CAD/CAM/CAE软件入门与提高 ANSYS 14.0有限元分析入门与提高PDF|Epub|txt|kindle电子书版本下载

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第1章 ANSYS 14.0入门1

1.1 ANSYS 14.0的用户界面2

1.2 ANSYS文件系统3

1.2.1 文件类型3

1.2.2 文件管理4

1.3 ANSYS分析过程6

1.3.1 建立模型6

1.3.2 加载并求解6

1.3.3 后处理7

1.4 实例入门7

1.4.1 分析实例描述7

1.4.2 建立模型8

1.4.3 加载求解13

1.4.4 查看计算结果14

1.5 本章小结15

第2章 几何建模16

2.1 坐标系简介17

2.1.1 总体和局部坐标系17

2.1.2 显示坐标系19

2.1.3 节点坐标系19

2.1.4 单元坐标系20

2.1.5 结果坐标系20

2.2 工作平面的使用21

2.2.1 定义一个新的工作平面21

2.2.2 控制工作平面的显示和样式22

2.2.3 移动工作平面22

2.2.4 旋转工作平面22

2.2.5 还原一个已定义的工作平面22

2.3 布尔操作22

2.3.1 布尔运算的设置23

2.3.2 交运算23

2.3.3 两两相交运算24

2.3.4 加运算24

2.3.5 减运算25

2.3.6 利用工作平面进行减运算26

2.3.7 搭接运算26

2.3.8 分割运算27

2.3.9 粘接（或合并）运算27

2.4 编辑几何模型27

2.4.1 复制28

2.4.2 镜像28

2.4.3 转换坐标系28

2.4.4 缩放29

2.5 自底向上创建几何模型30

2.5.1 关键点30

2.5.2 硬点31

2.5.3 线32

2.5.4 面34

2.5.5 体35

2.6 实例——储液罐的实体建模37

2.6.1 GUI方式37

2.6.2 命令方式40

2.7 自顶向下创建几何模型41

2.7.1 创建面体素41

2.7.2 创建实体体素42

2.8 实例——轴承座的实体建模43

2.8.1 GUI方式44

2.8.2 命令方式48

2.9 从IGES文件中导入几何模型49

2.9.1 使用SMOOTH选项49

2.9.2 使用FACETED选项49

2.10 本章小结50

第3章 划分网格51

3.1 有限元网格概论52

3.2 设定单元属性52

3.2.1 生成单元属性表52

3.2.2 在划分网格之前分配单元属性53

3.3 网格划分的控制55

3.3.1 ANSYS网格划分工具（Mesh-Tool）55

3.3.2 单元形状56

3.3.3 选择自由或映射网格划分56

3.3.4 控制单元边中间节点的位置56

3.3.5 划分自由网格时的单元尺寸控制56

3.3.6 映射网格划分中单元的默认尺寸57

3.3.7 局部网格划分控制58

3.3.8 内部网格划分控制60

3.3.9 生成过渡棱锥单元60

3.3.10 将退化的四面体单元转化为非退化的形式60

3.3.11 执行层网格划分61

3.4 自由网格划分和映射网格划分控制61

3.4.1 自由网格划分61

3.4.2 映射网格划分66

3.5 给实体模型划分有限元网格66

3.5.1 用xMESH命令生成网格67

3.5.2 生成带方向节点的梁单元网格68

3.5.3 在分界线或分界面处生成单位厚度的界面单元68

3.6 实例——储液罐的网格划分68

3.6.1 GUI方式69

3.6.2 命令方式71

3.7 延伸和扫掠生成有限元模型71

3.7.1 延伸生成网格72

3.7.2 扫掠生成网格73

3.8 修正有限元模型75

3.8.1 局部细化网格75

3.8.2 移动、复制节点和单元77

3.8.3 控制面、线和单元的法向78

3.8.4 修改单元属性79

3.9 直接通过节点和单元生成有限元模型79

3.9.1 节点79

3.9.2 单元81

3.10 编号控制83

3.10.1 合并重复项83

3.10.2 编号压缩84

3.10.3 设定起始编号84

3.10.4 编号偏差85

3.11 实例——轴承座的网格划分85

3.11.1 GUI方式85

3.11.2 命令方式89

3.12 本章小结90

第4章 施加载荷91

4.1 载荷概论92

4.1.1 什么是载荷92

4.1.2 载荷步、子步和平衡迭代92

4.1.3 时间参数93

4.1.4 阶跃载荷与坡道载荷94

4.2 施加载荷94

4.2.1 施加载荷95

4.2.2 轴对称载荷与反作用力99

4.2.3 利用表格来施加载荷100

4.2.4 利用函数来施加载荷和边界条件102

4.3 实例——轴承座载荷和约束的施加103

4.3.1 GUI方式104

4.3.2 命令方式106

4.4 设定载荷步选项106

4.4.1 通用选项106

4.4.2 动力学分析选项109

4.4.3 非线性选项110

4.4.4 输出控制110

4.4.5 Biot-Savart选项111

4.4.6 谱分析选项112

4.4.7 创建多载荷步文件112

4.5 实例——储液罐载荷和约束的施加113

4.5.1 GUI方式113

4.5.2 命令方式115

4.6 本章小结116

第5章 求解117

5.1 求解概论118

5.1.1 使用直接求解法119

5.1.2 计算求解119

5.2 利用特定的求解控制器来指定求解类型119

5.2.1 使用Abridged Solution菜单选项120

5.2.2 使用“求解控制”对话框120

5.3 多载荷步求解121

5.3.1 多重求解法121

5.3.2 载荷步文件法122

5.3.3 矩阵参数法（数组参数法）122

5.4 实例——轴承座和储液罐模型求解123

5.5 本章小结124

第6章 后处理125

6.1 后处理概述126

6.1.1 结果文件126

6.1.2 后处理可用的数据类型126

6.2 通用后处理器127

6.2.1 将数据结果读入数据库127

6.2.2 图像显示结果132

6.2.3 列表显示结果137

6.2.4 将结果旋转到不同坐标系中显示138

6.3 实例——轴承座计算结果后处理140

6.3.1 GUI方式140

6.3.2 命令方式142

6.4 时间历程后处理器142

6.4.1 定义和储存POST26变量143

6.4.2 检查变量145

6.4.3 时间历程后处理器的其他功能147

6.5 实例——储液罐计算结果后处理148

6.5.1 GUI方式148

6.5.2 命令方式150

6.6 本章小结150

第7章 结构静力分析151

7.1 结构静力概论152

7.2 结构静力学分析的基本设置152

7.2.1 设置求解控制选项152

7.2.2 设置其他求解选项155

7.2.3 施加载荷157

7.3 实例——齿轮应力分析159

7.3.1 分析问题159

7.3.2 建立模型159

7.3.3 定义边界条件并求解168

7.3.4 查看结果170

7.4 本章小结172

第8章 模态分析173

8.1 模态分析概论174

8.2 模态分析的基本设置174

8.2.1 加载及求解174

8.2.2 扩展模态177

8.3 实例——齿轮模态分析178

8.3.1 分析问题178

8.3.2 建立模型178

8.3.3 进行模态设置、定义边界条件并求解184

8.3.4 查看结果187

8.4 本章小结188

第9章 谐响应分析189

9.1 谐响应分析概论190

9.1.1 完全法190

9.1.2 减缩方法190

9.1.3 模态叠加法191

9.1.4 谐响应分析方法的共同局限性191

9.2 谐响应分析的基本设置191

9.2.1 定义分析类型和载荷选项191

9.2.1 定义分析类型和载荷选项191

9.2.2 在模型上加载193

9.2.3 指定载荷步选项195

9.3 实例——琴弦谐响应分析196

9.3.1 分析问题196

9.3.2 建立模型196

9.3.3 查看结果205

9.4 本章小结207

第10章 瞬态动力学分析208

10.1 瞬态动力学概论209

10.1.1 完全法209

10.1.2 模态叠加法209

10.1.3 减缩法209

10.2 瞬态动力学分析的基本设置210

10.2.1 建立初始条件210

10.2.2 设定求解控制器211

10.2.3 设定其他求解选项212

10.2.4 施加载荷212

10.2.5 设定多载荷步214

10.3 实例——弹簧阻尼系统自由振动分析214

10.3.1 分析问题214

10.3.2 建立模型215

10.3.3 进行瞬态动力分析设置、定义边界条件并求解219

10.3.4 查看结果222

10.4 本章小结225

第11章 谱分析226

11.1 谱分析概论227

11.1.1 响应谱227

11.1.2 动力设计分析方法227

11.1.3 功率谱密度227

11.2 谱分析的基本步骤227

11.2.1 谱分析227

11.2.2 扩展模态229

11.2.2 扩展模态229

11.2.3 合并模态230

11.3 实例——三层框架结构地震响应谱分析230

11.3.1 问题描述231

11.3.2 GUI操作方法231

11.4 本章小结240

第12章 非线性分析241

12.1 非线性分析概论242

12.1.1 非线性行为的原因242

12.1.2 非线性分析的基本信息243

12.1.3 几何非线性245

12.1.4 材料非线性246

12.1.5 其他非线性问题249

12.2 非线性分析的基本设置249

12.2.1 设置求解控制器249

12.2.2 设定其他求解选项251

12.3 实例——铆钉冲压应力分析253

12.3.1 分析问题253

12.3.2 建立模型253

12.3.3 定义边界条件并求解258

12.3.4 查看结果260

12.4 本章小结263

第13章 结构屈曲分析264

13.1 结构屈曲概论265

13.2 结构屈曲分析的基本设置265

13.2.1 获得静力解265

13.2.2 获得特征值屈曲解266

13.2.3 扩展解266

13.3 实例——框架结构的屈曲分析267

13.3.1 问题描述267

13.3.2 GUI路径模式267

13.4 本章小结278

第14章 接触问题分析279

14.1 接触问题概论280

14.1.1 一般分类280

14.1.2 接触单元280

14.2 接触分析的基本设置281

14.2.1 建立模型并划分网格281

14.2.2 识别接触对281

14.2.3 定义刚性目标面281

14.2.4 定义柔性接触面282

14.2.5 设置实常数和单元关键点284

14.2.6 控制刚性目标面的运动285

14.2.7 定义求解选项和载荷步285

14.3 实例——齿轮副接触分析286

14.3.1 分析问题286

14.3.2 建立模型287

14.3.3 定义边界条件并求解295

14.3.4 查看结果297

14.4 本章小结298

第15章 结构优化299

15.1 结构优化设计概论300

15.2 优化设计的基本步骤301

15.2.1 生成分析文件302

15.2.2 建立优化过程中的参数304

15.2.3 指定分析文件304

15.2.4 指定优化变量305

15.2.5 选择优化方法或优化工具305

15.2.6 指定优化循环控制方式306

15.2.7 进行优化分析307

15.2.8 查看设计序列结果307

15.3 实例——梁的形状优化308

15.3.1 分析问题308

15.3.2 建立模型309

15.3.3 定义边界条件并求解313

15.3.4 查看结果321

15.4 本章小结322

第16章 热分析323

16.1 热分析概论324

16.1.1 热分析的特点324

16.1.2 热分析单元324

16.2 热分析的基本过程325

16.2.1 稳态热分析325

16.2.2 瞬态热分析329

16.3 稳态热分析的实例——换热管的热分析333

16.4 瞬态热分析实例——钢球淬火过程温度分析341

16.5 热应力分析实例——换热管的热应力分析350

16.6 本章小结355