第一部分 基础知识 1
第1章 绪论 1
1.1有限元法概述 1
1.1.1有限元法分析过程 1
1.1.2有限元的方法和理论手段 3
1.2 ANSYS 18.0简介 4
1.2.1 ANSYS启动与退出 4
1.2.2 ANSYS操作界面 7
1.2.3 ANSYS文件管理 7
1.2.4 ANSYS分析流程 8
1.2.5分析实例入门 14
1.3本章小结 14
第2章 APDL基础应用 15
2.1 APDL参数 15
2.1.1参数的概念与类型 15
2.1.2参数命名规则 16
2.1.3参数的定义与复制操作 16
2.1.4参数的删除操作 17
2.1.5数组参数 17
2.2 APDL的流程控制 19
2.2.1 *GO分支语句 19
2.2.2 *IF分支语句 19
2.2.3 *DO循环语句 19
2.2.4 *DOWHILE循环语句 20
2.3宏文件 20
2.3.1创建宏文件 20
2.3.2调用宏文件 21
2.4运算符、函数与函数编辑器 21
2.5本章小结 22
第3章 实体建模 23
3.1实体建模操作概述 23
3.2用自下向上的方法建模 25
3.3自顶向下法 29
3.4外部程序导入模型 32
3.5常用建模命令汇总 36
3.6实体模型的建立 37
3.7本章小结 44
第4章 划分网格 45
4.1定义单元属性 45
4.2设置网格划分控制 49
4.2.1智能网格划分 49
4.2.2全局单元尺寸控制 51
4.2.3默认单元尺寸控制 51
4.2.4关键点尺寸控制 52
4.2.5线尺寸控制 53
4.2.6面尺寸控制 54
4.2.7单元尺寸定义命令的优先顺序 55
4.2.8完成划分 55
4.3网格的修改 56
4.3.1清除网格 56
4.3.2网格的局部细化 57
4.3.3层状网格划分 59
4.4高级网格划分技术 59
4.4.1单元选择 60
4.4.2映射网格 61
4.4.3扫掠网格 63
4.4.4拉伸网格 63
4.5划分网格命令汇总 63
4.6本章小结 65
第5章 加载 67
5.1载荷与载荷步 67
5.1.1载荷 67
5.1.2载荷步 68
5.2加载方式 69
5.2.1实体加载的特点 69
5.2.2有限元模型的加载特点 69
5.3施加载荷 70
5.4齿轮泵模型的加载 82
5.5耦合与约束方程 84
5.5.1耦合 84
5.5.2约束方程 85
5.6本章小结 87
第6章 求解 88
6.1求解综述 88
6.2例题 91
6.3求解命令汇总 92
6.4本章小结 93
第7章 后处理 94
7.1通用后处理器 94
7.1.1结果文件 94
7.1.2结果输出 97
7.1.3结果处理 110
7.1.4结果查看器 113
7.2时间历程后处理器 114
7.2.1时间历程变量浏览器 114
7.2.2定义变量 117
7.2.3显示变量 118
7.3本章小结 119
第二部分 专题技术 120
第8章 结构静力分析 120
8.1结构分析概述 120
8.1.1结构分析的定义 120
8.1.2静力学分析的基本概念 121
8.1.3结构静力学分析的方法 121
8.2开孔平板静力分析 124
8.2.1问题描述 124
8.2.2设置分析环境 124
8.2.3定义单元与材料属性 125
8.2.4建立模型 127
8.2.5划分网格 129
8.2.6施加边界条件 130
8.2.7求解 134
8.2.8显示变形图 135
8.2.9显示结果云图 135
8.2.10查看矢量图 139
8.2.11查看约束反力 140
8.2.12查询危险点坐标 141
8.3平面应力分析 142
8.3.1问题描述 142
8.3.2设置分析环境 142
8.3.3定义几何参数 143
8.3.4选择单元 144
8.3.5定义实常数 145
8.3.6定义材料属性 146
8.3.7创建实体模型 147
8.3.8设定网格尺寸并划分网格 149
8.3.9施加载荷并求解 151
8.3.10求解 153
8.3.11查看分析结果 153
8.3.12命令流 157
8.4本章小结 158
第9章 模态分析 159
9.1模态分析的基本假设 159
9.2模态分析方法 159
9.3立体桁架结构模态分析 164
9.3.1问题描述 164
9.3.2分析 165
9.3.3设置环境变量 165
9.3.4设置材料属性 166
9.3.5创建几何模型 167
9.3.6划分网格 170
9.3.7施加约束 171
9.3.8设置分析类型 171
9.3.9设置分析选项 172
9.3.10求解 173
9.3.11观察固有频率结果 173
9.3.12读入数据结果 173
9.3.13观察振型等值线结果 174
9.3.14命令流 176
9.4本章小结 178
第10章 谐响应分析 179
10.1谐响应分析应用 179
10.2两自由度系统谐响应分析 184
10.2.1问题描述 184
10.2.2设置环境变量 184
10.2.3设置材料属性 185
10.2.4建立模型 186
10.2.5划分网格 187
10.2.6加载 188
10.2.7求解 189
10.2.8后处理 189
10.2.9命令流 190
10.3本章小结 191
第11章 瞬态动力学分析 192
11.1概述 192
11.2斜拉悬臂梁结构瞬态响应分析 198
11.2.1问题描述 198
11.2.2设置环境变量 198
11.2.3设置材料属性 199
11.2.4建立模型 200
11.2.5划分网格 201
11.2.6施加载荷 202
11.2.7求解 204
11.2.8后处理 204
11.3本章小结 205
第12章 谱分析 206
12.1 ANSYS谱分析概述 206
12.2三角平台结构地震响应分析 211
12.2.1问题描述 211
12.2.2分析 212
12.2.3设置环境变量 212
12.2.4设置材料属性 213
12.2.5建立模型 214
12.2.6划分网格 215
12.2.7施加载荷 216
12.2.8求解 217
12.2.9观察结果 220
12.3本章小结 221
第13章 热分析 222
13.1热分析介绍 222
13.1.1热分析的类型 222
13.1.2热分析的基本过程 222
13.2热—应力耦合分析实例 224
13.2.1问题描述 224
13.2.2设置环境变量 225
13.2.3设置材料属性 226
13.2.4建模 228
13.2.5网格划分 228
13.2.6加载 229
13.2.7求解 231
13.2.8后处理 233
13.3本章小结 234
第14章 电磁场分析 235
14.1磁场分析 235
14.2电场分析 237
14.3屏蔽带状传输线静电场分析 238
14.3.1问题描述 238
14.3.2设置环境变量 238
14.3.3设置材料属性 239
14.3.4建模 240
14.3.5划分网格 241
14.3.6加载 242
14.3.7求解 244
14.3.8后处理 244
14.4本章小结 247
第15章 多物理场耦合分析 248
15.1概述 248
15.1.1顺序耦合 248
15.1.2直接耦合分析 249
15.2双层金属簧片耦合场分析 249
15.2.1问题描述 249
15.2.2设置环境变量 250
15.2.3设置材料属性 250
15.2.4建模 252
15.2.5划分网格 253
15.2.6加载 253
15.2.7求解 254
15.2.8后处理 255
15.3本章小结 257
第16章 非线性静力分析 258
16.1概述 258
16.1.1非线性问题的分类 258
16.1.2牛顿-拉森方法 260
16.1.3非线性求解的组织级别 261
16.1.4非线性瞬态过程的分析 264
16.2实例分析— 273
16.2.1问题描述 273
16.2.2分析 273
16.2.3设置环境变量 274
16.2.4设置属性 274
16.2.5建模 275
16.2.6划分网格 276
16.2.7加载 276
16.2.8求解 278
16.2.9后处理 279
16.2.10命令流 282
16.3实例分析二 283
16.3.1问题描述 283
16.3.2环境变量设置 283
16.3.3设置属性 283
16.3.4建模 285
16.3.5网格划分 285
16.3.6加载 286
16.3.7求解 287
16.3.8后处理 288
16.3.9命令流 291
16.4本章小结 293
第17章 接触问题 294
17.1概述 294
17.2齿轮接触分析 295
17.2.1问题描述 295
17.2.2设置环境变量 296
17.2.3设置属性 297
17.2.4建立模型 298
17.2.5对齿面划分网格 304
17.2.6定义接触对 304
17.2.7施加位移边界 306
17.2.8求解 308
17.2.9后处理 309
17.3并列放置两个圆柱体的接触问题 311
17.3.1问题描述 311
17.3.2分析 311
17.3.3设置分析环境 312
17.3.4设置属性 312
17.3.5建立模型 314
17.3.6网格划分 316
17.3.7定义约束 319
17.3.8加载 320
17.3.9求解 322
17.3.10后处理 322
17.4本章小结 324
第18章 “生死”单元 325
18.1概述 325
18.1.1“生死”单元的基本概念 325
18.1.2单元“生死”技术的使用 326
18.2焊接过程模拟 328
18.2.1问题描述 328
18.2.2定义材料参数 328
18.2.3建立模型 330
18.2.4生成钢板的单元 331
18.2.5加载 332
18.2.6求解 334
18.2.7查看图形结果 339
18.3本章小结 340
第19章 复合材料分析 342
19.1复合材料的相关概念 342
19.2建立复合材料模型 343
19.2.1选择合适的单元类型 343
19.2.2定义材料的叠层结构 344
19.2.3定义失效准则 347
19.2.4应遵循的建模和后处理规则 348
19.3复合材料分析实例 350
19.3.1问题描述 350
19.3.2定义单元类型、实常数及材料特性 351
19.3.3建立有限元模型 353
19.3.4划分网格 354
19.3.5添加约束和载荷 355
19.3.6求解 357
19.3.7后处理 357
19.3.8命令流 360
19.4本章小结 361
第20章 机械零件分析 362
20.1扳手的静力分析 362
20.1.1问题描述 362
20.1.2设置分析环境 363
20.1.3定义单元与材料属性 363
20.1.4建立模型 364
20.1.5划分网格 366
20.1.6施加边界条件 367
20.1.7求解 368
20.1.8查看求解结果 369
20.1.9退出系统 370
20.1.10命令流 370
20.2材料非线性分析 372
20.2.1问题描述 373
20.2.2设置环境变量 373
20.2.3定义单元类型 374
20.2.4建立实体模型 375
20.2.5划分网格 379
20.2.6加载 380
20.2.7求解 381
20.2.8后处理 382
20.3螺栓连接件仿真分析 384
20.3.1设置分析环境 385
20.3.2定义几何参数 385
20.3.3生成板梁 386
20.3.4生成柱腹板 389
20.3.5生成肋板 391
20.3.6生成螺栓孔 394
20.3.7生成螺栓 395
20.3.8黏接 397
20.3.9设置属性 397
20.3.10划分网格 398
20.3.11定义接触 401
20.3.12加载 403
20.3.13求解 404
20.3.14后处理 405
20.4本章小结 406
第21章 薄膜结构分析 407
21.1概述 407
21.2实例详解：悬链面薄膜结构找形分析 408
21.2.1问题描述 408
21.2.2设置分析环境 409
21.2.3定义单元与材料属性 409
21.2.4建立模型 410
21.2.5划分网格 413
21.2.6施加边界条件 414
21.2.7求解 416
21.2.8后处理 416
21.3命令流 417
21.4本章小结 419
第22章 参数化设计与优化设计 420
22.1参数化设计语言 420
22.1.1参数化设计语言介绍 420
22.1.2参数化设计语言功能 421
22.1.3参数化设计语言实例 423
22.1.4设置环境变量 424
22.1.5定义单元类型 425
22.1.6定义材料属性 425
22.1.7创建模型并划分网格 426
22.1.8施加边界条件 426
22.1.9求解 427
22.1.10查看结果 427
22.2优化设计 429
22.2.1优化设计介绍 429
22.2.2优化中的基本概念 430
22.2.3优化设计步骤 431
22.4拓扑优化 434
22.4.1拓扑优化方法 434
22.4.2拓扑优化步骤 434
22.4.3拓扑优化实例 435
22.5本章小结 444