第1章 ANSYS基础操作入门 1
1.1 ANSYS图形用户界面 2
1.1.1 GUI布局 2
1.1.2 GUI使用介绍 3
1.1.3 对话框组件介绍 7
1.2 ANSYS使用环境 9
1.2.1 程序处理器 9
1.2.2 ANSYS数据库 10
1.2.3 ANSYS文件 11
1.2.4 ANSYS启动和交互 13
1.3 图形化选取 15
1.3.1 鼠标按键选择功能分配 16
1.3.2 空间选取和实体选取 16
1.3.3 查询选取 17
1.4 ANSYS分析入门 18
1.5 实例：添加Tiff格式照片输出快捷按钮设置 19
1.6 本章小结 21
第2章 几何建模 23
2.1 ANSYS建模概述 24
2.2 坐标系 25
2.2.1 全局坐标系 25
2.2.2 局部坐标系 26
2.2.3 节点坐标系 30
2.2.4 其他坐标系 32
2.3 工作平面 33
2.3.1 创建工作平面 34
2.3.2 工作平面操作 36
2.4 几何建模 38
2.4.1 图元基本操作 38
2.4.2 几何建模通用操作 73
2.4.3 布尔操作 79
2.4.4 查看几何模型性质 83
2.5 实例：斜齿轮几何建模 83
2.6 模型文件导入 88
2.7 本章小结 91
第3章 建立有限元模型 93
3.1 几何模型网格划分 94
3.1.1 划分方式 94
3.1.2 定义单元属性 94
3.1.3 网格划分控制 101
3.1.4 网格划分 113
3.1.5 网格检查与修改 116
3.1.6 螺栓网格划分 119
3.2 直接生成网格单元简介 122
3.3 耦合与约束方程 122
3.3.1 耦合 122
3.3.2 约束方程 125
3.4 本章小结 127
第4章 加载与求解 129
4.1 对象选取与组件、集合 130
4.1.1 对象选取 130
4.1.2 组件与集合 132
4.2 加载 135
4.2.1 加载过程 135
4.2.2 施载对象 140
4.2.3 载荷类型 141
4.2.4 载荷步通用设置 154
4.2.5 施加载荷方式 155
4.3 求解 157
4.3.1 分析类型 158
4.3.2 求解器 159
4.3.3 求解与输出 161
4.3.4 多载荷步求解 162
4.3.5 重启动分析 163
4.4 本章小结 164
第5章 后处理 165
5.1 后处理概述 166
5.1.1 后处理器类型 166
5.1.2 结果文件 166
5.1.3 后处理中的数据 166
5.2 通用后处理器（POST1） 167
5.2.1 读取结果数据 167
5.2.2 图形方式查看结果 170
5.2.3 面操作 179
5.2.4 列表显示结果 187
5.2.5 将结果映射到路径 189
5.2.6 结果查看器 192
5.2.7 部分其他操作 192
5.3 时间历程后处理器（POST26） 192
5.3.1 时间历程变量查看器 193
5.3.2 定义变量 193
5.3.3 变量数据运算操作 196
5.3.4 查看变量 197
5.4 本章小结 199
第6章 ANSYS参数化处理 201
6.1 APDL概述 202
6.2 使用参数 202
6.2.1 标量参数 202
6.2.2 数组参数 204
6.2.3 参数表达式 209
6.2.4 函数处理 209
6.3 APDL程序控制 209
6.3.1 宏的调用 210
6.3.2 无条件转移控制 210
6.3.3 条件转移控制 211
6.3.4 重复操作 211
6.3.5 循环 212
6.4 本章小结 212
第7章 线性静力学分析 213
7.1 线性静力学分析概述 214
7.1.1 线性结构力学知识基础 214
7.1.2 有限元模型属性 216
7.2 线性静力学分析过程 218
7.2.1 前处理 218
7.2.2 加载求解 219
7.2.3 后处理 219
7.3 算例1：非均匀截面梁受扭矩分析 219
7.3.1 问题描述与分析 219
7.3.2 前处理 220
7.3.3 加载与求解 223
7.3.4 后处理 224
7.4 算例2：开孔板应力集中分析 225
7.4.1 问题描述与分析 225
7.4.2 前处理 226
7.4.3 加载与求解 230
7.4.4 后处理 232
7.5 算例3：各向异性材料与热膨胀 236
7.5.1 问题描述与分析 236
7.5.2 前处理 237
7.5.3 加载与求解 240
7.5.4 后处理 243
7.6 算例4：轴对称结构承受函数载荷和角速度 246
7.6.1 问题描述与分析 246
7.6.2 前处理 246
7.6.3 加载与求解 250
7.6.4 后处理 251
7.7 本章小结 255
第8章 非线性分析 257
8.1 非线性分析概述 258
8.1.1 几何非线性 258
8.1.2 材料非线性 260
8.2 静态非线性分析基本过程 261
8.2.1 前处理 261
8.2.2 加载与求解 266
8.2.3 后处理 267
8.3 算例1：桁架大变形分析 269
8.3.1 问题描述与分析 269
8.3.2 前处理 269
8.3.3 加载与求解 274
8.3.4 后处理 276
8.4 算例2：多线性各向同性强化材料应力—应变分析 278
8.4.1 问题描述与分析 278
8.4.2 前处理 278
8.4.3 加载与求解 282
8.4.4 后处理 284
8.5 本章小结 286
第9章 屈曲分析 287
9.1 屈曲分析概述 288
9.2 线性屈曲分析步骤 289
9.2.1 前处理 289
9.2.2 求取静态解 289
9.2.3 求取屈曲解 289
9.4.4 后处理 291
9.3 非线性屈曲分析步骤 291
9.3.1 前处理 291
9.3.2 加载与求解 291
9.3.3 后处理 292
9.4 算例1：中间铰支增强稳定性线性分析 292
9.4.1 问题描述与分析 292
9.4.2 前处理 293
9.4.3 求取静态解 297
9.4.4 求取屈曲解 299
9.4.5 后处理 300
9.5 算例2：中间铰支增强稳定性非线性分析 300
9.5.1 问题描述与分析 300
9.4.2 前处理 301
9.4.3 加载与求解 301
9.4.4 后处理 303
9.6 本章小结 306
第10章 模态分析 307
10.1 模态分析概论 308
10.2 模态分析过程 308
10.2.1 前处理 309
10.2.2 加载与求解 309
10.2.3 后处理 314
10.2.4 施加预应力效应 316
10.2.5 循环对称结构的模态分析 317
10.3 算例1：带集中质量结构扭振分析 319
10.3.1 问题描述与分析 319
10.3.2 前处理 320
10.3.3 加载与求解 323
10.3.4 后处理 324
10.4 算例2：音叉固有频率分析 326
10.4.1 问题描述与分析 326
10.4.2 前处理 326
10.4.3 加载与求解 329
10.4.4 后处理 331
10.5 算例3：循环对称结构振动模态分析 332
10.5.1 问题描述与分析 332
10.5.2 前处理 333
10.5.3 加载与求解 337
10.5.4 后处理 339
10.6 本章小结 341
第11章 谐响应分析 343
11.1 谐响应分析概论 344
11.1.1 谐响应分析简介 344
11.1.2 谐响应分析理论简介 344
11.2 谐响应分析过程 346
11.2.1 完全法分析过程 347
11.2.2 缩减法分析过程 352
11.2.3 模态叠加法分析过程 354
11.3 算例1：机翼谐响应完全法分析 355
11.3.1 问题描述与分析 355
11.3.2 前处理 355
11.3.3 加载与求解 359
11.3.4 后处理 361
11.4 算例2：机翼谐响应缩减法分析 363
11.4.1 问题描述与分析 363
11.4.2 前处理 364
11.4.3 模态分析求解 364
11.4.4 谐响应分析求解 365
11.4.5 后处理 366
11.5 算例3：机翼谐响应模态叠加法分析 368
11.5.1 问题描述与分析 368
11.5.2 前处理 368
11.5.3 模态分析求解 368
11.5.4 谐响应分析求解 369
11.5.5 后处理 370
11.6 本章小结 371
第12章 瞬态分析 373
12.1 瞬态分析概论 374
12.2 瞬态分析过程 377
12.2.1 完全法分析瞬态过程 377
12.2.2 缩减法分析瞬态过程 384
12.3.3 模态叠加法分析瞬态过程 388
12.3 算例1：悬板瞬态响应完全法分析 389
12.3.1 问题描述与分析 389
12.3.2 前处理 389
12.3.3 加载与求解 393
12.3.4 后处理 396
12.4 算例2：悬板瞬态响应缩减法分析 398
12.4.1 问题描述与分析 398
12.4.2 前处理 398
12.4.3 加载与求解 398
12.4.4 后处理 401
12.5 算例3：悬板瞬态响应模态叠加法分析 401
12.5.1 问题描述与分析 401
12.5.2 前处理 401
12.5.3 模态分析求解 402
12.5.4 瞬态分析求解 403
12.5.5 后处理 403
12.6 本章小结 404
第13章 谱分析 405
13.1 谱分析概述 406
13.2 谱分析过程 406
13.2.1 单点响应谱分析过程 407
13.2.2 随机振动功率谱密度分析 410
13.3 算例1：屋顶单点响应谱分析 415
13.3.1 问题描述与分析 415
13.3.2 前处理 416
13.3.3 模态分析求解 419
13.3.4 谱分析求解 421
13.3.5 后处理 423
13.4 算例2：屋顶多点响应谱分析 425
13.4.1 问题描述与分析 425
13.4.2 前处理 425
13.4.3 模态分析求解 425
13.4.4 谱分析求解 425
13.4.5 后处理 427
13.5 算例3：屋顶随机振动谱分析 428
13.5.1 问题描述与分析 428
13.5.2 前处理 428
13.5.3 模态分析求解 428
13.5.4 谱分析求解 429
13.5.5 后处理 430
13.6 本章小结 431
第14章 线性扰动分析 433
14.1 线性扰动分析概述 434
14.1.1 假设与限制 434
14.1.2 线性扰动分析理论概述 434
14.2 线性扰动分析过程 437
14.2.1 线性扰动模态分析过程 437
14.2.2 线性扰动屈曲分析过程 438
14.2.3 线性扰动谐响应分析过程 438
14.3 算例：线性扰动模态分析 440
14.3.1 问题描述与分析 440
14.3.2 前处理 441
14.3.3 基础分析求解 443
14.3.4 重建刚度矩阵 445
14.3.5 线性扰动模态分析求解 446
14.3.6 后处理 447
14.4 本章小结 448
第15章 密封垫片分析 449
15.1 密封垫片分析概述 450
15.2 密封垫片分析过程 450
15.2.1 垫片单元 450
15.2.2 材料定义 452
15.2.3 网格划分 455
15.2.4 求解与查看结果 456
15.3 算例：密封垫片分析 457
15.3.1 问题描述与分析 457
15.3.2 前处理 457
15.3.3 加载与求解 463
15.3.4 后处理 466
15.4 本章小结 468
第16章 断裂分析 469
16.1 断裂分析概论 470
16.1.1 断裂模式 470
16.1.2 断裂力学参数计算 470
16.1.3 断裂仿真方法 472
16.2 断裂分析过程 472
16.2.1 J积分计算过程 473
16.2.2 能量释放率计算过程 478
16.2.3 应力密度系数计算过程 478
16.3 算例：应力集中点断裂分析 480
16.3.1 问题描述与分析 480
16.3.2 前处理 480
16.3.3 静态分析加载 493
16.3.4 设置计算参数 494
16.3.5 求解 495
16.3.6 后处理 495
16.4 本章小结 496
第17章 脱落分析 497
17.1 脱落分析过程 498
17.1.1 基于VCCT的裂纹扩展仿真 498
17.1.2 基于接口单元的界面脱落建模方式 505
17.1.3 基于接触单元的界面脱落建模方式 510
17.2 算例：基于VCCT法的悬臂梁界面开裂分析 510
17.2.1 问题描述与分析 510
17.2.2 前处理 510
17.2.3 设置裂纹扩展路径 516
17.2.4 加载与求解 517
17.2.5 后处理 519
17.3 本章小结 522
第18章 复合材料分析 523
18.1 复合材料建模分析过程 524
18.1.1 选择合适的单元类型 524
18.1.2 定义复合材料构造 525
18.1.3 设置失效准则 527
18.1.4 复合材料建模和后处理建议 528
18.2 算例1：复合材料壳单元分析 530
18.2.1 问题描述与分析 530
18.2.2 前处理 530
18.2.3 加载与求解 534
18.2.4 后处理 535
18.3 算例2：复合材料实体单元分析 537
18.3.1 问题描述与分析 537
18.3.2 前处理 537
18.3.3 加载与求解 541
18.3.4 后处理 542
18.4 本章小结 543
第19章 疲劳分析 545
19.1 疲劳分析概述 546
19.2 疲劳分析过程 546
19.2.1 疲劳分析操作步骤 547
19.2.2 疲劳分析命令流样式 554
19.3 算例：L架疲劳分析 555
19.3.1 问题描述与分析 555
19.3.2 前处理 555
19.3.3 加载与求解 558
19.3.4 后处理 561
19.3.5 疲劳计算 561
19.4 本章小结 564
第20章 梁单元模型分析 565
20.1 梁单元概述 566
20.2 梁单元建模 566
20.2.1 创建梁截面 568
20.2.2 使用非线性及复合材料梁截面 571
20.3 算例：复合截面与普通截面梁静力对比分析 574
20.3.1 问题描述与分析 574
20.3.2 前处理 574
20.3.3 加载与求解 580
20.3.4 后处理 581
20.4 本章小结 582
第21章 壳单元模型分析 583
21.1 创建壳单元截面过程 584
21.1.1 普通截面 584
21.1.2 合成截面 586
21.2 算例：复合截面与普通截面壳静力对比分析 587
21.2.1 问题描述与分析 587
21.2.2 前处理 588
21.2.3 加载与求解 591
21.2.4 后处理 592
21.3 本章小结 593
第22章 强化材料建模分析 595
22.1 强化材料建模 596
22.2 算例1：离散强化分析 597
22.2.1 问题描述与分析 597
22.2.2 前处理 597
22.2.3 加载与求解 602
22.2.4 后处理 603
22.3 算例2：层片强化分析 604
22.3.1 问题描述与分析 604
22.3.2 前处理 604
22.3.3 加载与求解 608
22.3.4 后处理 610
22.4 本章小结 611
第23章 接触分析 613
23.1 接触概述 614
23.2 GUI交互工具 615
23.2.1 接触管理器 615
23.2.2 接触向导 616
23.3 面面接触 617
23.3.1 面面接触单元 617
23.3.2 面面接触分析 617
23.4 点面接触 635
23.4.1 点面接触单元 636
23.4.2 点面接触分析 636
23.5 三维梁梁接触分析 637
23.5.1 三维线线接触单元 637
23.5.2 梁梁接触建模 637
23.5.3 三维梁梁接触分析 638
23.6 线面接触 639
23.6.1 线面接触单元 639
23.6.2 线面接触分析 640
23.7 点点接触 640
23.7.1 点点接触单元 640
23.7.2 点点接触分析 640
23.8 多点约束和装配 644
23.8.1 实体-实体装配和壳-壳装配 645
23.8.2 壳-实体装配 646
23.8.3 基于面的约束 647
23.9 算例：赫兹接触分析 649
23.9.1 问题描述与分析 649
23.9.2 前处理 650
23.9.3 加载与求解 661
23.9.4 后处理 664
23.10 本章小结 665
第24章 多体运动学分析 667
24.1 多体运动学分析概述 668
24.2 多体运动学分析过程 668
24.2.1 柔体建模 668
24.2.2 刚体建模 669
24.2.3 连接部件 670
24.2.4 多体运动学分析过程 672
24.3 算例：摇杆机构运动学分析 673
24.3.1 问题描述与分析 673
24.3.2 前处理 674
24.3.3 加载与求解 679
24.3.4 后处理 682
24.4 本章小结 686
第25章 热分析 687
25.1 热分析概述 688
25.1.1 物理量与单位 688
25.1.2 单元类型 688
25.1.3 基础理论 689
25.2 分析过程 691
25.2.1 稳态热分析过程 691
25.2.2 瞬态热分析过程 693
25.3 算例1：自适应网格温度场及热应力分析 694
25.3.1 问题描述与分析 694
25.3.2 热分析前处理 695
25.3.3 求解温度场 697
25.3.4 热分析结果处理 698
25.3.5 结构分析前处理 698
25.3.6 求解应力场 700
25.3.7 结构分析结果处理 700
25.4 算例2：无限平板的瞬态热分析 701
25.4.1 问题描述与分析 701
25.4.2 前处理 701
25.4.3 施加载荷并求解 704
25.4.4 查看结果 706
25.5 本章小结 708
第26章 DESIGNXPLORER设计优化 709
26.1 DesignXplorer概述 710
26.1.1 DesignXplorer介绍 710
26.1.2 基本操作 711
26.1.3 单元类型 711
26.2 算例：板厚优化设计 713
26.2.1 问题描述与分析 713
26.2.2 预分析前处理 713
26.2.3 预分析求解 717
26.2.4 预分析结果查看 718
26.2.5 设计问题求解 719
26.2.6 查看设计结果 719
26.2.7 优化设计 721
26.3 本章小结 722