ANSYS 19·0有限元分析从入门到精通 第4版【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

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第1章 1.1ANSYS概述1

1.1 CAE软件简介2

1.2 有限元法简介4

1.2.1 有限元法的基本思想4

1.2.2 有限元法的特点4

1.2.3 有限元模型6

1.2.4 自由度6

1.2.5 节点和单元7

1.3 ANSYS概述7

1.3.1 ANSYS的功能8

1.3.2 ANSYS的发展9

1.3.3 ANSYS 19.0的启动9

1.3.4 ANSYS 19.0运行环境配置9

1.4 程序结构11

1.4.1 处理器11

1.4.2 文件格式12

1.4.3 输入方式12

1.4.4 输出文件类型12

1.5 ANSYS分析求解过程13

1.5.1 前处理14

1.5.2 加载并求解14

1.5.3 后处理14

1.5.4 实例导航——导弹发动机药柱承受温度和内压载荷数值模拟15

第2章 几何建模17

2.1 几何建模概论18

2.1.1 自底向上创建几何模型18

2.1.2 自顶向下创建几何模型18

2.1.3 布尔运算操作19

2.1.4 拖拉和旋转20

2.1.5 移动和复制20

2.1.6 修改模型（清除和删除）20

2.1.7 从IGES文件几何模型导入到ANSYS21

2.2 自顶向下创建几何模型（体素）21

2.2.1 创建面体素21

2.2.2 创建实体体素22

2.3 自底向上创建几何模型24

2.3.1 关键点24

2.3.2 硬点26

2.3.3 线27

2.3.4 面29

2.3.5 体31

2.4 工作平面的使用32

2.4.1 定义一个新的工作平面33

2.4.2 控制工作平面的显示和样式34

2.4.3 移动工作平面34

2.4.4 旋转工作平面34

2.4.5 还原一个已定义的工作平面34

2.4.6 工作平面的高级用途35

2.5 坐标系简介37

2.5.1 总体和局部坐标系37

2.5.2 显示坐标系39

2.5.3 节点坐标系40

2.5.4 单元坐标系41

2.5.5 结果坐标系41

2.6 使用布尔操作来修正几何模型42

2.6.1 布尔运算的设置42

2.6.2 布尔运算之后的图元编号42

2.6.3 交运算43

2.6.4 两两相交44

2.6.5 相加44

2.6.6 相减45

2.6.7 利用工作平面作减运算46

2.6.8 搭接47

2.6.9 分割47

2.6.10 粘接（或合并）47

2.7 移动、复制和缩放几何模型48

2.7.1 按照样本生成图元48

2.7.2 由对称映像生成图元49

2.7.3 将样本图元转换坐标系49

2.7.4 实体模型图元的缩放50

2.8 实例导航——导弹发动机药柱建模51

2.8.1 自底向上建立药柱模型51

2.8.2 布尔操作建立药柱模型58

2.8.3 导入SolidWorks中创建的药柱模型61

第3章 建模实例64

3.1 实例导航——几何模型的输入65

3.1.1 输入IGES单一实体65

3.1.2 输入SAT单一实体67

3.1.3 输入SAT实体集合70

3.1.4 输入Parasolid单一实体74

3.2 实例导航——对输入模型修改76

3.2.1 自顶向下建模实例80

3.2.2 自底向上建模实例91

第4章 网格划分105

4.1 有限元网格概论106

4.2 设定单元属性106

4.2.1 生成单元属性表107

4.2.2 在划分网格之前分配单元属性107

4.3 网格划分的控制110

4.3.1 ANSYS网格划分工具（MeshTool）110

4.3.2 单元形状110

4.3.3 选择自由或映射网格划分111

4.3.4 控制单元边中节点的位置112

4.3.5 划分自由网格时的单元尺寸控制（SmartSizing）112

4.3.6 映射网格划分中单元的默认尺寸113

4.3.7 局部网格划分控制114

4.3.8 内部网格划分控制115

4.3.9 生成过渡棱锥单元117

4.3.10 将退化的四面体单元转化为非退化的形式118

4.3.11 执行层网格划分118

4.4 自由网格划分和映射网格划分控制119

4.4.1 自由网格划分119

4.4.2 映射网格划分120

4.5 给实体模型划分有限元网格125

4.5.1 用xMESH命令生成网格125

4.5.2 生成带方向节点的梁单元网格126

4.5.3 在分界线或者分界面处生成单位厚度的界面单元128

4.6 延伸和扫略生成有限元模型129

4.6.1 延伸（Extrude）生成网格129

4.6.2 扫略（VSWEEP）生成网格132

4.7 修正有限元模型134

4.7.1 局部细化网格134

4.7.2 移动和复制节点和单元137

4.7.3 控制面、线和单元的法向138

4.7.4 修改单元属性140

4.8 直接通过节点和单元生成有限元模型140

4.8.1 节点140

4.8.2 单元142

4.9 编号控制145

4.9.1 合并重复项145

4.9.2 编号压缩146

4.9.3 设定起始编号146

4.9.4 编号偏差147

4.10 实例导航——导弹发动机药柱模型网格划分148

4.10.1 采用智能分网150

4.10.2 采用扫略分网151

4.10.3 采用延伸分网157

第5章 施加载荷162

5.1 载荷概论163

5.1.1 什么是载荷163

5.1.2 载荷步、子步和平衡迭代164

5.1.3 时间参数165

5.1.4 阶跃载荷与坡道载荷165

5.2 施加载荷166

5.2.1 实体模型载荷与有限单元载荷166

5.2.2 施加载荷167

5.2.3 利用表格来施加载荷173

5.2.4 轴对称载荷与反作用力176

5.2.5 利用函数来施加载荷和边界条件177

5.3 设定载荷步选项179

5.3.1 通用选项179

5.3.2 非线性选项183

5.3.3 动力学分析选项183

5.3.4 输出控制184

5.3.5 Biot-Savart选项185

5.3.6 谱分析选项186

5.3.7 创建多载荷步文件186

5.4 实例导航——导弹发动机药柱模型载荷施加187

5.4.1 单载荷步的施加188

5.4.2 多载荷步的施加191

5.4.3 表格及函数载荷的施加194

第6章 求解196

6.1 求解概论197

6.1.1 使用直接求解法198

6.1.2 使用稀疏矩阵直接求解法求解器198

6.1.3 使用雅克比共轭梯度法求解器198

6.1.4 使用不完全分解共轭梯度法求解器199

6.1.5 使用预条件共轭梯度法求解器199

6.1.6 使用自动迭代解法选项200

6.1.7 获得解答201

6.2 利用特定的求解控制器来指定求解类型201

6.2.1 使用Abridged Solution菜单选项201

6.2.2 使用求解控制对话框202

6.3 多载荷步求解203

6.3.1 多重求解法203

6.3.2 使用载荷步文件法204

6.3.3 使用数组参数法（矩阵参数法）205

6.4 重新启动分析206

6.4.1 重新启动一个分析207

6.4.2 多载荷步文件的重启动分析211

6.5 预测求解时间和估计文件大小213

6.5.1 估计运算时间213

6.5.2 估计文件的大小213

6.5.3 估计内存需求214

6.6 实例导航——导弹发动机药柱模型求解214

6.6.1 单载荷步求解214

6.6.2 多载荷步求解215

第7章 后处理216

7.1 后处理概述217

7.1.1 什么是后处理217

7.1.2 结果文件218

7.1.3 后处理可用的数据类型218

7.2 通用后处理器（POST1）219

7.2.1 将数据结果读入数据库219

7.2.2 列表显示结果226

7.2.3 图像显示结果232

7.2.4 映射结果到某一路径上240

7.2.5 表面操作246

7.2.6 将结果旋转到不同坐标系中显示250

7.3 时间历程后处理（POST26）251

7.3.1 定义和储存POST26变量252

7.3.2 检查变量254

7.3.3 POST26后处理器的其他功能256

7.4 实例导航——导弹发动机药柱模型结果后处理258

7.4.1 通用后处理器258

7.4.2 时间历程处理器270

第8章 静力分析274

8.1 静力分析介绍275

8.1.1 结构静力分析简介275

8.1.2 静力分析的类型276

8.1.3 静力分析基本步骤276

8.2 实例导航——悬臂梁的横向切应力分析277

8.2.1 问题的描述277

8.2.2 GUI路径模式277

8.2.3 命令流方式290

8.3 实例导航——内六角扳手的静态分析290

8.3.1 问题的描述290

8.3.2 建立模型291

8.3.3 定义边界条件并求解300

8.3.4 查看结果305

8.3.5 命令流方式310

8.4 实例导航——钢桁架桥静力受力分析310

8.4.1 问题描述310

8.4.2 GUI操作方法311

8.4.3 命令流实现327

8.5 实例导航——联轴体的静力分析实例327

8.5.1 问题描述328

8.5.2 建立模型328

8.5.3 定义边界条件并求解334

8.5.4 查看结果337

8.5.5 命令流方式342

第9章 模态分析343

9.1 模态分析概论344

9.2 模态分析的基本步骤344

9.2.1 建模344

9.2.2 加载及求解345

9.2.3 扩展模态348

9.2.4 观察结果和后处理349

9.3 实例导航——钢桁架桥模态分析350

9.3.1 问题描述350

9.3.2 GUI操作方法351

9.3.3 命令流实现356

9.4 实例导航——小发电机转子模态分析356

9.4.1 分析问题356

9.4.2 建立模型356

9.4.3 进行模态设置、定义边界条件并求解362

9.4.4 查看结果365

9.4.5 命令流方式365

9.5 实例导航——压电变换器的自振频率分析365

9.5.1 问题描述365

9.5.2 GUI模式366

9.5.3 命令流方式382

第10章 谐响应分析383

10.1 谐响应分析概论384

10.2 谐响应分析的基本步骤385

10.2.1 建立模型（前处理）385

10.2.2 加载和求解385

10.2.3 观察模型（后处理）392

10.3 实例导航——弹簧质子系统的谐响应分析394

10.3.1 问题描述394

10.3.2 GUI模式394

10.3.3 命令流方式407

10.4 实例导航——悬臂梁谐响应分析407

10.4.1 分析问题407

10.4.2 建立模型408

10.4.3 查看结果421

10.4.4 命令流方式423

第11章 瞬态动力学分析424

11.1 瞬态动力学概论425

11.1.1 Full法（完全法）425

11.1.2 Mode Superposition法（模态叠加法）425

11.1.3 Reduced法（减缩法）426

11.2 瞬态动力学的基本步骤426

11.2.1 前处理（建模和分网）426

11.2.2 建立初始条件427

11.2.3 设定求解控制器428

11.2.4 设定其他求解选项430

11.2.5 施加载荷430

11.2.6 设定多载荷步432

11.2.7 瞬态求解433

11.2.8 后处理433

11.3 实例导航——哥伦布阻尼的自由振动分析435

11.3.1 问题描述435

11.3.2 GUI模式436

11.3.3 命令流方式448

11.4 实例导航——瞬态动力学分析实例448

11.4.1 分析问题449

11.4.2 建立模型450

11.4.3 进行瞬态动力分析设置、定义边界条件并求解454

11.4.4 查看结果459

11.4.5 命令流实现461

第12章 谱分析462

12.1 谱分析概论463

12.1.1 响应谱463

12.1.2 动力设计分析方法（DDAM）463

12.1.3 功率谱密度（PSD）463

12.2 谱分析的基本步骤464

12.2.1 前处理464

12.2.2 模态分析464

12.2.3 谱分析464

12.2.4 扩展模态467

12.2.5 合并模态469

12.2.6 后处理470

12.3 实例导航——支撑平板的动力效果分析472

12.3.1 问题描述472

12.3.2 GUI路径模式472

12.3.3 命令流方式496

第13章 结构屈曲分析497

13.1 结构屈曲概论498

13.2 结构屈曲分析的基本步骤498

13.2.1 前处理498

13.2.2 获得静力解498

13.2.3 获得特征值屈曲解499

13.2.4 扩展解501

13.2.5 后处理（观察结果）502

13.3 实例导航——薄壁圆筒屈曲分析503

13.3.1 问题描述503

13.3.2 GUI路径模式503

13.3.3 命令流方式512

第14章 非线性分析513

14.1 非线性分析概论514

14.1.1 非线性行为的原因514

14.1.2 非线性分析的基本信息515

14.1.3 几何非线性517

14.1.4 材料非线性518

14.1.5 其他非线性问题522

14.2 非线性分析的基本步骤522

14.2.1 前处理（建模和分网）522

14.2.2 设置求解控制器523

14.2.3 设定其他求解选项525

14.2.4 加载527

14.2.5 求解527

14.2.6 后处理527

14.3 实例导航——铆钉529

14.3.1 问题描述529

14.3.2 建立模型530

14.3.3 定义边界条件并求解536

14.3.4 查看结果539

14.3.5 命令流方式542

第15章 接触问题分析543

15.1 接触问题概论544

15.1.1 一般分类544

15.1.2 接触单元544

15.2 接触问题分析的步骤545

15.2.1 建立模型并划分网格546

15.2.2 识别接触对546

15.2.3 定义刚性目标面546

15.2.4 定义柔性体的接触面548

15.2.5 设置实常数和单元关键点550

15.2.6 控制刚性目标的运动551

15.2.7 给变形体单元施加必要的边界条件551

15.2.8 定义求解和载荷步选项552

15.2.9 求解553

15.2.10 检查结果553

15.3 实例导航——陶瓷套筒的接触分析555

15.3.1 问题描述555

15.3.2 建立模型并划分网格555

15.3.3 定义边界条件并求解563

15.3.4 后处理568

15.3.5 命令流实现572