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第1章 ANSYS概述1

1.1 ANSYS特点与主要功能2

1.1.1 ANSYS主要技术特点2

1.1.2 ANSYS主要功能3

1.2 ANSYS的运行环境设定4

1.3 ANSYS工作环境5

1.4 ANSYS的文件系统7

1.4.1 ANSYS的文件7

1.4.2 数据库文件(.db)的管理8

1.4.3 ANSYS文件的管理8

1.5 ANSYS一般分析步骤9

第2章 建立几何实体模型11

2.1.2 模型方案设计12

2.1.1 建立模型的一般步骤12

2.1 概述12

2.2 坐标系与工作平面13

2.2.1 坐标系的种类13

2.2.2 定义工作平面18

2.2.3 控制工作平面19

2.2.4 工作平面的增强功能21

2.3 创建实体模型23

2.3.1 实体建模一般步骤23

2.3.2 布尔运算42

2.3.3 构造模型48

2.4 ANSYS与其他程序的接口50

2.4.1 概述50

2.4.2 IGES文件50

2.4.3 其他格式的CAD文件55

第3章 生成有限元模型58

3.1 定义单元属性59

3.1.1 定义单元类型59

3.1.2 定义实常数60

3.1.3 定义材料特性61

3.1.4 定义截面类型63

3.1.5 定义单元坐标系65

3.1.6 分配单元属性65

3.2 控制生成的网格67

3.2.1 指定单元划分的形状67

3.2.2 选择网格划分方式67

3.2.3 控制中间节点位置68

3.2.4 智能尺寸网格划分68

3.2.6 网格划分选项69

3.2.5 定义单元尺寸69

3.2.7 使用网格划分工具(MeshTool)71

3.3 划分几何实体生成各种单元72

3.4 通过扫掠生成体网格73

3.5 检查划分的网格74

3.5.1 模型相互对照检查74

3.5.2 单元形状检查75

3.5.3 检查网格的连接性77

3.6 对既有网格进行修改77

3.6.1 网格进行局部细化77

3.6.2 清除网格79

3.7 控制壳单元面的方向79

3.8 直接生成节点和单元80

3.8.1 直接生成节点81

3.8.2 直接生成单元83

3.9 特殊的节点自由度关系85

3.9.1 耦合85

3.9.2 约束方程86

3.10 控制模型编号87

3.11 模型文件操作89

3.11.1 模型的合并89

3.11.2 保存模型到模型文件90

第4章 施加荷载91

4.1 ANSYS荷载概述92

4.2 常规荷载92

4.2.1 DOF约束92

4.2.2 集中荷载96

4.2.3 表面荷载98

4.2.4 体荷载102

4.2.5 惯性荷载106

4.3 其他形式的荷载108

4.3.1 初应力荷载108

4.3.2 耦合场荷载109

4.4 使用荷载步109

4.4.1 荷载步与荷载子步109

4.4.2 阶梯式荷载和递增荷载111

4.4.3 荷载步选项111

4.5 多荷载步文件的使用113

第5章 ANSYS的求解115

5.1.1 波前法116

5.1.2 稀疏矩阵直接解法116

5.1 ANSYS的求解器116

5.1.3 雅可比共轭梯度法(JCG)117

5.1.4 不完全乔列斯基共轭梯度法(ICCG)117

5.1.5 前置条件共轭梯度法(PCG)117

5.1.6 自动迭代法(ITER)118

5.1.7 合理选择ANSYS求解器118

5.2 ANSYS的求解选项118

5.3 ANSYS的求解方式121

5.3.1 ANSYS一般求解121

5.3.2 多荷载步的求解122

5.3.3 分析的重新启动122

5.4 ANSYS求解前的预估计123

5.4.2 其他估计124

5.4.1 估计求解时间124

第6章 ANSYS的后处理126

6.1 ANSYS后处理概述127

6.2 通用后处理器(POST1)127

6.2.1 读入结果数据127

6.2.2 使用单元表130

6.2.3 使用安全系数134

6.2.4 使用POST1查看计算结果134

6.2.5 建立荷载工况152

6.2.6 修改数据库中结果数据154

6.2.7 电磁场分析特殊后处理155

6.3 时间历程后处理器156

6.3.1 定义变量157

6.3.2 变量运算158

6.3.3 变量设置160

6.3.4 显示变量162

第7章 ANSYS的图形控制166

7.1 图形显示的个性化设置167

7.1.1 图形视口设定167

7.1.2 多重绘图技术169

7.1.3 设置图形显示风格176

7.2 图形和动画输出193

7.2.1 ANSYS的图形输出193

7.2.2 生成动画197

7.3 使用注释200

7.3.1 2D注释200

7.3.2 3D注释203

第8章 结构静态分析205

8.1.1 结构线性静力分析步骤206

8.1 线性静力分析206

8.1.2 结构静力线性分析实例207

8.2 几何非线性分析210

8.2.1 几何非线性分析步骤210

8.2.2 特殊的荷载步选项211

8.2.3 几何非线性分析实例213

8.3 材料非线性分析218

8.3.1 使用材料非线性218

8.3.2 ANSYS非线性材料选项219

8.3.3 蠕变材料分析223

8.3.4 材料非线性分析实例225

8.4 状态非线性分析230

8.4.1 ANSYS中的接触单元230

8.4.2 面-面接触分析231

8.4.3 点-面接触分析234

8.4.4 点-点接触分析235

8.4.5 接触分析实例238

第9章 结构屈曲分析247

9.1 结构线性屈曲分析248

9.1.1 结构线性屈曲分析一般步骤248

9.1.2 线性屈曲分析实例249

9.2 结构非线性屈曲分析252

9.2.1 结构非线性屈曲分析一般步骤252

9.2.2 结构非线性屈曲分析实例254

第10章 结构动力分析260

10.1 模态分析261

10.1.1 模态分析步骤261

10.1.2 特殊的模态分析264

10.1.3 模态分析实例265

10.2 谐响应分析268

10.2.1 Full法谐响应分析步骤268

10.2.2 Reduced法谐响应分析步骤270

10.2.3 模态叠加法谐响应分析步骤272

10.2.4 有预应力的谐响应分析274

10.2.5 谐响应分析实例274

10.3 瞬态动力学分析279

10.3.1 Full法瞬态动力学分析步骤279

10.3.2 Reduced法瞬态动力学分析步骤281

10.3.3 模态叠加法瞬态动力学分析步骤283

10.3.4 瞬态动力学分析实例284

10.4 谱分析289

10.4.1 谱分析的形式289

10.4.2 单点响应谱分析步骤290

10.4.3 随机振动分析步骤293

10.4.4 多点响应谱(MPRS)分析步骤297

10.4.5 单点响应谱分析实例299

第11章 ANSYS热分析307

11.1 ANSYS热分析概述308

11.1.1 ANSYS热分析特点308

11.1.2 ANSYS热分析的单元309

11.2 稳态热分析311

11.2.1 ANSYS稳态热分析的基本步骤311

11.2.2 稳态热分析实例313

11.3 瞬态热分析318

11.3.1 ANSYS瞬态热分析的主要步骤318

11.3.3 瞬态热分析实例320

11.3.2 相变问题320

11.4 ANSYS热应力分析327

11.4.1 热应力分析方法327

11.4.2 热应力分析实例328

第12章 ANSYS参数化设计333

12.1 参数化设计语言334

12.1.1 参数的使用334

12.1.2 数组参数336

12.1.3 宏339

12.1.4 循环和分支340

12.2 设计优化341

12.2.1 设计优化概述341

12.2.2 设计优化的步骤342

12.2.3 优化设计实例347

12.3.2 拓扑优化的步骤352

12.3 拓扑优化352

12.3.1 拓扑优化的基本概念352

12.3.3 拓扑优化的实例355

12.4 可靠度分析358

12.4.1 可靠度分析概述358

12.4.2 可靠度分析的一般步骤359

12.4.3 可靠度分析的实例363

第13章 ANSYS高级分析技术368

13.1 单元的生与死369

13.1.1 基本概念369

13.1.2 使用单元生死369

13.1.3 单元生死分析实例372

13.2 自适应网格划分377

13.2.1 基本概念377

13.2.2 自适应网格划分的基本过程378

13.2.3 用户定制自适应网格划分379

13.2.4 自适应网格划分实例380

13.3 使用子结构383

13.3.1 基本概念383

13.3.2 子结构分析的基本步骤384

13.4 使用子模型389

13.4.1 基本概念389

13.4.2 子模型分析的基本步骤389

13.4.3 子模型分析实例392

13.5 用户可编程特性395

13.5.1 基本概念395

13.5.2 UPFs的典型步骤395

13.5.3 ANSYS的UPFs类型396