ANSYS 2024有限元分析從入門到精通（升級版）

目 錄

第一部分 基礎(chǔ)知識
第1章 緒論 1
1.1 有限元法概述 1
1.1.1 有限元法的分析過程 1
1.1.2 有限元法分析階段劃分 3
1.2 ANSYS 2024簡介 4
1.2.1 ANSYS 2024的啟動與退出 4
1.2.2 ANSYS 2024的操作界面 4
1.2.3 ANSYS文件管理 7
1.2.4 ANSYS有限元分析流程 8
1.2.5 入門分析實例 9
1.3 本章小結(jié) 15
第2章 APDL基礎(chǔ) 16
2.1 APDL參數(shù) 16
2.1.1 參數(shù)的概念與類型 16
2.1.2 參數(shù)命名規(guī)則 17
2.1.3 參數(shù)的定義操作 17
2.1.4 參數(shù)的刪除操作 18
2.1.5 數(shù)組參數(shù) 18
2.2 APDL的流程控制命令 20
2.2.1 *GO命令 20
2.2.2 *IF命令 20
2.2.3 *DO命令 20
2.2.4 *DOWHILE命令 21
2.3 宏文件 21
2.3.1 創(chuàng)建宏文件 21
2.3.2 調(diào)用宏文件 22
2.4 運算符、函數(shù)與函數(shù)編輯器 23
2.5 本章小結(jié) 24
第3章 創(chuàng)建模型 25
3.1 實體建模操作概述 25
3.2 自下向上建模 27
3.3 自上向下建模 31
3.4 外部程序?qū)肽Ｐ?34
3.5 常用建模命令匯總 38
3.6 創(chuàng)建實體模型 40
3.7 本章小結(jié) 48
第4章 網(wǎng)格劃分 49
4.1 定義單元屬性 49
4.2 網(wǎng)格劃分控制 53
4.2.1 智能網(wǎng)格劃分 54
4.2.2 全局單元尺寸控制 55
4.2.3 默認單元尺寸控制 55
4.2.4 關(guān)鍵點尺寸控制 56
4.2.5 線尺寸控制 57
4.2.6 面尺寸控制 58
4.2.7 單元尺寸控制命令的優(yōu)先順序 59
4.2.8 完成網(wǎng)格劃分 59
4.3 網(wǎng)格的修改 60
4.3.1 清除網(wǎng)格 60
4.3.2 局部網(wǎng)格細化 61
4.3.3 層狀網(wǎng)格劃分 62
4.4 高級網(wǎng)格劃分技術(shù) 63
4.4.1 單元選擇 63
4.4.2 映射網(wǎng)格劃分 65
4.4.3 掃掠網(wǎng)格 67
4.4.4 拉伸網(wǎng)格 67
4.5 劃分網(wǎng)格命令匯總 67
4.6 本章小結(jié) 70
第5章 加載 71
5.1 載荷與載荷步 71
5.1.1 載荷 71
5.1.2 載荷步 72
5.2 加載方式 73
5.2.1 實體模型的加載特點 73
5.2.2 有限元模型的加載特點 73
5.3 施加約束與載荷 74
5.4 齒輪泵模型的加載 87
5.5 耦合與約束方程 89
5.5.1 耦合 89
5.5.2 約束方程 91
5.6 本章小結(jié) 92
第6章 求解 93
6.1 求解綜述 93
6.2 實例 96
6.3 求解命令匯總 97
6.4 本章小結(jié) 99
第7章 后處理 100
7.1 通用后處理器 100
7.1.1 結(jié)果文件 100
7.1.2 結(jié)果輸出 103
7.1.3 結(jié)果處理 116
7.1.4 結(jié)果查看器 119
7.2 時間歷程后處理器 120
7.2.1 Time History Variables對話框 120
7.2.2 定義變量 122
7.2.3 顯示變量 123
7.3 本章小結(jié) 124
第二部分 專題技術(shù)
第8章 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析 125
8.1 結(jié)構(gòu)分析概述 125
8.1.1 結(jié)構(gòu)分析的定義 125
8.1.2 靜力學(xué)分析的基本概念 126
8.1.3 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析的基本流程 126
8.2 開孔平板靜力學(xué)分析 129
8.2.1 問題描述 129
8.2.2 設(shè)置分析環(huán)境 129
8.2.3 定義單元與材料屬性 130
8.2.4 創(chuàng)建模型 132
8.2.5 劃分網(wǎng)格 134
8.2.6 施加邊界條件 135
8.2.7 求解 139
8.2.8 顯示變形圖 139
8.2.9 顯示結(jié)果云圖 140
8.2.10 查看矢量圖 144
8.2.11 查看約束反力 145
8.2.12 查詢危險點坐標 146
8.3 平面應(yīng)力分析 147
8.3.1 問題描述 147
8.3.2 設(shè)置分析環(huán)境 148
8.3.3 定義幾何參數(shù) 148
8.3.4 定義單元類型 149
8.3.5 定義實常數(shù) 150
8.3.6 定義材料屬性 151
8.3.7 創(chuàng)建實體模型 152
8.3.8 設(shè)置網(wǎng)格參數(shù)并劃分網(wǎng)格 154
8.3.9 施加載荷 156
8.3.10 求解 158
8.3.11 查看分析結(jié)果 159
8.3.12 命令流 162
8.4 本章小結(jié) 163
第9章 模態(tài)分析 164
9.1 模態(tài)分析的基本假設(shè) 164
9.2 模態(tài)分析方法 164
9.2.1 模態(tài)提取方法 164
9.2.2 模態(tài)分析的步驟 166
9.3 立體桁架結(jié)構(gòu)模態(tài)分析 170
9.3.1 問題描述 170
9.3.2 分析 170
9.3.3 設(shè)置分析環(huán)境 170
9.3.4 設(shè)置材料屬性 171
9.3.5 創(chuàng)建模型 173
9.3.6 劃分網(wǎng)格 175
9.3.7 施加約束 176
9.3.8 設(shè)置分析類型 177
9.3.9 設(shè)置分析選項 177
9.3.10 求解 178
9.3.11 觀察固有頻率結(jié)果 178
9.3.12 讀入數(shù)據(jù)結(jié)果 178
9.3.13 觀察振型等值線結(jié)果 179
9.3.14 命令流 181
9.4 本章小結(jié) 183
第10章 諧響應(yīng)分析 184
10.1 諧響應(yīng)分析應(yīng)用 184
10.1.1 諧響應(yīng)分析方法 184
10.1.2 使用Full法進行諧響應(yīng)分析 186
10.2 兩自由度系統(tǒng)諧響應(yīng)分析 189
10.2.1 問題描述 189
10.2.2 設(shè)置分析環(huán)境 190
10.2.3 設(shè)置材料屬性 190
10.2.4 創(chuàng)建模型 192
10.2.5 劃分網(wǎng)格 193
10.2.6 施加載荷 194
10.2.7 求解 195
10.2.8 后處理 195
10.2.9 命令流 196
10.3 本章小結(jié) 197
第11章 瞬態(tài)動力學(xué)分析 198
11.1 概述 198
11.1.1 預(yù)備工作 198
11.1.2 使用Full法進行瞬態(tài)動力學(xué)分析 199
11.2 斜拉懸臂梁結(jié)構(gòu)瞬態(tài)響應(yīng)分析 204
11.2.1 問題描述 204
11.2.2 設(shè)置分析環(huán)境 205
11.2.3 設(shè)置材料屬性 206
11.2.4 創(chuàng)建模型 207
11.2.5 劃分網(wǎng)格 208
11.2.6 施加載荷 208
11.2.7 求解 210
11.2.8 后處理 210
11.3 本章小結(jié) 211
第12章 譜分析 212
12.1 譜分析概述 212
12.2 三角平臺結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析 217
12.2.1 問題描述 217
12.2.2 分析 218
12.2.3 設(shè)置分析環(huán)境 218
12.2.4 設(shè)置材料屬性 218
12.2.5 創(chuàng)建模型 220
12.2.6 劃分網(wǎng)格 222
12.2.7 施加約束 222
12.2.8 求解 223
12.2.9 觀察結(jié)果 226
12.3 本章小結(jié) 227
第13章 熱分析 228
13.1 熱分析介紹 228
13.1.1 熱分析的類型 228
13.1.2 熱分析的基本過程 228
13.2 梁的熱-應(yīng)力耦合分析 230
13.2.1 問題描述 230
13.2.2 設(shè)置分析環(huán)境 231
13.2.3 設(shè)置材料屬性 232
13.2.4 建模 234
13.2.5 劃分網(wǎng)格 234
13.2.6 施加載荷 236
13.2.7 求解 237
13.2.8 后處理 239
13.3 本章小結(jié) 241
第14章 電磁場分析 242
14.1 磁場分析 242
14.2 電場分析 244
14.3 屏蔽帶狀傳輸線靜電場分析 245
14.3.1 問題描述 245
14.3.2 設(shè)置分析環(huán)境 245
14.3.3 設(shè)置材料屬性 245
14.3.4 建模 247
14.3.5 劃分網(wǎng)格 248
14.3.6 加載 249
14.3.7 求解 251
14.3.8 后處理 251
14.4 本章小結(jié) 254
第15章 多物理場耦合分析 255
15.1 概述 255
15.1.1 順序耦合分析 255
15.1.2 直接耦合分析 256
15.2 雙層金屬簧片耦合場分析 257
15.2.1 問題描述 257
15.2.2 設(shè)置分析環(huán)境 257
15.2.3 設(shè)置材料屬性 257
15.2.4 創(chuàng)建模型 259
15.2.5 劃分網(wǎng)格 259
15.2.6 加載 260
15.2.7 求解 261
15.2.8 后處理 262
15.3 本章小結(jié) 263
第16章 非線性靜力學(xué)分析 264
16.1 概述 264
16.1.1 非線性問題的分類 265
16.1.2 牛頓-拉弗森法 266
16.1.3 非線性求解的操作級別 267
16.1.4 非線性靜力學(xué)分析過程 270
16.2 實例分析一 279
16.2.1 問題描述 279
16.2.2 問題分析 279
16.2.3 設(shè)置分析環(huán)境 279
16.2.4 設(shè)置材料屬性 279
16.2.5 創(chuàng)建模型 281
16.2.6 劃分網(wǎng)格 281
16.2.7 加載 282
16.2.8 求解 285
16.2.9 后處理 285
16.2.10 命令流 287
16.3 實例分析二 289
16.3.1 問題描述 289
16.3.2 設(shè)置分析環(huán)境 289
16.3.3 設(shè)置材料屬性 289
16.3.4 創(chuàng)建模型 291
16.3.5 網(wǎng)格劃分 291
16.3.6 加載 292
16.3.7 求解 293
16.3.8 后處理 294
16.3.9 命令流 297
16.4 本章小結(jié) 299
第17章 接觸問題 300
17.1 概述 300
17.2 齒輪接觸問題 301
17.2.1 問題描述 301
17.2.2 設(shè)置分析環(huán)境 302
17.2.3 設(shè)置材料屬性 302
17.2.4 創(chuàng)建模型 304
17.2.5 劃分網(wǎng)格 310
17.2.6 定義接觸對 310
17.2.7 施加位移約束 312
17.2.8 求解 314
17.2.9 后處理 315
17.3 并列放置的兩個圓柱體的接觸問題 316
17.3.1 問題描述 316
17.3.2 問題分析 316
17.3.3 設(shè)置分析環(huán)境 317
17.3.4 設(shè)置材料屬性 317
17.3.5 創(chuàng)建模型 320
17.3.6 劃分網(wǎng)格 321
17.3.7 定義約束 325
17.3.8 加載 326
17.3.9 求解 328
17.3.10 后處理 328
17.4 本章小結(jié) 330
第18章 “生死”單元 331
18.1 概述 331
18.1.1 “生死”單元的基本概念 331
18.1.2 單元“生死”技術(shù)的使用 332
18.2 焊接過程模擬 334
18.2.1 問題描述 334
18.2.2 定義材料屬性 334
18.2.3 創(chuàng)建模型 335
18.2.4 生成鋼板模型的單元 337
18.2.5 加載 338
18.2.6 求解 340
18.2.7 查看圖形結(jié)果 345
18.3 本章小結(jié) 346
第19章 復(fù)合材料分析 347
19.1 復(fù)合材料的相關(guān)概念 347
19.2 創(chuàng)建復(fù)合材料模型 348
19.2.1 選擇合適的單元類型 348
19.2.2 定義材料的疊層結(jié)構(gòu) 349
19.2.3 定義失效準則 352
19.2.4 應(yīng)遵循的建模和后處理規(guī)則 353
19.3 復(fù)合材料分析實例 356
19.3.1 問題描述 356
19.3.2 定義單元類型、實常數(shù)及材料1