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第1章 有限单元法基础理论1

1.1有限单元法概述1

1.1.1有限单元法的历史1

1.1.2有限单元法的基本概念2

1.2 ANSYS 14.0简介3

1.2.1 ANSYS 14.0的启动与退出3

1.2.2 ANSYS 14.0操作界面4

1.2.3 ANSYS 14.0文件管理6

1.2.4 ANSYS 14.0有限元分析流程10

1.2.5 ANSYS有限元分析实例入门10

1.3本章小结15

第2章 模型的建立17

2.1 几何建模17

2.1.1几何建模的概念17

2.1.2模型规划18

2.1.3自底向上建模19

2.1.4自顶向下建模22

2.1.5外部数据导入26

2.2有限元模型31

2.2.1生成节点31

2.2.2定义单元32

2.3建模技术进阶36

2.3.1量纲问题36

2.3.2坐标系问题38

2.4复杂几何模型实例44

2.4.1模型简介44

2.4.2建模过程44

2.5本章小结51

第3章 单元与材料52

3.1单元类型52

3.1.1结构单元52

3.1.2热单元89

3.1.3电磁单元90

3.1.4耦合场单元93

3.1.5流体单元94

3.2网格的划分95

3.2.1单元类型的选择95

3.2.2网格划分操作96

3.2.3单元尺寸控制98

3.3材料模型101

3.3.1定义材料101

3.3.2常用材料模型102

3.4实常数与截面类型103

3.4.1实常数103

3.4.2截面类型105

3.5网格的修改106

3.5.1清除网格106

3.5.2网格的局部细化107

3.5.3层状网格划分109

3.6划分网格的高级技术109

3.6.1映射网格109

3.6.2扫掠网格113

3.6.3拉伸网格115

3.7本章小结116

第4章 加载与求解117

4.1加载的基础知识117

4.1.1载荷的种类117

4.1.2载荷步118

4.1.3加载方式119

4.1.4实体模型加载的特点119

4.1.5有限元模型加载的特点120

4.2施加载荷120

4.2.1自由度约束120

4.2.2集中载荷121

4.2.3面载荷122

4.2.4体载荷125

4.2.5惯性载荷128

4.2.6耦合场载荷128

4.2.7轴对称载荷与反作用力128

4.2.8初应力载荷129

4.2.9由表型数组定义载荷129

4.3耦合与约束方程132

4.3.1耦合132

4.3.2约束方程135

4.4载荷施加实例137

4.5求解139

4.5.1求解器139

4.5.2关于分析失败141

4.5.3求解的一般步骤142

4.6本章小结144

第5章ANSYS后处理146

5.1通用后处理器146

5.1.1结果文件146

5.1.2读取结果146

5.1.3结果输出148

5.1.4结果处理162

5.1.5结果查看器164

5.1.6载荷工况165

5.1.7将结果转换到不同的坐标系167

5.2时间历程后处理器168

5.2.1时间历程变量浏览器168

5.2.2定义变量170

5.2.3显示变量171

5.3本章小结172

第6章ANSYS参数化设计语言174

6.1 APDL语言的参数174

6.1.1参数的概念与类型174

6.1.2参数命名规则175

6.1.3参数的定义与赋值操作175

6.1.4参数的删除操作175

6.1.5数组参数176

6.2 APDL语言的流程控制177

6.2.1 GO分支语句177

6.2.2 IF分支语句177

6.2.3 DO循环语句178

6.2.4 DOWHILE循环语句178

6.2.5 REPEAT循环语句179

6.3宏文件179

6.3.1创建宏文件179

6.3.2调用宏文件181

6.4运算符、函数与函数编辑器181

6.5 APDL分析方式介绍183

6.5.1基本应用与建模183

6.5.2网格划分184

6.5.3加载与求解186

6.5.4 GET命令187

6.6本章小结194

第7章ANSYS结构静力学分析195

7.1 ANSYS静力学分析基础知识195

7.1.1静力学分析的基本概念195

7.1.2结构静力学分析的方法196

7.2 ANSYS结构静力学分析实例198

7.2.1带轮结构静力学分析198

7.2.2内六角扳手静力学分析209

7.2.3高压气罐静力学分析221

7.2.4析架结构静力学分析239

7.3本章小结250

第8章ANSYS结构动力学分析251

8.1结构动力学基础知识251

8.1.1关于载荷251

8.1.2结构动力学问题的分类252

8.2 ANSYS模态分析253

8.2.1模态提取方法254

8.2.2网架结构的模态分析255

8.3 ANSYS谐响应分析266

8.3.1谐响应分析的方法267

8.3.2吉他发声过程仿真分析268

8.4 ANSYS瞬态动力学分析284

8.4.1瞬态动力学问题求解方法285

8.4.2曲柄滑块机构运动学分析285

8.5 ANSYS谱分析295

8.5.1谱分析简介295

8.5.2结构抗震分析296

8.6本章小结320

第9章ANSYS显式动态分析321

9.1 ANSYS显式动态分析简介321

9.1.1显式动态分析的流程322

9.1.2显式动态单元323

9.1.3显式动态分析建模327

9.1.4显式动态分析的边界条件332

9.1.5显式动态分析求解339

9.1.6显式动态接触分析342

9.1.7显式动态分析的材料模型349

9.1.8显式动态分析中的刚性体360

9.1.9显式动态分析后处理363

9.1.10跌落测试模块367

9.2 ANSYS显式动态分析实例370

9.2.1问题背景370

9.2.2分析过程370

9.3本章小结378

第10章ANSYS超单元380

10.1 ANSYS超单元技术简介380

10.1.1 ANSYS超单元技术的应用场合380

10.1.2 ANSYS超单元分析步骤380

10.2空腹工字梁结构分析386

10.2.1问题描述387

10.2.2分析求解387

10.3本章小结407

第11章ANSYS热分析409

11.1热力学基础知识409

11.1.1符号与单位409

11.1.2传热学经典理论回顾410

11.1.3热传递的方式410

11.1.4热分析的线性与非线性411

11.1.5热分析的边界条件和初始条件411

11.1.6热分析误差估计412

11.2 ANSYS热分析应用实例412

11.2.1 ANSYS热分析实例412

11.2.2 ANSYS热-结构耦合分析实例429

11.3本章小结439

第12章ANSYS电磁分析440

12.1电磁学基础知识440

12.1.1磁场分析440

12.1.2电场分析442

12.2 ANSYS电磁分析应用实例442

12.2.1 ANSYS磁场分析实例443

12.2.2 ANSYS静电场分析实例451

12.3本章小结461

第13章 ANSYS非线性分析462

13.1概述462

13.1.1非线性分析基础知识463

13.1.2非线性问题的分类463

13.1.3非线性分析的收敛问题464

13.2非线性分析实例465

13.2.1几何与材料非线性综合问题465

13.2.2接触问题实例474

13.3本章小结490

第14章 ANSYS屈曲分析491

14.1屈曲分析基础知识491

14.1.1几何非线性491

14.1.2材料屈曲493

14.2屈曲分析实例495

14.2.1特征值屈曲分析实例496

14.2.2非线性屈曲分析实例501

14.3本章小结513

第15章 ANSYS生死单元技术514

15.1概述514

15.1.1生死单元的概念514

15.1.2生死单元技术应用步骤515

15.2隧道施工过程分析516

15.2.1实例背景517

15.2.2分析过程517

15.3本章小结527

第16章 ANSYS有限元分析综合实例528

16.1门式起重机528

16.1.1实例背景528

16.1.2分析过程529

16.2金属焊接件分析558

16.2.1实例背景558

16.2.2分析过程561

16.3本章小结572

参考文献573