上篇 ANSYS应用基础 3
第1章 概述 3
1.1 有限元方法与ANSYS 3
1.1.1 工程问题的解决方案 3
1.1.2 数值分析与有限单元法 3
1.1.3 主流软件与ANSYS 4
1.2 ANSYS概述 4
1.2.1 组成模块简介 4
1.2.2 功能概览 5
练习题 6
第2章 ANSYS基本操作 7
2.1 启动与窗口功能 7
2.1.1 启动方式 7
2.1.2 窗口功能 9
2.1.3 文件系统 11
2.2 坐标系 11
2.2.1 总体坐标系 11
2.2.2 局部坐标系 11
2.2.3 坐标系的激活 12
2.2.4 显示坐标系 12
2.2.5 节点坐标系 12
2.2.6 单元坐标系 13
2.2.7 结果坐标系 13
2.3 工作平面的使用 14
2.3.1 什么是工作平面 14
2.3.2 生成一个工作平面 14
2.4 图形窗口显示控制 15
2.4.1 图形的平移、缩放和旋转 15
2.4.3 PlotCtrls菜单控制 16
2.4.2 Plot菜单控制 16
2.5 主菜单简介 18
2.5.1 前处理菜单 18
2.5.2 求解菜单 18
2.5.3 后处理菜单 19
练习题 20
第3章 ANSYS实体建模 21
3.1 实体模型简介 21
3.1.1 实体建模的方法 21
3.1.2 群组命令介绍 21
3.2 基本图元对象的建立 22
3.2.1 点定义 22
3.2.2 线定义 26
3.2.3 面的定义 30
3.2.4 体定义 35
3.3.2 布尔操作 40
3.3 用体素创建ANSYS对象 40
3.3.1 体素的概念 40
3.4 图元对象的其他操作 43
3.4.1 移动和旋转 43
3.4.2 复制 44
3.4.3 镜像 45
3.4.4 删除 45
3.5 实体模型的输入 45
3.6 实例：轴承座的分析（1） 46
练习题 52
第4章 ANSYS网格划分 53
4.1 区分实体模型和有限元模型 53
4.2 网格化的一般步骤 53
4.3 单元属性定义 54
4.3.1 单元形状的选择 54
4.3.2 单元实常数的定义 55
4.3.3 单元材料的定义 56
4.3.4 单元属性的分配 56
4.4 网格划分 57
4.4.1 网格划分工具 57
4.4.2 自由网格划分 60
4.4.3 映射网格划分 60
4.4.4 扫掠生成网格 62
4.5 网格的局部细化 64
4.5.1 局部细化一般过程 64
4.5.2 高级参数的控制 66
4.5.3 属性和载荷的转换 67
4.5.4 局部细化的其他问题 67
4.6 网格的直接生成 68
4.6.1 关于节点的操作 68
4.6.2 关于单元的操作 71
4.7 网格的清除 73
4.8 实例：轴承座的分析（2） 73
练习题 74
第5章 ANSYS加载与求解 75
5.1 负载的定义 75
5.2 有限元模型的加载 75
5.2.1 节点自由度的约束 76
5.2.2 节点载荷的施加 77
5.2.3 单元载荷的施加 78
5.3 实体模型的加载 78
5.3.1 关键点上载荷的施加 78
5.3.2 线段上载荷的施加 80
5.3.3 面上载荷的施加 81
5.4 求解 82
5.4.1 分析类型的选择 82
5.4.2 加载与求解实例 83
5.5 实例：轴承座的分析（3） 85
练习题 86
第6章 ANSYS后处理 87
6.1 POST1后处理器 87
6.1.1 变形图的绘制 87
6.1.2 等值线图的绘制 88
6.1.3 路径的定义和使用 88
6.1.4 动画显示 90
6.2 POST26后处理器 90
6.2.1 定义变量 90
6.2.2 绘制变量曲线图 90
6.3 实例：轴承座的分析（4） 92
练习题 92
7.1 实体建模练习一 93
第7章 综合练习实例 93
7.2 实体建模练习二 94
7.3 车轮的分析 95
7.4 连杆的分析 102
7.5 瞬态分析 108
7.6 广告牌承受风载荷的模拟 113
7.7 模态分析 115
7.8 间接法热应力分析 118
7.9 一个层／热／定常流的FLOTRAN分析 121
下篇 ANSYS/LS-DYNA应用基础 129
第8章 ANSYS/LS-DYNA概述 129
8.1 ANSYS/LS-DYNA功能介绍 129
8.1.1 发展概况 129
8.1.2 工程应用 129
8.1.3 总体特点 130
8.2.1 程序构成和用户界面 131
8.2.2 一般求解步骤 131
8.2 ANSYS/LS-DYNA程序概述 131
8.2.3 文件系统 132
8.2.4 需要说明的几个问题 133
练习题 133
第9章 显式单元的定义与选择 134
9.1 显式单元概述 134
9.1.1 单点积分单元 135
9.1.2 沙漏问题 135
9.2 单元和实常数的定义 135
9.3 SOLID164实体单元 137
9.4 SHELL163薄壳单元 137
9.5 梁单元和杆单元 139
9.6 离散单元和质量单元 140
9.7 实例：钢柱落地的分析 140
练习题 143
第10章 材料模式和状态方程 144
10.1 材料模型的定义 145
10.2 线弹性材料 146
10.2.1 各向同性弹性材料 146
10.2.2 正交各向异性弹性材料 146
10.2.3 各向异性弹性材料 146
10.3 非线性弹性材料 147
10.3.1 Blatz-Ko橡胶材料 147
10.3.2 Mooney-Rivlin橡胶材料 147
10.3.3 粘弹性材料 147
10.4 弹塑性材料 147
10.4.1 与应变率无关的各向同性材料 148
10.4.2 与应变率相关的各向同性材料 148
10.4.3 与应变率相关的各向异性材料 149
10.5.1 各向同性泡沫 151
10.5 泡沫材料 151
10.5.2 正交各向异性泡沫 152
10.6 复合材料 152
10.7 其他材料 153
10.7.1 刚性材料 153
10.7.2 索 154
10.8 状态方程 154
练习题 154
第11章 PART概念及使用 155
11.1 PART的概念 155
11.2 创建、修改和列出PART 155
11.3 PART和刚性体 156
11.3.1 刚性体约束 157
11.3.2 定义刚性体惯性特性 157
11.3.3 刚性体加载 159
练习题 160
11.4 PART使用实例 160
第12章 接触问题 161
12.1 概述 161
12.1.1 接触问题的基本概念 161
12.1.2 ANSYS/LS-DYNA中接触的定义 162
12.2 接触类型 164
12.2.1 接触类型的选择 164
12.2.2 接触选项的选择 165
12.3 摩擦问题 166
12.3.1 摩擦系数的定义 166
12.3.2 滑动界面能 166
12.3.3 初始穿透 167
12.4 附加输入参数 167
12.5 接触界面的控制 167
12.5.1 接触刚度控制 168
12.5.4 接触段自动排序 169
12.5.3 接触深度控制 169
12.5.2 初始穿透检查 169
12.5.5 壳单元厚度的控制 170
练习题 170
第13章 加载、求解与后处理 171
13.1 加载 171
13.1.1 数组的定义 171
13.1.2 一般载荷 172
13.1.3 约束 175
13.1.4 初始条件 177
13.1.5 点焊 178
13.2 求解控制 179
13.2.1 基本求解控制 179
13.2.2 输出文件控制 181
13.2.3 质量缩放 183
13.2.4 子循环 184
13.2.5 沙漏控制 185
13.2.6 自适应网格划分 186
13.3 求解过程控制 188
13.3.1 求解 188
13.3.2 求解过程控制和监测 189
13.3.3 重启动 189
13.4 后处理 190
练习题 194
第14章 DYNA模块综合练习 195
14.1 模拟点焊 195
14.2 跌落仿真 198
14.3 显式-隐式连续求解 200
14.4 隐式-显式连续求解 207
A.1 连续体的离散化 215
A.1.1 划分单元 215
附录A 有限元方法的基本概念 215
A.1.2 简化约束 216
A.1.3 移置载荷 216
A.2 单元位移函数和形状函数 217
A.3 单元特性分析 218
A.3.1 单元的应变和应力 218
A.3.2 单元的刚度矩阵 219
A.3.3 等效节点载荷 220
A.3.4 解答的收敛性 221
A.4 总体特性分析 222
A.4.1 节点的平衡方程 222
A.4.2 结构的代数方程组 222
A.4.3 总体刚度矩阵的组成 223
A.4.4 方程组右端项的形成 223
A.4.5 已知条件的引进 224
B.1 显式积分 225
附录B 显式积分简介 225
B.2 沙漏模式 226
附录C 命令流文件和K文件 230
C.1 命令流文件 230
C.2 K文件 232
附录D 关于单位制 235
D.1 ANSYS中单位制的使用 235
D.2 常用的协调单位制 235
D.2.1 kg-m-s单位制 236
D.2.2 kg-mm-s单位制 236
D.2.3 kg-mm-ms单位制 236
D.2.4 T-mm-s单位制 236
D.2.5 T-mm-ms单位制 237
D.2.6 106kg-mm-s单位制 237
D.2.7 g-mm-ms单位制 237
参考文献 238