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第1章 ANSYS 11.0简介1

1.1 ANSYS 11.0的发展历史1

1.2 ANSYS 11.0的组成与特点2

1.2.1 ANSYS 11.0的组成2

1.2.2 ANSYS 11.0的技术特点3

1.3 ANSYS 11.0的功能4

1.3.1 ANSYS 11.0的基本功能4

1.3.2 ANSYS 11.0的新功能5

1.3.3 ANSYS 11.0的新单元8

1.4 ANSYS 11.0的基本操作8

1.4.1 ANSYS 11.0的使用环境8

1.4.2 ANSYS 11.0的操作方式9

1.4.3 ANSYS 11.0的启动10

1.4.4 ANSYS 11.0的图形用户界面11

1.4.5 ANSYS 11.0的文件格式14

1.5第一个有限元分析实战14

1.5.1有限元法的基本架构14

1.5.2提出问题15

1.5.3定义参数16

1.5.4创建几何模型19

1.5.5划分网格21

1.5.6加载数据23

1.5.7求解24

1.5.8结果分析24

1.6小结27

1.7习题27

第2章 实体建模29

2.1 ANSYS软件中的模型29

2.1.1实体建模方法29

2.1.2从CAD图形中导入实体模型31

2.2 ANSYS软件的坐标系及其操作31

2.2.1总体坐标系及其操作31

2.2.2局部坐标系及其操作32

2.2.3显示坐标系及其操作34

2.2.4节点坐标系及其操作35

2.2.5单元坐标系及其操作36

2.2.6结果坐标系及其操作36

2.3工作平面及其操作37

2.3.1显示和设置工作平面37

2.3.2旋转和平移工作平面39

2.3.3定义工作平面40

2.4自底向上建模41

2.4.1定义关键点41

2.4.2选择、查看和删除关键点43

2.4.3定义线44

2.4.4选择、查看和删除线47

2.4.5定义面48

2.4.6选择、查看和删除面50

2.4.7定义体50

2.4.8选择、查看和删除体51

2.5自顶向下建模51

2.5.1建立矩形面原始对象52

2.5.2建立圆或环形面原始对象53

2.5.3建立正多边形面原始对象54

2.5.4建立长方体原始对象56

2.5.5建立柱体原始对象56

2.5.6建立多棱柱原始对象57

2.5.7建立球体或部分球体原始对象58

2.5.8建立锥体或圆台原始对象59

2.5.9建立环体或部分环体原始对象59

2.6布尔运算60

2.6.1布尔运算的基础设置60

2.6.2交运算61

2.6.3加运算64

2.6.4减运算65

2.6.5切割运算66

2.6.6搭接运算69

2.6.7分割运算70

2.6.8黏结运算71

2.7综合实例——轴承座实体建模72

2.8小结79

2.9习题79

第3章 网格划分81

3.1网格划分的过程81

3.1.1定义单元类型81

3.1.2定义实常数85

3.1.3定义材料参数87

3.1.4分配单元属性91

3.2网格划分控制92

3.2.1网格划分工具92

3.2.2 Smart Size网格划分控制94

3.2.3尺寸控制96

3.2.4单元形状控制99

3.2.5网格划分器选择100

3.3实体模型网格划分104

3.3.1关键点网格划分105

3.3.2线网格划分105

3.3.3面网格划分106

3.3.4体网格划分106

3.3.5网格修改108

3.4网格检查111

3.4.1设置形状检查选项111

3.4.2设置形状限制参数112

3.4.3确定网格质量113

3.5直接生成有限元模型114

3.5.1节点定义114

3.5.2单元定义119

3.6综合实例124

3.6.1问题描述124

3.6.2 GUI操作步骤125

3.7小结130

3.8习题130

第4章 加载与求解132

4.1加载与求解概述132

4.1.1载荷分类132

4.1.2载荷步、子步和平衡迭代133

4.1.3载荷的显示134

4.1.4载荷步选项134

4.1.5加载方式135

4.2载荷的定义136

4.2.1自由度约束136

4.2.2集中载荷140

4.2.3表面载荷142

4.2.4体载荷150

4.2.5特殊载荷151

4.3求解152

4.3.1选择合适的求解器152

4.3.2求解多步载荷154

4.4小结156

4.5习题156

第5章 通用后处理器158

5.1通用后处理器概述158

5.1.1通用后处理器处理的结果文件158

5.1.2结果文件读入通用后处理器159

5.1.3浏览结果数据集信息160

5.1.4读取结果数据集160

5.1.5设置结果输出方式与图形显示方式163

5.2图形显示计算结果164

5.2.1绘制变形图164

5.2.2绘制等值线图166

5.2.3绘制矢量图168

5.2.4绘制粒子轨迹图170

5.2.5绘制破碎图和压碎图170

5.3路径操作171

5.3.1定义路径171

5.3.2观察沿路径的结果173

5.3.3进行沿路径的数学运算175

5.4单元表175

5.4.1创建和修改单元表176

5.4.2基于单元表的数学运算177

5.4.3根据单元表绘制结果图形178

5.5载荷组合及其运算179

5.5.1创建载荷工况179

5.5.2载荷工况的读写180

5.5.3载荷工况数学运算181

5.6综合实例——桁架计算181

5.7小结188

5.8习题188

第6章 时间历程后处理器190

6.1定义和存储变量190

6.1.1变量定义191

6.1.2变量存储192

6.1.3变量的导入193

6.2变量的操作194

6.2.1数学运算194

6.2.2变量与数组相互赋值195

6.2.3数据平滑198

6.2.4生成响应频谱198

6.3查看变量199

6.3.1图形显示199

6.3.2列表显示202

6.4动画技术204

6.4.1直接生成动画204

6.4.2通过动画帧显示动画204

6.4.3动画播放207

6.5综合实例——钢球温度计算207

6.5.1问题描述207

6.5.2 GUI操作步骤207

6.6小结215

6.7习题216

第7章 结构静力分析217

7.1结构线性静力分析217

7.1.1线性静力分析基础217

7.1.2线性静力分析实例218

7.2结构非线性分析223

7.2.1几何非线性分析224

7.2.2几何非线性分析实例225

7.2.3材料非线性分析227

7.2.4材料非线性分析实例228

7.3小结232

7.4习题232

第8章 ANSYS动态分析234

8.1模态分析234

8.1.1模态分析简介234

8.1.2模态分析步骤234

8.1.3模态分析实例237

8.2瞬时动态分析244

8.2.1瞬态动力分析简介244

8.2.2瞬态动力分析步骤244

8.2.3瞬时动力分析实例247

8.3谐波响应分析253

8.3.1谐波响应分析简介253

8.3.2谐波响应分析步骤253

8.3.3谐波响应分析实例254

8.4小结259

8.5习题259

第9章 优化设计260

9.1优化设计基本概念260

9.2优化设计的步骤262

9.2.1生成分析文件263

9.2.2建立优化参数266

9.2.3指定分析文件266

9.2.4声明优化变量266

9.2.5选择优化工具和方法269

9.2.6指定优化循环控制方式272

9.2.7进行优化分析273

9.2.8查看优化结果274

9.3优化设计实例276

9.3.1问题描述276

9.3.2 GUI操作步骤276

9.4小结285

9.5习题285

第10章 其他问题分析287

10.1热力学分析287

10.1.1热分析的基础知识287

10.1.2稳态热分析290

10.1.3瞬态热分析296

10.2计算流体动力学分析305

10.2.1 CFD分析的概念与基本步骤305

10.2.2实例——导流管的流速分析307

10.3电磁场分析319

10.3.1电磁场分析的基本概念与步骤319

10.3.2 2D静态电磁场分析实例322

10.4疲劳分析332

10.4.1疲劳分析的基本概念与步骤332

10.4.2综合实例333

10.5小结338

10.6习题338

参考文献340