第1篇 基础知识篇 2
第1章 绪论 2
1.1 有限单元法概述 2
1.1.1 有限元法历史 2
1.1.2 有限元法的基本概念 3
1.2 ANSYS 15.0基本操作 3
1.2.1 ANSYS 15.0的启动与退出 3
1.2.2 ANSYS 15.0操作界面 4
1.2.3 ANSYS 15.0文件管理 7
1.2.4 ANSYS 15.0有限元分析流程 10
1.3 本章小结 11
第2章 建立模型 12
2.1 建模前知识准备 12
2.1.1 量纲问题 12
2.1.2 坐标系问题 14
2.2 自底向上建模 18
2.2.1 模型尺寸及相关参数 18
2.2.2 建模过程 18
2.3 自顶向下建模 20
2.3.1 相关参数 20
2.3.2 建模过程 20
2.3.3 布尔运算常用命令 21
2.4 直接建立有限元模型 22
2.4.1 节点的生成 22
2.4.2 单元的生成 22
2.5 一些快速建模命令 23
2.5.1 复制命令 24
2.5.2 镜像命令 24
2.5.3 对象的选择与删除 24
2.6 CAD几何模型导入 24
2.7 本章小结 26
第3章 单元与单元的控制 27
3.1 ANSYS单元介绍 27
3.1.1 结构单元 27
3.1.2 热单元 48
3.1.3 电磁单元 49
3.1.4 耦合场单元 52
3.1.5 流体单元 53
3.2 单元属性的设置 54
3.2.1 单元类型（TYPE） 54
3.2.2 实常数（REAL） 55
3.2.3 材料特性（MAT） 55
3.2.4 截面特性设置（SECTION） 55
3.3 本章小结 56
第4章 网格划分 57
4.1 网格的控制 57
4.1.1 智能网格划分 57
4.1.2 全局单元尺寸控制 57
4.1.3 默认单元尺寸控制 58
4.1.4 关键点尺寸控制 59
4.1.5 线尺寸控制 59
4.1.6 面尺寸控制 61
4.2 简单网格划分实例 61
4.2.1 几何模型的导入 62
4.2.2 定义单元属性 62
4.2.3 网格的控制 62
4.2.4 网格的清除 64
4.2.5 局部网格 65
4.3 通过拉伸生成网格 66
4.4 映射网格划分Mapped 67
4.4.1 多边形面的映射网格划分 67
4.4.2 多面体的映射网格划分 69
4.5 扫掠网格划分Sweep 69
4.5.1 体扫掠基本知识（Sweep） 70
4.5.2 体扫掠的操作步骤与使用条件 70
4.6 本章小结 72
第5章 模型加载及求解分析 73
5.1 加载的基础知识 73
5.1.1 荷载的种类 73
5.1.2 荷载步 74
5.1.3 加载方式类型及特点 75
5.2 施加约束 76
5.2.1 在关键点（或节点）上加载位移约束 76
5.2.2 在线（或面）上加载位移约束 77
5.2.3 耦合 78
5.2.4 约束方程 80
5.3 施加荷载 82
5.3.1 集中荷载 82
5.3.2 分布荷载 82
5.3.3 体荷载 85
5.3.4 惯性荷载 87
5.3.5 耦合场荷载 87
5.3.6 轴对称荷载与反作用力 87
5.3.7 初应力荷载 88
5.3.8 由表型数组定义荷载 89
5.3.9 荷载显示与控制 90
5.4 设定分析类型与求解方法 91
5.4.1 分析类型设置 91
5.4.2 分析基本选项设置 92
5.5 荷载步文件法 93
5.5.1 荷载步文件的建立法 93
5.5.2 荷载步文件法求解 93
5.5.3 荷载步文件的查看或修改、删除 94
5.6 本章小结 94
第6章 求解与后处理 95
6.1 通用后处理 95
6.1.1 读入结果文件 95
6.1.2 分析结果的绘图显示 96
6.1.3 结果查看器 101
6.1.4 分析结果的列表显示 102
6.1.5 结果的运算处理 105
6.1.6 旋转结果到不同的坐标系 106
6.1.7 荷载工况 107
6.2 时间历程后处理 108
6.2.1 时间历程后处理窗口介绍 108
6.2.2 定义变量 111
6.2.3 变量运算 112
6.2.4 变量与数组 112
6.2.5 变量的显示 113
6.3 本章小结 113
第7章 参数化设计语言 114
7.1 参数化设计语言基础知识 114
7.1.1 APDL语言的输入 114
7.1.2 APDL语言的参数 114
7.1.3 APDL语言的流程控制 124
7.1.4 宏文件 127
7.1.5 函数、运算符以及常用控制命令 129
7.2 APDL命令流应用详解 140
7.2.1 模型的建立 140
7.2.2 网格划分 143
7.2.3 边界条件 144
7.2.4 求解 146
7.3 本章小结 146
第2篇 机械工程应用篇 148
第8章 机械结构基础分析 148
8.1 基础知识 148
8.2 螺栓强度分析 150
8.2.1 建立模型 151
8.2.2 定义单元与材料 159
8.2.3 定义边界条件 160
8.2.4 求解与后处理 162
8.3 起重机结构分析 165
8.3.1 问题描述 165
8.3.2 设置分析环境 166
8.3.3 定义单元与材料属性 166
8.3.4 建立有限元模型 168
8.3.5 施加边界条件 173
8.3.6 求解 175
8.3.7 显示变形图 175
8.3.8 显示结果云图 176
8.3.9 查看矢量图 176
8.3.10 查看支座反力 177
8.3.11 查看轴力 177
8.3.12 查询E点的挠度 178
8.4 模型简化方法实例 179
8.4.1 设置分析环境 179
8.4.2 定义单元与材料 181
8.4.3 建立模型 182
8.4.4 加载及求解 184
8.4.5 后处理 187
8.5 本章小结 191
第9章 加工过程仿真分析 192
9.1 热力学基础知识 192
9.1.1 符号与单位 193
9.1.2 传热学经典理论回顾 193
9.1.3 热传递的方式 193
9.1.4 线性与非线性 194
9.1.5 边界条件、初始条件 195
9.1.6 热分析误差估计 195
9.2 焊接过程仿真 195
9.2.1 概述 195
9.2.2 分析过程 198
9.3 铸造过程仿真 209
9.3.1 概述 209
9.3.2 分析过程 210
9.4 热-结构耦合问题 223
9.4.1 概述 223
9.4.2 分析过程 224
9.5 本章小结 230
第10章 装配与复合材料分析 231
10.1 非线性问题概述 231
10.1.1 非线性分析基础知识 232
10.1.2 非线性问题的分类 232
10.1.3 非线性分析的收敛问题 233
10.2 螺栓联接件的接触分析 234
10.2.1 实例背景 234
10.2.2 分析过程 236
10.3 复合材料分析 259
10.3.1 概述 259
10.3.2 复合材料梁的分析 263
10.4 大变形问题 272
10.4.1 问题描述 273
10.4.2 分析过程 273
10.5 本章小结 284
第11章 锤击法施工仿真分析 285
11.1 ANSYS显式动态功能模块简介 285
11.1.1 显式动态分析的流程 285
11.1.2 显式动态单元 287
11.1.3 显式动态分析建模 291
11.1.4 显式动态分析的边界条件 295
11.1.5 显式动态分析求解 302
11.1.6 显式动态接触分析 305
11.1.7 显式动态分析的材料模型 311
11.1.8 显式动态分析中的刚体 322
11.1.9 显式动态分析后处理 325
11.1.10 跌落测试模块 329
11.2 锤击法施工分析实例 331
11.2.1 问题背景 331
11.2.2 分析过程 331
11.3 本章小结 340
第12章 起重机综合分析 341
12.1 实例背景 341
12.2 分析过程 342
12.2.1 静力学分析 342
12.2.2 瞬态动力学分析 359
12.2.3 模态分析 367
12.3 本章小结 370
第3篇 土木工程应用篇 372
第13章 钢筋混凝土基本问题分析 372
13.1 钢筋混凝土板 372
13.1.1 问题简述 372
13.1.2 前处理 372
13.1.3 加载及求解 376
13.1.4 后处理 378
13.2 混凝土开裂 382
13.2.1 混凝土的裂缝模型 382
13.2.2 分析中用到的概念 383
13.2.3 问题描述 383
13.2.4 前处理 384
13.2.5 加载及求解 387
13.2.6 计算结果分析 389
13.3 预应力钢筋混凝土 392
13.3.1 预应力在ANSYS中的实现 392
13.3.2 问题描述 392
13.3.3 前处理 393
13.3.4 加载及求解 399
13.3.5 后处理 401
13.4 本章小结 403
第14章 钢结构及钢筋混凝土结构分析 404
14.1 钢结构排架受力分析 404
14.1.1 钢材特点 404
14.1.2 问题简述 404
14.1.3 前处理 405
14.1.4 加载及求解 411
14.1.5 后处理 414
14.2 钢筋混凝土框架结构简单分析 416
14.2.1 问题简述 416
14.2.2 前处理 417
14.2.3 求解 422
14.2.4 后处理 423
14.3 本章小结 425
第15章 膜结构及网壳结构分析 426
15.1 膜结构 426
15.1.1 相关知识简介 426
15.1.2 问题简述 426
15.1.3 前处理 427
15.1.4 施加约束及荷载 428
15.1.5 找形分析 429
15.2 空间单层网壳 431
15.2.1 网壳分类及简介 431
15.2.2 问题简述 431
15.2.3 参数设置 432
15.2.4 建模 433
15.2.5 特征屈曲分析 434
15.2.6 非线性分析 437
15.3 本章小结 441
第16章 基础工程分析 442
16.1 房屋刚性独立基础 442
16.1.1 独立基础 442
16.1.2 问题简述 442
16.1.3 前处理 443
16.1.4 加载及求解 445
16.1.5 后处理 447
16.2 考虑接触单元桩基分析 449
16.2.1 问题简述 450
16.2.2 单元及材料属性设定 450
16.2.3 建模 451
16.2.4 加载及求解 457
16.2.5 后处理 458
16.3 本章小结 460
第17章 桥梁工程实例分析 461
17.1 钢桁架桥 461
17.1.1 问题简述 461
17.1.2 前处理 462
17.1.3 加载及求解 466
17.1.4 一般后处理 467
17.2 大跨度悬索桥 469
17.2.1 悬索桥背景简介 469
17.2.2 问题简述 470
17.2.3 单元及材料参数 470
17.2.4 建模 471
17.2.5 找形分析 475
17.2.6 施工过程模拟 477
17.2.7 悬索桥全结构静力分析 479
17.2.8 悬索桥的地震动力响应 481
17.3 本章小结 482
第18章 隧道工程实例分析 483
18.1 山体隧道开挖 483
18.1.1 隧道开挖问题 483
18.1.2 问题简述 483
18.1.3 前处理 484
18.1.4 求解选项及边界条件设置 489
18.1.5 基于单元生死的开挖过程求解 491
18.1.6 后处理 495
18.2 地铁站台的地震响应分析 498
18.2.1 相关知识 498
18.2.2 问题简述 498
18.2.3 前处理 499
18.2.4 加载及求解 504
18.2.5 一般后处理 506
18.2.6 时间历程后处理 507
18.3 本章小结 510
参考文献 511