第1章 有限元方法简介 1
1.1 有限元方法的发展历史 1
1.2 有限元方法的主要特点 2
1.3 有限元方法的基本思路 3
1.4 有限元方法求解问题的步骤 4
1.5 有限元的常用术语 4
1.6 有限元方法的应用及其发展趋势 5
第2章 ANSYS简介 8
2.1 概述 8
2.1.1 发展过程 8
2.1.2 使用环境 9
2.1.3 软件功能 9
2.2 ANSYS 14.5安装与启动 13
2.2.1 系统要求 13
2.2.2 设置运行参数 13
2.2.3 启动与退出 15
2.3 ANSYS 14.5软件界面 16
2.4 ANSYS 14.5文件系统 18
2.4.1 文件类型 18
2.4.2 文件管理 18
2.5 ANSYS简单实例分析 21
2.5.1 GUI操作方式求解 21
2.5.2 命令流操作方式求解 24
2.5.3 GUI操作与命令流的比较 25
第3章 ANSYS图形用户界面 26
3.1 图形用户界面组成 26
3.2 启动图形用户界面 27
3.3 对话框及其组件 27
3.3.1 文本框 28
3.3.2 单选列表框 28
3.3.3 双列选择列表框 28
3.3.4 标签 29
3.3.5 选取框 30
3.4 通用菜单 30
3.4.1 文件菜单 30
3.4.2 选取菜单 32
3.4.3 列表菜单 34
3.4.4 绘图菜单 37
3.4.5 绘图控制菜单 38
3.4.6 工作平面菜单 44
3.4.7 参量菜单 45
3.4.8 宏菜单 47
3.4.9 菜单控制菜单 48
3.4.10 帮助菜单 48
3.5 输入窗口 50
3.6 主菜单 50
3.6.1 优选项 51
3.6.2 预处理器 52
3.6.3 求解器 55
3.6.4 通用后处理器 58
3.6.5 时间历程后处理器 61
3.6.6 概率设计和辐射选项 62
3.6.7 记录编辑器 62
3.7 输出窗口 62
3.8 工具条 63
3.9 图形窗口 63
3.9.1 图形显示 64
3.9.2 多窗口绘制 64
3.9.3 增强图形显示 67
3.10 个性化界面 67
第4章 建立实体模型 69
4.1 实体模型概述 69
4.2 自底向上建模 70
4.2.1 定义关键点 70
4.2.2 选择、查看和删除关键点 73
4.2.3 定义线 74
4.2.4 选择、查看和删除线 77
4.2.5 定义面 77
4.2.6 选择、查看和删除面 79
4.2.7 定义体 80
4.2.8 选择、查看和删除体 81
4.3 自顶向下建模 81
4.3.1 建立矩形面原始对象 81
4.3.2 建立圆或环形面原始对象 82
4.3.3 建立正多边形面原始对象 84
4.3.4 建立长方体原始对象 85
4.3.5 建立柱体原始对象 86
4.3.6 建立多棱柱原始对象 88
4.3.7 建立球体或部分球体原始对象 89
4.3.8 建立锥体或圆台原始对象 90
4.3.9 建立环体或部分环体原始对象 90
4.4 编辑图元 91
4.4.1 移动图元 91
4.4.2 复制图元 92
4.4.3 镜像图元 93
4.4.4 缩放图元 94
4.4.5 将图元转换坐标系 95
4.5 运用组件和部件 95
4.5.1 组件和部件的操作 95
4.5.2 通过组件和部件选择实体 97
第5章 ANSYS在桥梁结构工程中的应用 98
5.1 概述 98
5.2 典型桥梁模拟过程 98
5.2.1 创建物理环境 98
5.2.2 建模、指定特性、网格划分 103
5.2.3 施加边界条件和荷载 104
5.2.4 求解 105
5.2.5 后处理 110
5.3 连续刚构桥的受力分析 112
5.3.1 相关概念 112
5.3.2 问题的描述 113
5.3.3 建模 114
5.3.4 加载及求解 123
5.3.5 结果分析 124
5.4 斜拉桥的受力分析 126
5.4.1 相关概念 126
5.4.2 问题的描述 127
5.4.3 建模 128
5.4.4 加载及求解 147
5.4.5 结果分析 152
5.5 悬索桥的受力分析 153
5.5.1 相关概念 153
5.5.2 问题的描述 154
5.5.3 建模前关键问题的处理 155
5.5.4 建模 159
5.5.5 加载及求解 167
5.5.6 结果分析 168
第6章 ANSYS在隧道及地下结构工程中的应用 178
6.1 隧道及地下结构工程相关概念 178
6.1.1 隧道及地下结构工程设计模型 178
6.1.2 隧道及地下结构的数值计算方法 178
6.1.3 隧道荷载 179
6.2 隧道及地下结构施工过程的ANSYS模拟 179
6.2.1 单元生死 179
6.2.2 DP材料模型 184
6.2.3 初始地应力的模拟 185
6.2.4 开挖与支护及连续施工的实现 185
6.3 地铁明挖隧道结构力学分析 186
6.3.1 明挖法简述 186
6.3.2 问题的描述 186
6.3.3 建模 186
6.3.4 加载及求解 189
6.3.5 结果分析 189
6.3.6 命令流的实现 192
6.4 暗挖法隧道开挖有限元模拟 196
6.4.1 相关概念 196
6.4.2 问题描述 196
6.4.3 建模 197
6.4.4 加载及求解 202
6.4.5 结果分析 205
6.4.6 命令流的实现 206
6.5 双连拱隧道开挖有限元模拟 210
6.5.1 相关概念 210
6.5.2 问题的描述 211
6.5.3 建模 212
6.5.4 加载及求解 223
6.5.5 结果分析 226
第7章 ANSYS在边坡工程中的应用 235
7.1 边坡工程 235
7.1.1 概述 235
7.1.2 边坡变形破坏基本原理 235
7.1.3 边坡稳定性的分析方法 236
7.2 边坡稳定性分析步骤 238
7.2.1 创建物理环境 238
7.2.2 建立模型和划分网格 240
7.2.3 施加约束和荷载 240
7.2.4 求解 240
7.2.5 后处理 240
7.3 ANSYS边坡稳定性实例分析 241
7.3.1 实例描述 241
7.3.2 GUI操作方法 241
7.3.3 命令流实现 259
第8章 ANSYS在建筑工程中的应用 267
8.1 概述 267
8.2 钢筋混凝土结构设计分析 267
8.2.1 钢筋混凝土梁结构 267
8.2.2 钢筋混凝土板结构 281
8.3 大跨度网架结构受力分析 290
8.3.1 三维网架设计 290
8.3.2 空间单层网壳结构 300
8.4 高层框架房屋结构受力分析 311
8.4.1 问题描述 311
8.4.2 建立模型 314
8.4.3 加载及求解 320
8.4.4 结果分析 323
第9章 ANSYS在水利工程中的应用 325
9.1 概述 325
9.2 重力坝三维仿真分析 326
9.2.1 相关概念 326
9.2.2 问题的描述 327
9.2.3 建模 328
9.2.4 加载及求解 334
9.2.5 结果分析 340
参考文献 345