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操作基础篇1

第1章 ANSYS入门简述1

1.1 ANSYS概述2

1.1.1 ANSYS的功能2

1.1.2 ANSYS的发展3

1.2 ANSYS 17.0的安装与启动3

1.2.1 设置运行环境3

1.2.2 启动与退出5

1.3 ANSYS分析求解过程7

1.3.1 创建模型7

1.3.2 加载及求解7

1.3.3 两个后处理8

1.4 ANSYS文件系统管理8

1.4.1 文件类型8

1.4.2 文件管理9

第2章 创建几何模型12

2.1 坐标系基础13

2.1.1 总体及局部坐标系13

2.1.2 显示坐标系15

2.1.3 节点坐标系15

2.1.4 单元坐标系16

2.1.5 结果坐标系16

2.2 工作平面的使用17

2.2.1 定义一个新的工作平面17

2.2.2 控制工作平面的显示和样式18

2.2.3 移动工作平面18

2.2.4 旋转工作平面18

2.2.5 还原一个已定义的工作平面18

2.3 布尔操作19

2.3.1 布尔运算的设置19

2.3.2 布尔运算之后的图元编号20

2.3.3 交运算20

2.3.4 两两相交21

2.3.5 相加21

2.3.6 相减21

2.3.7 利用工作平面作减运算22

2.3.8 搭接23

2.3.9 分割23

2.3.10 粘接（或合并）23

2.4 移动、复制和缩放几何模型24

2.4.1 按照样本生成图元24

2.4.2 由对称映像生成图元25

2.4.3 将样本图元转换坐标系25

2.4.4 实体模型图元的缩放25

2.5 实例——框架结构的实体建模26

2.5.1 问题描述26

2.5.2 GUI操作方法27

2.5.3 命令方式32

第3章 模型创建过程34

3.1 自底向上创建几何模型35

3.1.1 关键点35

3.1.2 硬点36

3.1.3 线37

3.1.4 面39

3.1.5 体40

3.1.6 自底向上建模实例41

3.2 自顶向下创建几何模型（体素）51

3.2.1 创建面体素51

3.2.2 创建实体体素51

3.2.3 自顶向下建模实例52

3.3 实例——轴承座的实体建模60

3.3.1 GUI方式61

3.3.2 命令方式67

第4章 模型的网格划分68

4.1 有限元网格概论69

4.2 影响网格因素69

4.2.1 生成单元属性表69

4.2.2 分配单元属性70

4.3 网格划分的控制72

4.3.1 ANSYS网格划分工具（MeshTool）72

4.3.2 单元形状72

4.3.3 选择自由或映射网格划分73

4.3.4 控制单元边中节点的位置73

4.3.5 划分自由网格时的单元尺寸控制（SmartSizing）74

4.3.6 映射网格划分中单元的默认尺寸74

4.3.7 局部网格划分控制75

4.3.8 内部网格划分控制76

4.3.9 生成过渡棱锥单元77

4.3.10 将退化的四面体单元转化为非退化的形式78

4.3.11 执行层网格划分78

4.4 自由及映射网格划分控制79

4.4.1 自由网格划分79

4.4.2 映射网格划分80

4.5 实例——框架结构的网格划分83

4.5.1 GUI方式83

4.5.2 命令方式84

4.6 延伸和扫掠84

4.6.1 延伸（Extrude）生成网格84

4.6.2 扫掠（VSWEEP）生成网格86

4.7 直接生成网格模型88

4.7.1 节点89

4.7.2 单元90

4.8 实例——轴承座的网格划分92

4.8.1 GUI方式92

4.8.2 命令方式96

第5章 载荷施加及载荷步98

5.1 载荷概念99

5.1.1 什么是载荷99

5.1.2 载荷步、子步和平衡迭代100

5.1.3 时间参数100

5.1.4 阶跃载荷与坡道载荷101

5.2 施加载荷102

5.2.1 实体模型载荷与有限单元载荷102

5.2.2 施加载荷103

5.2.3 利用表格来施加载荷108

5.2.4 轴对称载荷与反作用力110

5.3 实例——轴承座的载荷和约束施加111

5.3.1 GUI方式111

5.3.2 命令方式113

5.4 载荷步选项114

5.4.1 通用选项114

5.4.2 非线性选项117

5.4.3 动力学分析选项118

5.4.4 输出控制118

54.5 创建多载荷步文件119

5.5 实例——框架结构的载荷和约束施加121

5.5.1 GUI方式121

5.5.2 命令方式121

第6章 有限元模型求解122

6.1 求解概论123

6.1.1 直接求解法123

6.1.2 稀疏矩阵法124

6.1.3 雅可比共轭梯度法124

6.1.4 不完全分解共轭梯度法124

6.1.5 预条件共轭梯度法125

6.1.6 自动迭代解法选项126

6.1.7 获得解答126

6.2 指定求解类型127

6.2.1 Abridged Solution菜单选项127

6.2.2 求解控制对话框127

6.3 多载荷步求解129

6.3.1 多重求解法129

6.3.2 使用载荷步文件法129

6.3.3 数组参数法（矩阵参数法）130

6.4 重新启动分析131

6.4.1 重启动分析132

6.4.2 多载荷步文件的重启动分析135

6.5 求解前预估137

6.5.1 估计运算时间137

6.5.2 估计文件的大小137

6.5.3 估计内存需求138

6.6 实例——轴承座和框架结构模型求解138

第7章 通用及时间历程后处理140

7.1 后处理概述141

7.1.1 结果文件类型141

7.1.2 后处理可用的数据类型142

7.2 通用后处理器（POST1）142

7.2.1 将数据结果读入数据库142

7.2.2 图像显示结果149

7.2.3 列表显示结果154

7.2.4 将结果旋转到不同坐标系中显示156

7.3 实例——轴承座计算结果后处理158

7.3.1 GUI方式158

7.3.2 命令方式160

7.4 时间历程后处理（POST26）160

7.4.1 定义和储存POST26变量160

7.4.2 检查变量163

7.4.3 POST26后处理器的其他功能165

7.5 实例——框架结构计算结果后处理166

7.5.1 GUI方式166

7.5.2 命令方式167

专题实例篇168

第8章 结构静力分析168

8.1 静力分析介绍169

8.2 实例——内六角扳手的静态分析169

8.2.1 问题的描述169

8.2.2 GUI路径模式170

8.2.3 命令流方式185

第9章 模态分析186

9.1 模态分析概论187

9.2 实例——小发电机转子模态分析187

9.2.1 分析问题187

9.2.2 建立模型188

9.2.3 进行模态设置、定义边界条件并求解191

9.2.4 查看结果193

9.2.5 命令流方式194

第10章 谱分析195

10.1 谱分析概论196

10.1.1 响应谱196

10.1.2 动力设计分析方法（DDAM）196

10.1.3 功率谱密度（PSD）196

10.2 实例——简单梁结构响应谱分析197

10.2.1 问题描述197

10.2.2 GUI操作方法197

10.2.3 命令流方式204

第11章 谐响应分析205

11.1 谐响应分析概论206

11.1.1 完全法（Full Method）206

11.1.2 减缩方法（Reduced Method）207

11.1.3 模态叠加法（Mode Superposition Method）207

11.1.4 3种方法的共同局限性207

11.2 实例——悬臂梁谐响应分析207

11.2.1 分析问题208

11.2.2 建立模型208

11.2.3 查看结果218

11.2.4 命令流方式219

第12章 瞬态动力学分析220

12.1 瞬态动力学概论221

12.1.1 完全法（Full Method）221

12.1.2 模态叠加法（Mode Superposition Method）221

12.1.3 减缩法（Reduced Method）222

12.2 实例——哥伦布阻尼的自由振动分析222

12.2.1 问题描述222

12.2.2 GUI模式223

12.2.3 命令流方式234

第13章 非线性分析235

13.1 非线性分析概论236

13.1.1 非线性行为的原因236

13.1.2 非线性分析的基本信息237

13.1.3 几何非线性239

13.1.4 材料非线性240

13.1.5 其他非线性问题244

13.2 实例——铆钉非线性分析244

13.2.1 问题描述244

13.2.2 建立模型244

13.2.3 定义边界条件并求解250

13.2.4 查看结果252

13.2.5 命令流方式254

第14章 接触问题分析255

14.1 接触问题概论256

14.1.1 一般分类256

14.1.2 接触单元256

14.2 实例——陶瓷套管的接触分析257

14.2.1 问题描述257

14.2.2 GUI方式257

14.2.3 命令流方式271

第15章 结构屈曲分析272

15.1 结构屈曲概论273

15.2 实例——薄壁圆筒屈曲分析273

15.2.1 分析问题273

15.2.2 操作步骤273

15.2.3 命令流281

第16章 热力学分析282

16.1 热分析概论283

16.1.1 热分析的特点283

16.1.2 热分析单元283

16.2 实例——长方体形坯料空冷过程分析284

16.2.1 问题描述284

16.2.2 问题分析285

16.2.3 GUI操作步骤285

16.2.4 命令流方式290

16.3 实例——某零件铸造过程分析290

16.3.1 问题描述290

16.3.2 问题分析291

16.3.3 GUI操作步骤291

16.3.4 命令流方式301

第17章 电磁场分析302

17.1 电磁场有限元分析概述303

17.1.1 电磁场中常见边界条件303

17.1.2 ANSYS电磁场分析对象303

17.1.3 电磁场单元概述304

17.2 实例——二维螺线管制动器内瞬态磁场的分析305

17.2.1 问题描述305

17.2.2 创建物理环境306

17.2.3 建立模型、赋予特性、划分网格309

17.2.4 加边界条件和载荷313

17.2.5 求解316

17.2.6 命令流方式318

17.3 实例——正方形电流环中的磁场319

17.3.1 问题描述319

17.3.2 创建物理环境320

17.3.3 建立模型、赋予特性、划分网格322

17.3.4 加边界条件和载荷324

17.3.5 求解325

17.3.6 查看结算结果325

17.3.7 命令流方式328

第18章 耦合场分析329

18.1 耦合场分析的定义330

18.2 耦合场分析的类型330

18.2.1 直接方法330

18.2.2 载荷传递分析330

18.2.3 直接方法和载荷传递331

18.3 耦合场分析的单位制334

18.4 实例——热电冷却器耦合分析337

18.4.1 前处理338

18.4.2 求解346

18.4.3 后处理348

18.4.4 命令流方式350

18.5 实例——机电系统电路耦合分析实例350

18.5.1 前处理351

18.5.2 求解358

18.5.3 后处理361

18.5.4 命令流方式361