 100
4.8.1 GUI方式 100
4.8.2 命令方式 105
第5章 载荷施加及载荷步 107
5.1 载荷概念 108
5.1.1 什么是载荷 108
5.1.2 载荷步、子步和平衡迭代 109
5.1.3 时间参数 110
5.1.4 阶跃载荷与坡道载荷 110
5.2 施加载荷 111
5.2.1 实体模型载荷与有限单元载荷 111
5.2.2 施加载荷 112
5.2.3 利用表格来施加载荷 117
5.2.4 轴对称载荷与反作用力 119
5.3 实例——轴承座的载荷和约束施加 120
5.3.1 GUI方式 120
5.3.2 命令方式 123
5.4 载荷步选项 124
5.4.1 通用选项 124
5.4.2 非线性选项 127
5.4.3 动力学分析选项 128
5.4.4 输出控制 128
5.4.5 创建多载荷步文件 129
5.5 实例——框架结构的载荷和约束施加 131
5.5.1 GUI方式 131
5.5.2 命令方式 132
第6章 有限元模型求解 133
6.1 求解概论 134
6.1.1 直接求解法 134
6.1.2 稀疏矩阵法 135
6.1.3 雅可比共轭梯度法 135
6.1.4 不完全分解共轭梯度法 135
6.1.5 预条件共轭梯度法 136
6.1.6 自动迭代解法选项 136
6.1.7 获得解答 137
6.2 指定求解类型 138
6.2.1 Abridged Solution菜单选项 138
6.2.2 求解控制对话框 138
6.3 多载荷步求解 140
6.3.1 多重求解法 140
6.3.2 使用载荷步文件法 140
6.3.3 数组参数法（矩阵参数法） 141
6.4 重新启动分析 143
6.4.1 重启动分析 143
6.4.2 多载荷步文件的重启动分析 146
6.5 求解前预估 148
6.5.1 估计运算时间 148
6.5.2 估计文件的大小 149
6.5.3 估计内存需求 149
6.6 实例——轴承座和框架结构模型求解 149
第7章 通用及时间历程后处理 151
7.1 后处理概述 152
7.1.1 结果文件类型 153
7.1.2 后处理可用的数据类型 153
7.2 通用后处理器（POST1） 153
7.2.1 将数据结果读入数据库 154
7.2.2 图像显示结果 160
7.2.3 列表显示结果 168
7.2.4 将结果旋转到不同坐标系中显示 170
7.3 实例——轴承座计算结果后处理 172
7.3.1 GUI方式 172
7.3.2 命令方式 176
7.4 时间历程后处理（POST26） 176
7.4.1 定义和储存POST26变量 176
7.4.2 检查变量 179
7.4.3 POST26后处理器的其他功能 180
7.5 实例——框架结构计算结果后处理 182
7.5.1 GUI方式 182
7.5.2 命令方式 183
第8章 结构静力分析 184
8.1 静力分析介绍 185
8.2 实例——内六角扳手的静态分析 185
8.2.1 问题的描述 185
8.2.2 GUI路径模式 186
8.2.3 命令流方式 204
第9章 模态分析 205
9.1 模态分析概论 206
9.2 实例——小发电机转子模态分析 206
9.2.1 分析问题 206
9.2.2 建立模型 207
9.2.3 进行模态设置、定义边界条件并求解 211
9.2.4 查看结果 214
9.2.5 命令流方式 214
第10章 谱分析 215
10.1 谱分析概论 216
10.1.1 响应谱 216
10.1.2 动力设计分析方法（DDAM） 216
10.1.3 功率谱密度（PSD） 216
10.2 实例——简单梁结构响应谱分析 217
10.2.1 问题描述 217
10.2.2 GUI操作方法 217
10.2.3 命令流方式 225
第11章 谐响应分析 226
11.1 谐响应分析概论 227
11.1.1 完全法（Full Method） 227
11.1.2 减缩方法（Reduced Method） 228
11.1.3 模态叠加法（Mode Superposition Method） 228
11.1.4 三种方法的共同局限 228
11.2 实例——悬臂梁谐响应分析 228
11.2.1 分析问题 229
11.2.2 建立模型 229
11.2.3 查看结果 241
11.2.4 命令流方式 243
第12章 瞬态动力学分析 244
12.1 瞬态动力学概论 245
12.1.1 完全法（Full Method） 245
12.1.2 模态叠加法（Mode Superposition Method） 245
12.1.3 减缩法（Reduced Method） 246
12.2 实例——哥伦布阻尼的自由振动分析 246
12.2.1 问题描述 246
12.2.2 GUI模式 247
12.2.3 命令流方式 257
第13章 非线性分析 258
13.1 非线性分析概论 259
13.1.1 非线性行为的原因 259
13.1.2 非线性分析的基本信息 260
13.1.3 几何非线性 262
13.1.4 材料非线性 263
13.1.5 其他非线性问题 266
13.2 实例——螺栓的蠕变分析 266
13.2.1 问题描述 266
13.2.2 建立模型 267
13.2.3 设置分析并求解 269
13.2.4 查看结果 271
13.2.5 命令流方式 273
第14章 接触问题分析 274
14.1 接触问题概论 275
14.1.1 一般分类 275
14.1.2 接触单元 275
14.2 实例——陶瓷套管的接触分析 276
14.2.1 问题描述 276
14.2.2 GUI方式 276
14.2.3 命令流方式 288
第15章 结构屈曲分析 290
15.1 结构屈曲概论 291
15.2 实例——薄壁圆筒屈曲分析 291
15.2.1 分析问题 291
15.2.2 操作步骤 292
15.2.3 命令流方式 298
第16章 热力学分析 299
16.1 热分析概论 300
16.1.1 热分析的特点 300
16.1.2 热分析单元 301
16.2 实例——长方体形坯料空冷过程分析 301
16.2.1 问题描述 301
16.2.2 问题分析 302
16.2.3 GUI操作步骤 302
16.2.4 命令流方式 307
16.3 实例——某零件铸造过程分析 307
16.3.1 问题描述 307
16.3.2 问题分析 307
16.3.3 GUI操作步骤 308
16.3.4 命令流方式 316
第17章 电磁场分析 317
17.1 电磁场有限元分析概述 318
17.1.1 电磁场中常见边界条件 318
17.1.2 ANSYS电磁场分析对象 318
17.1.3 电磁场单元概述 319
17.2 实例——二维螺线管制动器内瞬态磁场的分析 320
17.2.1 问题描述 320
17.2.2 创建物理环境 321
17.2.3 建立模型、赋予特性、划分网格 324
17.2.4 加边界条件和载荷 328
17.2.5 求解 330
17.2.6 命令流方式 333
17.3 实例——正方形电流环中的磁场 333
17.3.1 问题描述 333
17.3.2 创建物理环境 334
17.3.3 建立模型、赋予特性、划分网格 336
17.3.4 加边界条件和载荷 338
17.3.5 求解 339
17.3.6 查看计算结果 339
17.3.7 命令流方式 341
第18章 耦合场分析 342
18.1 耦合场分析的定义 343
18.2 耦合场分析的类型 343
18.2.1 直接方法 343
18.2.2 载荷传递分析 343
18.2.3 直接方法和载荷传递 344
18.3 耦合场分析的单位制 346
18.4 实例——热电冷却器耦合分析 350
18.4.1 前处理 351
18.4.2 求解 359
18.4.3 后处理 361
18.4.4 命令流方式 362
18.5 实例——机电-电路耦合分析实例 362
18.5.1 前处理 363
18.5.2 求解 369
18.5.3 后处理 372
18.5.4 命令流方式 373