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第1章 绪论1

1.1 有限元法概述1

1.1.1 有限元法的发展1

1.1.2 有限元法的基本概念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3

1.2.3 ANSYS 14.0文件管理5

1.2.4 ANSYS 14.0有限元分析流程8

1.2.5 ANSYS有限元分析实例入门9

1.3 本章小结14

第2章 高级应用的基石——APDL16

2.1 APDL的参数16

2.1.1 参数的概念与类型16

2.1.2 参数命名规则17

2.1.3 参数的定义与赋值操作17

2.1.4 参数的删除操作17

2.1.5 数组参数17

2.2 APDL的流程控制19

2.2.1 *GO分支语句19

2.2.2 *IF分支语句19

2.2.3 *DO循环语句20

2.2.4 *DOWHILE循环语句20

2.2.5 *REPEAT循环语句20

2.3 宏文件21

2.3.1 创建宏文件21

2.3.2 调用宏文件22

2.4 运算符、函数与函数编辑器23

2.5 本章小结25

第3章 模型的建立26

3.1 实体模型的建立26

3.1.1 概述26

3.1.2 自底向上法27

3.1.3 自顶向下法32

3.1.4 外部程序导入模型35

3.2 直接建立有限元模型38

3.2.1 节点的生成38

3.2.2 单元的生成40

3.3 常用建模命令汇总44

3.4 本章小结45

第4章 划分网格46

4.1 定义单元属性46

4.2 设置网格划分控制49

4.2.1 智能网格划分49

4.2.2 全局单元尺寸控制50

4.2.3 默认单元尺寸控制51

4.2.4 关键点尺寸控制52

4.2.5 线尺寸控制52

4.2.6 面尺寸控制53

4.2.7 单元尺寸定义命令的优先顺序54

4.2.8 完成划分54

4.3 网格的修改55

4.3.1 清除网格55

4.3.2 网格的局部细化56

4.3.3 层状网格划分58

4.4 高级网格划分技术58

4.4.1 单元选择59

4.4.2 映射网格60

4.4.3 扫掠网格64

4.4.4 拉伸网格66

4.5 划分网格命令汇总68

4.6 本章小结70

第5章 加载与求解71

5.1 载荷与载荷步71

5.1.1 载荷的种类71

5.1.2 载荷步72

5.2 加载方式73

5.2.1 实体模型加载的特点73

5.2.2 有限元模型加载的特点73

5.3 施加载荷73

5.3.1 自由度约束73

5.3.2 集中载荷75

5.3.3 面载荷76

5.3.4 体载荷78

5.3.5 惯性载荷81

5.3.6 耦合场载荷81

5.3.7 轴对称载荷与反作用力81

5.3.8 初应力载荷82

5.3.9 由表型数组定义载荷82

5.3.10 多步加载86

5.4 钢轨模型的加载87

5.5 耦合与约束方程89

5.5.1 耦合89

5.5.2 约束方程91

5.6 求解93

5.7 求解命令汇总96

5.8 本章小结97

第6章 后处理99

6.1 通用后处理器99

6.1.1 结果文件99

6.1.2 结果输出102

6.1.3 结果处理116

6.1.4 结果查看器119

6.2 时间历程后处理器120

6.2.1 时间历程变量浏览器120

6.2.2 定义变量122

6.2.3 显示变量124

6.3 高级后处理技术125

6.3.1 载荷工况125

6.3.2 旋转结果到不同的坐标系126

6.3.3 使用＊GET命令127

6.4 本章小结133

第7章 高级分析基础134

7.1 ANSYS的量纲134

7.1.1 概述134

7.1.2 量纲换算方法135

7.1.3 量纲选用原则136

7.2 ANSYS的坐标系136

7.2.1 坐标系分类136

7.2.2 全局坐标系与局部坐标系139

7.2.3 显示坐标系141

7.2.4 节点坐标系与单元坐标系141

7.2.5 结果坐标系142

7.2.6 工作平面142

7.3 常用单元145

7.3.1 结构单元145

7.3.2 热单元180

7.3.3 电磁单元182

7.3.4 耦合场单元185

7.3.5 流体单元186

7.3.6 LS-DYNA单元187

7.4 材料模型188

7.5 本章小结189

第8章 结构静力学分析191

8.1 概述191

8.1.1 静力学分析的基本概念191

8.1.2 结构静力学分析的方法191

8.2 开孔平板静力分析194

8.2.1 问题描述194

8.2.2 设置分析环境194

8.2.3 定义单元与材料属性196

8.2.4 建立模型197

8.2.5 划分网格200

8.2.6 施加边界条件201

8.2.7 求解204

8.2.8 显示变形图205

8.2.9 显示结果云图205

8.2.10 查看矢量图207

8.2.11 查看约束节点反力208

8.2.12 查询危险点坐标209

8.3 起重机桁架结构静力分析210

8.3.1 问题描述210

8.3.2 设置分析环境211

8.3.3 定义单元与材料属性212

8.3.4 建立有限元模型214

8.3.5 施加边界条件218

8.3.6 求解220

8.3.7 显示变形图220

8.3.8 显示结果云图221

8.3.9 查看矢量图221

8.3.10 查看支座反力222

8.3.11 查看轴力223

8.3.12 查询E点的挠度223

8.4 压力容器结构静力分析224

8.4.1 问题描述224

8.4.2 设置分析环境225

8.4.3 定义单元与材料参数225

8.4.4 建立几何模型226

8.4.5 划分网格229

8.4.6 施加边界条件230

8.4.7 求解234

8.4.8 显示变形图235

8.4.9 查看结果云图235

8.4.10 查看矢量图237

8.4.11 查看约束节点反力238

8.4.12 连接处的应力分析238

8.5 本章小结239

第9章 结构动力学分析241

9.1 概述241

9.1.1 结构动力学基础知识241

9.1.2 结构动力学问题的分类242

9.2 模态分析243

9.2.1 模态提取方法243

9.2.2 斜齿圆柱齿轮的模态分析244

9.3 谐响应分析257

9.3.1 谐响应分析的方法258

9.3.2 预应力弦的谐响应分析258

9.4 瞬态动力学分析273

9.4.1 瞬态动力学问题求解方法274

9.4.2 凸轮从动件瞬态动力学分析274

9.5 谱分析288

9.5.1 谱分析应用288

9.5.2 板梁结构地震响应谱分析288

9.6 本章小结311

第10章 热分析313

10.1 基础知识313

10.1.1 符号与单位313

10.1.2 传热学经典理论回顾314

10.1.3 热传递的方式314

10.1.4 线性与非线性315

10.1.5 边界条件、初始条件315

10.1.6 热分析误差估计316

10.2 稳态热分析316

10.2.1 稳态热分析基本过程316

10.2.2 密闭容器稳态热分析319

10.3 瞬态热分析328

10.3.1 瞬态热分析主要步骤328

10.3.2 水箱中高温金属块瞬态热分析331

10.4 相变问题347

10.4.1 概述347

10.4.2 钢铸件的相变问题分析348

10.5 本章小结360

第11章 电磁场分析361

11.1 概述361

11.1.1 磁场分析361

11.1.2 电场分析363

11.2 实例分析363

11.2.1 电机转子沟槽磁场分析363

11.2.2 屏蔽带状传输线静电场分析371

11.3 本章小结380

第12章 多物理场耦合分析381

12.1 概述381

12.1.1 顺序耦合分析381

12.1.2 直接耦合分析382

12.2 实例分析382

12.2.1 金属导流管耦合场分析382

12.2.2 双层金属簧片耦合场分析391

12.3 本章小结397

第13章 非线性分析398

13.1 概述398

13.1.1 基础知识399

13.1.2 非线性问题的分类399

13.1.3 注意事项400

13.2 几何非线性问题401

13.2.1 低强度圆盘大应变分析401

13.2.2 圆柱壳屈曲分析412

13.3 材料非线性问题422

13.3.1 材料非线性问题的分类422

13.3.2 厚壁圆筒非线性分析422

13.4 接触问题427

13.4.1 概述427

13.4.2 金属柱体接触分析428

13.5 本章小结438

第14章 生死单元440

14.1 概述440

14.1.1 生死单元的基本概念440

14.1.2 单元生死技术的使用441

14.2 焊接过程模拟442

14.2.1 问题描述442

14.2.2 分析求解443

14.3 本章小结452

第15章 子结构技术454

15.1 概述454

15.1.1 子结构技术的应用场合454

15.1.2 子结构分析步骤454

15.2 异形梁的子结构技术应用460

15.2.1 问题描述460

15.2.2 分析求解460

15.3 本章小结473

第16章 复合材料分析475

16.1 概述475

16.1.1 复合材料模型单元475

16.1.2 复合材料层叠结构476

16.1.3 定义失效准则477

16.1.4 复合材料分析的注意事项478

16.2 复合材料梁的分析478

16.2.1 问题描述478

16.2.2 分析求解478

16.3 本章小结487

第17章 机械工程应用综合实例488

17.1 卷板机工作过程模拟488

17.1.1 实例背景488

17.1.2 分析过程489

17.2 机翼的振动模态分析510

17.2.1 实例背景510

17.2.2 分析过程511

17.3 螺栓连接件仿真分析517

17.3.1 实例背景517

17.3.2 分析过程518

17.4 本章小结540

第18章 土木工程应用综合实例541

18.1 隧道开挖模拟541

18.1.1 实例背景541

18.1.2 分析过程543

18.2 门式刚架结构分析551

18.2.1 实例背景551

18.2.2 分析过程552

18.3 本章小结562

参考文献564