第1章 绪论 1
1.1 有限元法的基本概念 1
1.2 有限元法的发展及应用 2
1.2.1 有限元法的诞生 2
1.2.2 有限元软件的发展及应用 3
1.3 ANSYS软件的发展及应用 6
1.4 HyperMesh软件的发展及应用 8
1.5 有限元分析的基本步骤 10
第2章 ANSYS高级单元技术 11
2.1 杆单元LINK180 11
2.1.1 杆单元的几何构型 11
2.1.2 设置单元选项 12
2.1.3 设置实常数 12
2.1.4 杆单元分析实例1 13
2.1.5 杆单元分析实例2 14
2.1.6 杆单元的使用建议 14
2.2 梁单元BEAM188 15
2.2.1 梁单元的几何构型 15
2.2.2 设置单元选项 15
2.2.3 梁单元的横截面 16
2.2.4 梁单元分析实例 16
2.2.5 梁单元的使用建议 19
2.3 板壳单元SHELL181和SHELL281 20
2.3.1 板壳单元的几何构型 20
2.3.2 设置单元选项 20
2.3.3 板壳单元的横截面 21
2.3.4 板壳单元分析实例1 22
2.3.5 板壳单元分析实例2 25
2.3.6 板壳单元的使用建议 27
2.4 实体单元SOLID185、SOLID186和SOLID187 27
2.4.1 实体单元的几何构型 28
2.4.2 设置单元选项 29
2.4.3 实体单元分析实例 30
2.4.4 实体单元的使用建议 34
2.5 质量单元MASS21 35
2.5.1 质量单元描述 36
2.5.2 设置单元选项 36
2.5.3 设置实常数 36
2.6 线性弹簧单元COMBIN14 37
2.6.1 线性弹簧单元描述 37
2.6.2 设置单元选项 38
2.6.3 设置实常数 38
2.7 非线性弹簧单元COMBIN39 38
2.7.1 非线性弹簧单元描述 39
2.7.2 设置单元选项 39
2.7.3 设置实常数 39
2.8 预紧力单元PRETS179 40
2.8.1 预紧力单元描述 40
2.8.2 定义预紧力方向 41
2.9 刚性杆／梁单元MPC184-Link/Beam 42
2.9.1 刚性杆／梁单元描述 42
2.9.2 设置单元选项 42
2.10 铰链单元MPC184-Revolute 43
2.10.1 铰链单元描述 43
2.10.2 定义节点局部坐标系 44
2.10.3 设置单元选项 44
2.10.4 定义铰链截面 44
2.11 目标单元TARGE170与接触单元CONTA173、CONTA174和CONTA175 45
2.12 刚性区域CERIG 46
2.13 柔性连接RBE3 46
第3章 基于HyperMesh的有限元网格划分 47
3.1 HyperMesh的用户界面 47
3.2 模型导入及几何清理实例 51
3.3 一维网格划分 55
3.4 二维网格划分实例 57
3.5 三维网格划分 64
3.5.1 四面体网格划分实例 64
3.5.2 六面体网格划分实例 70
3.6 网格质量检查 77
3.6.1 网格质量检查内容 77
3.6.2 网格质量检查及编辑实例 81
3.7 本章小结 93
第4章 有限元装配技术 94
4.1 实体-板壳-梁单元连接技术 94
4.1.1 实体-实体连接技术 94
4.1.2 实体-板壳连接技术 95
4.1.3 实体-梁连接技术 96
4.1.4 板壳-板壳连接技术 98
4.1.5 板壳-梁连接技术 99
4.2 螺栓连接 101
4.2.1 实体螺栓连接模型 101
4.2.2 刚性连接简化模型 101
4.3 焊接 102
4.3.1 节点耦合 102
4.3.2 焊点 102
4.4 轴承连接 103
4.4.1 刚性连接 103
4.4.2 柔性连接 104
4.4.3 Surface-Based Constraints 104
4.4.4 轴承连接算法对比 105
4.5 本章小结 106
第5章 加载 107
5.1 载荷的基本概念 107
5.2 载荷步、子步和平衡迭代 107
5.2.1 载荷步 107
5.2.2 子步 108
5.2.3 平衡迭代 108
5.3 时间的作用 108
5.4 阶跃载荷与斜坡载荷 109
5.5 载荷的施加 109
第6章 HyperMesh与ANSYS的数据传递接口 111
6.1 HyperMesh与ANSYS的接口 111
6.2 实例：利用HyperMesh为ANSYS建立分析模型 112
6.3 实例：利用HyperMesh为WorkbenchMechanical进行前处理 121
6.4 实例：HyperMesh接触向导 128
6.5 实例：利用HyperMesh为ANSYS创建二维接触模型 136
6.6 实例：利用HyperMesh为ANSYS创建三维接触模型 144
6.7 实例：利用HyperMesh为ANSYS创建梁单元 152
6.8 本章小结 160
第7章 静力分析 161
7.1 静力分析的求解方法 161
7.2 静力分析的基本步骤 161
7.2.1 建立有限元网格模型 161
7.2.2 施加边界条件及载荷 162
7.2.3 设置求解控制选项 162
7.2.4 求解 163
7.2.5 查看结果 163
7.3 静力分析实例 163
7.4 本章小结 167
第8章 模态分析 168
8.1 模态分析的求解方法 168
8.2 模态分析的基本步骤 169
8.2.1 建立有限元网格模型 169
8.2.2 施加边界条件 169
8.2.3 设置求解控制选项 170
8.2.4 求解 170
8.2.5 查看结果 171
8.3 有预应力的模态分析 171
8.3.1 静力分析 171
8.3.2 模态分析 171
8.4 模态分析实例 172
8.5 有预应力的模态分析实例 176
8.6 本章小结 182
第9章 谐响应分析 183
9.1 谐响应分析的求解方法 183
9.2 谐响应分析的基本步骤 185
9.2.1 建立有限元网格模型 185
9.2.2 模态分析（可选） 185
9.2.3 设置求解控制选项 185
9.2.4 施加边界条件及载荷 186
9.2.5 求解 187
9.2.6 查看结果 187
9.3 有预应力的谐响应分析 188
9.3.1 静力分析 188
9.3.2 谐响应分析 188
9.4 谐响应分析实例 189
9.5 有预应力的谐响应分析实例 199
9.6 本章小结 202
第10章 瞬态动力学分析 204
10.1 瞬态动力学分析的求解方法 204
10.2 瞬态动力学分析的基本步骤 205
10.3 有预应力的瞬态动力学分析 207
10.4 瞬态动力学分析的关键技术 208
10.4.1 积分时间步长 208
10.4.2 自动时间步长 210
10.4.3 初始条件 210
10.4.4 阻尼 212
10.5 瞬态动力学分析实例 213
10.6 有预应力的瞬态动力学分析实例 221
10.7 本章小结 225
第11章 响应谱分析 227
11.1 响应谱分析的类型 227
11.2 单点响应谱分析的基本步骤 228
11.3 多点响应谱分析的基本步骤 229
11.4 单点响应谱分析实例 230
11.5 多点响应谱分析实例 241
11.6 本章小结 246
第12章 随机振动分析 247
12.1 随机振动分析的类型 247
12.2 随机过程的数字特征 247
12.3 随机振动分析的基本步骤 248
12.4 单点随机振动分析实例 251
12.5 多点随机振动分析实例 259
12.6 本章小结 263
第13章 几何非线性分析 265
13.1 几何非线性涉及的问题及处理方法 265
13.1.1 小应变大位移（或大转动） 265
13.1.2 大应变（包含大位移或大转动） 265
13.1.3 应力刚化效应 266
13.1.4 载荷和位移方向 266
13.1.5 有限元网格模型的特殊要求 266
13.1.6 几何非线性求解控制 267
13.1.7 监视求解过程 267
13.2 几何非线性分析实例 267
13.3 本章小结 272
第14章 材料非线性分析 273
14.1 弹塑性涉及的问题及处理方法 273
14.1.1 弹塑性 273
14.1.2 Bauschinger效应 274
14.1.3 静水压力 274
14.1.4 率相关性 274
14.1.5 屈服准则 274
14.1.6 流动准则 275
14.1.7 强化准则 275
14.1.8 弹塑性材料的简化模型 276
14.1.9 有限元网格模型的特殊要求 276
14.1.10 弹塑性求解控制 276
14.2 超弹性涉及的问题及处理方法 276
14.2.1 超弹性 276
14.2.2 超弹性材料的简化模型 277
14.2.3 有限元网格模型的特殊要求 277
14.2.4 单元技术的特殊要求 277
14.2.5 超弹性求解控制 278
14.3 弹塑性材料非线性分析实例 278
14.4 超弹性材料非线性分析实例 283
14.5 本章小结 288
第15章 接触非线性分析 289
15.1 面-面接触 289
15.1.1 建立面-面接触模型 289
15.1.2 面-面接触分析的关键技术 290
15.2 点-面接触 293
15.2.1 建立点-面接触模型 293
15.2.2 点-面接触分析的关键技术 294
15.3 接触非线性分析实例1：过盈配合 294
15.4 接触非线性分析实例2：钢球跌落 302
15.5 接触非线性分析实例3：钢球跌落 309
15.6 接触非线性分析实例4：螺栓预紧 313
15.7 本章小结 318
第16章 多体刚-柔系统分析 320
16.1 多体刚-柔系统的建模技术 320
16.1.1 建立柔体模型 320
16.1.2 建立刚体模型 320
16.1.3 建立连接模型 321
16.2 多体刚-柔系统分析求解控制 321
16.3 多体刚-柔系统分析实例 321
16.4 本章小结 336
参考文献 337