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基础篇1

第1章 ANSYS 16.0简介1

1.1 ANSYS发展历程及功能简介1

1.1.1 发展历程1

1.1.2 主要功能2

1.1.3 ANSYS 16.0新功能3

1.2 典型的ANSYS操作流程5

1.2.1 ANSYS的启动5

1.2.2 ANSYS用户界面介绍6

1.2.3 ANSYS操作流程7

1.3 ANSYS分析案例详解9

1.3.1 问题描述9

1.3.2 问题分析10

1.3.3 GUI操作步骤10

1.3.4 APDL命令流程序19

第2章 单元和材料属性21

2.1 单元类型21

2.2 单元定义方法22

2.3 定义材料属性24

2.3.1 材料属性24

2.3.2 材料属性定义命令24

2.4 本章小结27

第3章 坐标系和工作平面28

3.1 坐标系简介28

3.1.1 总体坐标系和局部坐标系28

3.1.2 显示坐标系31

3.1.3 节点坐标系32

3.1.4 单元坐标系32

3.1.5 结果坐标系32

3.2 工作平面的使用32

3.2.1 定义一个新的工作平面33

3.2.2 列表工作平面信息33

3.2.3 移动工作平面33

3.2.4 旋转工作平面34

3.3 本章小结34

第4章 创建几何模型35

4.1 概述35

4.2 建立基本图元36

4.3 拖拽方式建立模型46

4.4 图元的选取47

4.5 布尔操作51

4.6 其他操作53

4.7 本章小结55

第5章 建立有限元模型56

5.1 网格划分方法和步骤56

5.1.1 网格划分方法56

5.1.2 网格化的一般步骤57

5.2 MeshTool工具58

5.3 Meshing子菜单60

5.4 直接生成有限元模型67

5.5 本章小结68

第6章 施加载荷69

6.1 载荷概述69

6.1.1 载荷施加对象69

6.1.2 载荷分类69

6.1.3 载荷步、子步和平衡迭代70

6.1.4 时间参数71

6.2 载荷的施加和删除等操作71

6.2.1 常数载荷的施加71

6.2.2 利用表格和函数施加载荷79

6.2.3 多步载荷操作80

6.2.4 删除载荷81

6.2.5 其他操作82

6.3 本章小结82

第7章 求解计算83

7.1 求解设置83

7.1.1 新分析83

7.1.2 求解控制84

7.1.3 输出设置87

7.2 求解过程处理88

7.2.1 求解概述88

7.2.2 求解当前载荷步88

7.2.3 多载荷步求解89

7.3 本章小结90

第8章 后处理91

8.1 后处理概述91

8.1.1 通用后处理器91

8.1.2 时间-历程后处理器92

8.2 通用后处理器92

8.2.1 结果文件读入通用后处理器92

8.2.2 设置结果输出方式93

8.2.3 图形显示计算结果94

8.2.4 列表显示计算结果96

8.2.5 结果查看器98

8.2.6 基于单元表的结果处理99

8.2.7 基于路径的结果处理101

8.3 时间-历程后处理器102

8.3.1 时间-历程后处理器概述102

8.3.2 进入时间-历程后处理103

8.3.3 定义时间—历程变量103

8.3.4 时间-历程变量的处理104

8.3.5 显示和列表时间-历程变量曲线105

8.3.6 时间-历程变量观察器105

8.4 本章小结107

应用篇108

第9章 稳态热分析108

9.1 稳态热分析概述108

9.2 稳态热分析基本步骤108

9.3 实例——铀燃料管冷却计算109

9.3.1 问题描述109

9.3.2 问题分析110

9.3.3 GUI操作步骤110

9.3.4 APDL命令流程序133

9.4 本章小结137

第10章 瞬态热分析138

10.1 瞬态热分析概述138

10.1.1 瞬态热分析特性138

10.1.2 控制方程139

10.1.3 时间积分与时间步长预测139

10.1.4 数值求解过程140

10.1.5 初始条件的施加141

10.1.6 求解选项的设置142

10.1.7 瞬态分析准确程度的评估143

10.2 瞬态热分析基本过程143

10.3 实例——温度控制加热器工作过程分析144

10.3.1 问题描述144

10.3.2 问题分析145

10.3.3 GUI操作步骤145

10.3.4 APDL命令流程序155

10.4 本章小结157

第11章 热辐射分析158

11.1 热辐射分析概述158

11.1.1 热辐射特性158

11.1.2 热辐射基本术语158

11.2 ANSYS中进行辐射分析161

11.2.1 ANSYS中热辐射的处理方法161

11.2.2 ANSYS中进行辐射分析的几个概念161

11.2.3 使用辐射线单元建立辐射模型163

11.2.4 使用表面效应单元建立辐射模型163

11.2.5 使用辐射矩阵单元建立辐射模型165

11.2.6 使用光能传递求解方法建立辐射模型169

11.3 实例——非同心圆环间的辐射传热分析172

11.3.1 问题描述172

11.3.2 问题分析173

11.3.3 GUI操作步骤173

11.3.4 APDL命令流程序180

11.4 本章小结181

第12章 相变分析182

12.1 相变基本理论182

12.2 ANSYS中的相变分析基本思路及求解设置183

12.2.1 相变分析基本思路183

12.2.2 求解设置185

12.3 实例——水结冰过程分析187

12.3.1 问题描述187

12.3.2 问题分析188

12.3.3 GUI操作步骤188

12.3.4 APDL命令流程序200

12.4 本章小结202

第13章 静力学分析203

13.1 有限元线性分析基本理论203

13.1.1 线性本构关系（广义虎克定律）203

13.1.2 线性几何方程（小变形情况）204

13.1.3 平衡方程（虚功原理）204

13.2 实例1——带孔板静力分析205

13.2.1 问题描述205

13.2.2 问题分析206

13.2.3 GUI操作步骤206

13.2.4 APDL命令流程序211

13.3 实例2——多载荷作用下的阶梯轴分析212

13.3.1 问题描述212

13.3.2 问题分析212

13.3.3 GUI操作步骤212

13.3.4 APDL命令流程序218

13.4 实例3——惯性载荷作用下的叶轮受力分析219

13.4.1 问题描述220

13.4.2 问题分析220

13.4.3 GUI操作步骤220

13.4.4 APDL命令流程序223

13.5 实例4——静载荷作用下的简支梁224

13.5.1 问题描述224

13.5.2 问题分析224

13.5.3 GUI操作步骤224

13.5.4 APDL命令流程序229

13.6 本章小结230

第14章 模态分析231

14.1 结构动力学分析概述231

14.2 模态分析简介及操作步骤232

14.2.1 模态分析原理232

14.2.2 模态分析步骤233

14.3 实例1——连杆的模态分析234

14.3.1 问题描述235

14.3.2 问题分析235

14.3.3 GUI操作步骤235

14.3.4 APDL命令流程序240

14.4 实例2——框架式建筑物有预应力的模态分析241

14.4.1 问题描述241

14.4.2 问题分析241

14.4.3 GUI操作步骤241

14.4.4 APDL命令流程序248

14.5 本章小结250

第15章 结构瞬态分析251

15.1 概述251

15.1.1 瞬态动力学分析的基本理论251

15.1.2 求解方法及其优缺点252

15.1.3 瞬态分析积分步长选取准则254

15.2 实例1——冲击载荷作用下的管子255

15.2.1 问题描述255

15.2.2 问题分析255

15.2.3 GUI操作步骤255

15.2.4 APDL命令流程序266

15.3 实例2——压力容器瞬态分析268

15.3.1 问题描述268

15.3.2 问题分析268

15.3.3 GUI操作步骤268

15.3.4 APDL命令流程序276

15.4 本章小结277

第16章 谐响应分析与谱分析278

16.1 概述278

16.1.1 谐响应分析的定义与应用278

16.1.2 谱分析的定义与应用278

16.2 谐响应分析279

16.3 实例1——“工作台—电动机”系统谐响应分析280

16.3.1 问题描述280

16.3.2 问题分析281

16.3.3 GUI操作步骤281

16.3.4 APDL命令流程序289

16.4 谱分析292

16.5 实例2——板梁结构单点地震响应谱分析293

16.5.1 问题描述293

16.5.2 问题分析293

16.5.3 GUI操作步骤293

16.5.4 APDL命令流程序301

16.6 本章小结303

第17章 结构非线性分析304

17.1 非线性问题概述与基础理论304

17.1.1 结构非线性的定义304

17.1.2 结构非线性类型305

17.1.3 求解基本原理306

17.2 实例1——弹簧变形分析309

17.2.1 问题描述309

17.2.2 问题分析309

17.2.3 GUI操作步骤309

17.2.4 APDL命令流程序313

17.3 实例2——碰撞分析313

17.3.1 问题描述313

17.3.2 问题分析314

17.3.3 GUI操作步骤314

17.3.4 APDL命令流程序319

17.4 实例3——电子产品跌落分析321

17.4.1 问题描述321

17.4.2 问题分析321

17.4.3 GUI操作步骤321

17.4.4 APDL命令流程序328

17.5 本章小结331

第18章 复合材料分析332

18.1 复合材料概述332

18.1.1 复合材料的定义及分类332

18.1.2 复合材料的性能及用途333

18.1.3 树脂基和金属基复合材料334

18.2 实例——高体积分数SiCp/Al热残余应力分析335

18.2.1 问题描述335

18.2.2 问题分析335

18.2.3 GUI操作步骤335

18.2.4 APDL命令流程序340

18.3 复合材料的层合板342

18.4 本章小结343

第19章 摩擦生热分析344

19.1 摩擦生热在ANSYS中的计算方法344

19.2 实例——物体滑动中的摩擦生热分析344

19.2.1 问题描述344

19.2.2 问题分析345

19.2.3 GUI操作步骤345

19.2.4 APDL命令流程序355

19.3 本章小结357

第20章 电场分析358

20.1 电场分析概述358

20.2 电场分析基本步骤359

20.3 实例1——导电圆盘的电场分布分析360

20.3.1 问题描述360

20.3.2 问题分析360

20.3.3 GUI操作步骤360

20.3.4 APDL命令流程序364

20.4 实例2——屏蔽带状传输线静电场分析365

20.4.1 问题描述365

20.4.2 问题分析365

20.4.3 GUI操作步骤365

20.4.4 APDL命令流程序373

20.5 本章小结375

第21章 磁场分析376

21.1 概述376

21.1.1 磁场分析分类376

21.1.2 计算方法377

21.2 实例——电磁沟槽电磁力分析378

21.2.1 问题描述378

21.2.2 问题分析378

21.2.3 GUI操作步骤378

21.2.4 APDL命令流程序385

21.3 本章小结386

高级篇387

第22章 耦合场分析387

22.1 耦合场分析概述387

22.1.1 耦合场分析的定义387

22.1.2 耦合场分析的类型387

22.1.3 直接和间接耦合法的应用范围390

22.2 间接耦合分析392

22.2.1 间接耦合分析的特点392

22.2.2 间接耦合分析的基本过程392

22.2.3 间接耦合分析的基本操作步骤394

22.2.4 使用物理环境运行间接耦合场分析396

22.3 直接耦合分析397

22.4 实例1——多层热套压力容器的热应力耦合分析398

22.4.1 问题描述398

22.4.2 问题分析398

22.4.3 GUI操作步骤399

22.4.4 APDL命令流程序411

22.5 实例2——钢水凝固过程热应力耦合分析416

22.5.1 问题描述416

22.5.2 问题分析417

22.5.3 GUI操作步骤417

22.5.4 APDL命令流程序429

22.6 实例3——圆柱形坯料的电热耦合分析431

22.6.1 问题描述431

22.6.2 问题分析432

22.6.3 GUI操作步骤432

22.6.4 APDL命令流程序449

22.7 实例4——冷却器电热耦合分析453

22.7.1 问题描述453

22.7.2 问题分析454

22.7.3 GUI操作步骤454

22.7.4 APDL命令流程序461

22.8 本章小结462

第23章 自适应网格划分技术463

23.1 自适应网格划分技术简介463

23.1.1 自适应网格划分技术的定义463

23.1.2 自适应网格划分的先决条件463

23.1.3 自适应网格划分技术的应用方法464

23.1.4 定制ADPT宏（UADAPT.MAC）466

23.1.5 自适应网格划分的一些说明467

23.2 实例——二维对流传热的自适应分析468

23.2.1 问题描述468

23.2.2 问题分析468

23.2.3 GUI操作步骤469

23.2.4 APDL命令流程序473

23.3 本章小结474

第24章 单元生死技术475

24.1 单元生死技术概述475

24.1.1 单元的生和死的定义475

24.1.2 单元生死的基本原理476

24.1.3 单元生死技术的应用方法476

24.1.4 使用ANSYS结果控制单元生死479

24.1.5 单元生死技术的注意事项479

24.2 实例——利用单元生死技术堆积单元模拟焊接过程480

24.2.1 问题描述480

24.2.2 问题分析481

24.2.3 GUI操作步骤481

24.2.4 APDL命令流程序506

24.3 本章小结516

第25章 接触分析517

25.1 概述517

25.1.1 接触的定义及分类517

25.1.2 接触协调条件518

25.1.3 接触单元518

25.1.4 选择接触面和目标面的原则518

25.1.5 接触向导519

25.2 实例——轨道车辆车轮与钢轨接触520

25.2.1 问题描述520

25.2.2 问题分析521

25.2.3 GUI操作步骤521

25.2.4 APDL命令流程序529

25.3 本章小结531