有限元法原理與ansys應用

第1章　緒論

1.1　有限單元法產(chǎn)生的背景

1.2　有限元單元法的基本解題思想

1.3　有限單元法的發(fā)展及應用領域

1.4　有限單元法的特點

1.5　有限元常用軟件簡介

1.6　工程應用的結(jié)構(gòu)分析問題分類

1.7　結(jié)構(gòu)靜力分析問題的模型簡化

第2章　有限單元法力學基礎

2.1　彈性力學中的基本假設

2.2　彈性力學中的基本概念

2.3　彈性力學的基本方程

2.4　圣維南原理

2.5　彈性力學中的虛位移原理

2.6　基本失效理論2100433B

本書共分14章，第1章—第2章介紹了有限元解題思想和應用領域、學習有限單元法必備的力學基礎知識。第3章介紹了有限單元法的一般原理、剛度矩陣的求解以及非節(jié)點載荷等效移置方法。第4章—第8章介紹了桿系結(jié)構(gòu)(包括桁架、框架)、平面問題、軸對稱問題、空間問題、板殼問題等六大專題的單元特性和工程實例。第9章介紹了ansys11．0的模塊組成、界面風格。第10章—第11章介紹了ansys實體建模技術、網(wǎng)格生成技術。第12章介紹了載荷與約束的施加以及ansys的總體剛度方程求解模塊。第13章介紹了ansys強大的后處理技術。第14章介紹了ansys在大工程問題中的工程應用，展示了各類問題的ansys求解全過程。

本書以高等院校本科生、研究生正式教材為出發(fā)點，結(jié)合多年來的教學經(jīng)驗和應用技術，精心打造的面向21世紀的教材，并可作為從事有限元工程計算的技術人員的參考資料。

第1章 緒論

1.1 有限元法基本思路

1.2 ANSYS簡介

1.2.1 前處理模塊PREP7

1.2.2 求解模塊SOLUTION

1.2.3 后處理模塊POSTl和POST26

1.3 ANSYs新版本功能簡介

第2章 初識ANSYS

2.1 ANSYS 10.0的啟動運行及設定

2.2 ANSYS的文件系統(tǒng)

2.3 ANSYS分析的基本步驟

2.3.1 啟動ANSYS

2.3.2 建立模型

2.3.3 加載和求解

2.3.4 檢查分析結(jié)果

2.4 基本分析過程示例

2.4.1 問題描述

2.4.2 建立ANSYS實體模型

2.4.3 網(wǎng)格劃分——創(chuàng)建有限元模型

2.4.4 施加載荷和約束條件

2.4.5 求解分析

2.4.6 查看結(jié)果

2.4.7 退出ANSYS

2.4.8 命令行方式分析過程

第3章 應用菜單

3.1 File菜單

3.1.1 數(shù)據(jù)庫和文件操作

3.1.2 模型導入導出操作

3.1.3 報告自動生成器

3.2 Select菜單

3.2.1 實體選擇

3.2.2 部件和組件操作(Comp/Assembly)

3.2.3 選擇所有實體

3.3 List菜單

3.3.1 列表顯示文件信息

3.3.2 列表顯示當前狀態(tài)

3.3.3 列表顯示各實體數(shù)據(jù)

3.3.4 列出當前施加的載荷情況(Loads)

3.3.5 列出實體屬性(Properties)

3.4 Plot菜單

3.4.1 刷新當前顯示

3.4.2 實體顯示

3.4.3 顯示層單元

3.4.4 顯示指定的材料屬性

3.4.5 顯示所有選擇的實體

3.4.6 顯示組件和部件

3.5 PlotCtrls菜單

3.5.1 模型視圖的移動、縮放和旋轉(zhuǎn)

3.5.2 視圖顯示內(nèi)容設置

3.5.3 圖形顯示風格設置

3.5.4 字體控制

3.5.5 繪圖窗口控制

3.5.6 繪圖區(qū)的清理

3.5.7 動畫制作

3.5.8 圖形設備操作

3.5.9 圖形文件輸出

3.5.10 保存和恢復繪圖控制設置

3.6 WbrkPlane菜單

3.6.1 顯示工作平面

3.6.2 設置工作平面選項

3.6.3 工作平面的平移和旋轉(zhuǎn)

3.6.4 局部坐標系設置

第4章 ANSYS的幾何建模

4.1 ANSYS幾何建模的概念

4.2 建模前的問題規(guī)劃

4.2.1 類型(二維、三維等)

4.2.2 線性單元和二次單元的選擇

4.2.3 不同單元連接的限制

4.2.4 對稱性

4.2.5 決定模型包含多少細節(jié)

4.3 坐標系和工作平面在建模中的應用

4.3.1 ANSYS的坐標系

4.3.2 使用工作平面

4.4 自底向上建模方法

4.4.1 關鍵點(KeyPoint)

4.4.2 硬點(HardPoint)

4.4.3 線(Line)

4.4.4 面(Area)

4.4.5 體(Volume)

4.5 自項向下的建模方法

4.5.1 創(chuàng)建面體素

4.5.2 生成實體體素

4.6 實體模型的布爾運算

4.6.1 布爾運算的設置

4.6.2 交運算

4.6.3 加運算

4.6.4 減運算

4.6.5 分割運算

4：6.6 搭接運算

4.6.7 分塊連接

4.6.8 粘接

4.7 實體圖元的縮放

4.8 從其他CAD系統(tǒng)導入模型

4.8.1 導入IGES格式文件

4.8.2 Pro/E接口

4.8.3 UG接口

4.8.4 導入SAT格式文件

4.8.5 導入ParaSolid格式文件

4.9 實體模型幾何特性的計算

4.9.1 計算兩點間距離

4.9.2 計算實體幾何特性

4.10實體建模時的注意事項

4.10.1 實體模型的內(nèi)部表示

4.10.2 布爾運算中的常見問題

4.10.3 常用措施

第5章 創(chuàng)建有限元模型

5.1 選定單元類型

5.1.1 ANSYS的單元類型

5.1.2 定義單元類型的一般過程

5.2 設置實常數(shù)

5.3 定義材料屬性

5.3.1 材料屬性的說明

5.3.2 ANSYS中的材料模型

5.3.3 定義材料屬性的一般過程

5.4 實體模型的網(wǎng)格劃分

5.4.1 自由網(wǎng)格和映射網(wǎng)格

5.4.2 網(wǎng)格劃分的一般步驟

5.4.3 網(wǎng)格劃分工具

5.5 網(wǎng)格劃分控制

5.5.1 設定單元尺寸SizeCntrls

5.5.2 網(wǎng)格劃分選項

5.5.3 使用“SmartSize”控制尺寸

5.5.4 單元形狀控制

5.5.5 自由網(wǎng)格劃分

5.5.6 映射網(wǎng)格劃分

5.5.7 由面生成體網(wǎng)格

5.6 網(wǎng)格質(zhì)量檢查和修改

5.6.1 單元形狀檢查

5.6.2 網(wǎng)格局部細化

5.6.3 清除網(wǎng)格

5.6.4 處理退化的四面體單元

5.6.5 改進四面體單元網(wǎng)格

5.7 直接生成單元網(wǎng)格的方法

5.7.1 創(chuàng)建節(jié)點

5.7.2 創(chuàng)建單元

第6章 載荷施加

6.1 載荷概述

6.1.1 載荷概念和類型

6.1.2 載荷步、載荷子步的概念

6.1.3 階躍載荷和遞變載荷

6.2 自由度約束條件的施加

6.2.1 施加DOF約束

6.2.2 施加對稱/反對稱邊界條件

6.2.3 刪除DOF約束

6.3 施加載荷

6.3.1 集中力載荷

6.3.2 表面載荷

6.3.3 體積載荷

……

第7章 求解

第8章 ANSYS后處理

第9章 結(jié)構(gòu)靜力分析

第10章 非線性結(jié)構(gòu)分析

第11章 接觸分析

第12章 模態(tài)分析

第13章 諧響應分析

第14章 瞬態(tài)動力學分析

第15章 譜分析

第16章 熱分析

第17章 APDL開發(fā)

參考文獻

《ANSYS基礎與應用教程》重點介紹ANSYS中應用最為廣泛的結(jié)構(gòu)分析和熱分析，在詳細介紹ANSYS操作使用方法的基礎上，專題講述了ANSYS結(jié)構(gòu)靜力分析、非線性結(jié)構(gòu)分析、接觸分析、模態(tài)分析、諧響應、譜分析、瞬態(tài)動力學分析、熱分析的方法和過程，同時通過大量的工程應用實例，可以使讀者能夠快速地掌握ANSYS軟件，并在實際應用中得到進一步的提高。

《ANSYS基礎與應用教程》理論與實用相結(jié)合，力求全面、深入、系統(tǒng)和實用?！禔NSYS基礎與應用教程》可作為理工科院校相關專業(yè)高年級本科生、研究生及教師學習ANSYS軟件的培訓教材，也可作為機械制造、石油化工、輕工、造船、航空航天、汽車交通、電子、土木工程、水利、鐵道等專業(yè)的科研人員和工程技術人員使用ANSYS軟件的參考書。

本書可作為高等院校相關專業(yè)的本科生、研究生及教師學習ANSYS軟件的教材，也可作為從事土木與建筑工程、機械制造和冶金工程等一般工業(yè)及科學研究的工程技術人員使用ANSYS軟件的參考書。

本書還附有光盤，其中包含本書所有實例以及補充實例與練習的數(shù)據(jù)文件，還包含很多命令流文件，這些資料對讀者學習使用ANSYS將有很大的幫助。