第1章 概述 1
1.1有限元方法与ANSYS软件 1
1.1.1工程问题的解决方案 1
1.1.2数值分析与有限单元法 1
1.1.3主流软件与ANSYS 2
1.2 ANSYS概述 2
1.2.1组成模块简介 3
1.2.2功能概览 3
1.3 ANSYS求解一般步骤 4
练习题 5
第2章 ANSYS基本操作 6
2.1启动与窗口功能 6
2.1.1启动方式 6
2.1.2窗口功能 8
2.1.3 APDL命令输入方法 10
2.1.4文件系统 10
2.2坐标系 11
2.2.1总体坐标系 12
2.2.2局部坐标系 12
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 13
2.2.6单元坐标系 13
2.2.7结果坐标系 14
2.3工作平面的使用 14
2.3.1工作平面的定义 14
2.3.2工作平面的生成 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
2.4.2 Plot菜单控制 16
2.4.3 PlotCtrls菜单控制 16
2.4.4选取菜单与显示控制 18
2.5主菜单简介 20
2.5.1前处理菜单 20
2.5.2求解菜单 21
2.5.3后处理菜单 21
2.6上机指导 22
2.6.1操作实训 22
实例2.1如何开始第一步 22
实例2.2工作平面的一般操作 27
实例2.3图形窗口显示控制 30
2.6.2检测练习 32
练习题 32
第3章ANSYS实体建模 33
3.1实体模型简介 33
3.1.1实体建模的方法 33
3.1.2群组命令介绍 33
3.2基本图元对象的建立 34
3.2.1点定义 34
3.2.2线定义 37
3.2.3面定义 40
3.2.4体定义 44
3.3用体素创建ANSYS对象 48
3.3.1体素的概念 48
3.3.2布尔操作 49
3.4图元对象的其他操作 52
3.4.1移动和旋转 52
3.4.2复制 53
3.4.3镜像 53
3.4.4删除 54
3.5实体模型的输入 54
3.6上机指导 54
3.6.1操作实例 55
实例3.1轴承座的分析（几何建模） 55
实例3.2轮的分析（几何建模） 62
实例3.3工字截面梁 66
实例3.4六角圆头螺杆 70
实例3.5零件一 73
实例3.6零件二 79
3.6.2检测练习 83
练习题 89
第4章 ANSYS网格划分 90
4.1区分实体模型和有限元模型 90
4.2网格化的一般步骤 90
4.3单元属性定义 91
4.3.1单元形状的选择 91
4.3.2单元实常数的定义 92
4.3.3单元截面的定义 93
4.3.4单元材料的定义 94
4.3.5单元属性的分配 94
4.4网格划分 95
4.4.1网格划分工具 95
4.4.2自由网格划分 97
4.4.3映射网格划分 98
4.4.4扫掠生成网格 99
4.5网格的局部细化 102
4.5.1局部细化一般过程 102
4.5.2高级参数的控制 104
4.5.3属性和载荷的转换 106
4.5.4局部细化的其他问题 106
4.6网格的直接生成 106
4.6.1关于节点的操作 107
4.6.2关于单元的操作 109
4.7网格的清除 110
4.8网格划分的其他方法 110
4.9上机指导 112
4.9.1操作案例 112
实例4.1轴承座的分析（网格划分） 112
实例4.2轮的分析（网格划分） 113
实例4.3弹簧-质量系统 116
实例4.4零件二的网格划分 120
实例4.5自由网格与映射网格划分练习 122
4.9.2检测练习 125
练习题 127
第5章 ANSYS静载荷施加与求解 128
5.1载荷的定义 128
5.2有限元模型的加载 128
5.2.1节点自由度的约束 129
5.2.2节点载荷的施加 130
5.2.3单元载荷的施加 131
5.3实体模型的加载 131
5.3.1关键点上载荷的施加 131
5.3.2线段上载荷的施加 132
5.3.3面上载荷的施加 133
5.4求解 134
5.5上机指导 135
5.5.1操作实例 135
实例5.1薄板圆孔受力分析 135
实例5.2轴承座的分析（加载与求解） 138
实例5.3轮的分析（加载与求解） 140
实例5.4阶梯轴的受力分析 143
5.5.2检测练习 148
练习题 149
第6章ANSYS结构动力学分析 150
6.1模态分析 150
6.2谐响应分析 154
6.3瞬态动力学分析 158
6.4谱分析 163
6.5上机指导 167
6.5.1操作案例 167
实例6.1飞机机翼模态分析 167
实例6.2电动机平台的模态分析与谐响应分析 175
实例6.3板-梁结构的瞬态分析 184
实例6.4板-梁结构的单点谱分析 191
6.5.2检测练习 197
练习题 200
第7章 ANSYS后处理 201
7.1通用后处理器 201
7.1.1变形图的绘制 201
7.1.2等值线图的绘制 202
7.1.3列表显示和查询结果 206
7.1.4路径的定义和使用 208
7.1.5动画显示 210
7.2时间历程后处理器 210
7.2.1定义变量 211
7.2.2绘制变量曲线图 212
7.2.3变量的数学运算 212
7.3上机指导 215
7.3.1操作实例 215
实例7.1轴承座的分析（计算结果） 215
实例7.2机翼模态的计算结果分析 217
实例7.3电动机平台的计算结果分析 219
7.3.2检测练习 221
练习题 222
第8章 典型实例与练习 223
8.1车轮的分析 223
8.1.1有限元模型 223
8.1.2约束、载荷与求解 229
8.1.3后处理查看结果 230
8.2连杆的分析 232
8.2.1有限元模型 232
8.2.2约束、加载与求解 236
8.2.3查看结果 236
8.3广告牌承受风载荷的模拟 237
8.3.1有限元模型的建立 237
8.3.2简化为静载的分析 239
8.3.3考虑动载荷的分析 246
8.4动载荷频率对结构承载的影响 251
8.4.1求解过程 251
8.4.2干扰力频率、固有频率与系统阻尼之间关系的分析 253
8.5间接法热应力分析 254
8.6一个层/热/定常流的FLOTRAN分析 256
第9章 ANSYS/LS-DYNA概述 262
9.1 ANSYS/LS-DYNA功能介绍 262
9.1.1发展概况 262
9.1.2工程应用 262
9.1.3总体特点 263
9.2 ANSYS/LS-DYNA程序概述 264
9.2.1程序构成和用户界面 264
9.2.2一般求解步骤 264
9.2.3文件系统 265
9.2.4需要说明的几个问题 266
练习题 266
第10章 显式单元的定义与选择 267
10.1显式单元概述 267
10.1.1单点积分单元 267
10.1.2沙漏问题 268
10.2单元和实常数的定义 268
10.3 SOLID 164实体单元 270
10.4 SHELL 163薄壳单元 271
10.5梁单元和杆单元 272
10.6离散单元和质量单元 273
10.7操作实例——钢柱落地的分析 274
练习题 277
第11章 材料模型和状态方程 278
11.1材料模型的定义 279
11.2线弹性材料（Linear Elastic） 280
11.2.1各向同性弹性材料 280
11.2.2正交各向异性弹性材料 280
11.2.3各向异性弹性材料 280
11.3非线弹性材料（Non-Linear Elastic） 280
11.3.1 Blatz-Ko橡胶材料 280
11.3.2 Mooney-Rivlin橡胶材料 281
11.3.3粘弹性材料 281
11.4弹塑性材料 281
11.4.1与应变率无关的各向同性材料 282
11.4.2与应变率相关的各向同性材料 282
11.4.3与应变率相关的各向异性材料 283
11.5泡沫材料 285
11.5.1各向同性泡沫 285
11.5.2正交各向异性泡沫 286
11.6复合材料 287
11.7其他材料 287
11.7.1刚性材料 287
11.7.2索 288
11.8状态方程 288
练习题 289
第12章 PART概念及使用 290
12.1 PART的概念 290
12.2创建、修改和列出PART 290
12.3 PART和刚性体 292
12.3.1刚性体约束 292
12.3.2定义刚性体惯性特性 292
12.3.3刚性体加载 293
12.4 PART使用实例 294
练习题 296
第13章 接触问题 297
13.1接触问题的概述 297
13.1.1基本概念 297
13.1.2 ANSYS/LS-DYNA中接触的定义 298
13.2接触类型 300
13.2.1接触类型的选择 300
13.2.2接触选项的选择 301
13.3摩擦问题 302
13.3.1摩擦系数的定义 302
13.3.2滑动界面能 303
13.3.3初始穿透 303
13.4附加输入参数 303
13.5接触界面的控制 304
13.5.1接触刚度的控制 305
13.5.2初始穿透检查 305
13.5.3接触深度控制 305
13.5.4接触段自动排序 305
13.5.5壳单元厚度的控制 306
练习题 306
第14章 加载、求解与后处理 307
14.1加载 307
14.1.1数组的定义 307
14.1.2一般载荷 308
14.1.3约束 311
14.1.4初始条件 313
14.1.5点焊 314
14.2求解控制 315
14.2.1基本求解控制 315
14.2.2输出文件控制 317
14.2.3质量缩放 318
14.2.4子循环 320
14.2.5沙漏控制 320
14.2.6自适应网格划分 322
14.3求解过程控制 323
14.3.1求解 323
14.3.2求解过程控制和监测 324
14.3.3重启动 325
14.4后处理 326
练习题 328
第15章 DYNA模块综合练习 329
15.1一般求解过程实例 329
15.2弹丸侵彻弹靶的分析 338
15.3成型过程的模拟 345
15.4模拟点焊 352
15.5跌落仿真 358
15.6碰撞 363
15.7显式-隐式连续求解 370
15.7.1分析过程（1）——显式部分 371
15.7.2分析过程（2）——隐式部分 376
15.8隐式-显式连续求解 380
15.8.1分析过程（1）——隐式部分 380
15.8.2分析过程（2）——显式部分 385
练习 391
附录A关于单位制 393
A.1 ANSYS中单位制的使用 393
A.2常用的协调单位制 393
A.2.1 kg-m-s单位制 394
A.2.2 kg-mm-s单位制 394
A.2.3 kg-mm-ms单位制 394
A.2.4 t-mm-s单位制 394
A.2.5 t-mm-ms单位制 395
A.2.6 106 kg-mm-s单位制 395
A.2.7 g-mm-ms单位制 395
附录B命令流文件和K文件 396
B.1命令流文件 396
B.2 K文件 398
参考文献 401