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第1章 ANSYS软件介绍1

1.1 有限元分析概述1

1.1.1 有限元分析简介1

1.1.2 有限元分析步骤1

1.1.3 ANSYS软件的发展历程2

1.1.4 ANSYS软件基本功能4

1.1.5 ANSYS 18.0新功能6

1.2 ANSYS 18.0软件安装7

1.3 ANSYS 18.0工作界面11

1.3.1 启动ANSYS 18.011

1.3.2 ANSYS 18.0经典主界面12

1.3.3 ANSYS 18.0的退出22

1.3.4 ANSYS 18.0的文件格式23

1.4 ANSYS Workbench 18.023

1.4.1 ANSYS Workbench简介23

1.4.2 ANSYS 18.0 Workbench启动24

1.4.3 ANSYS Workbench 18.0的主界面24

1.4.4 Workbench项目管理27

1.4.5 设置项属性28

1.4.6 Workbench文件管理28

1.5 ANSYS 18.0案例入门29

1.5.1 提出问题29

1.5.2 定义参数30

1.5.3 创建几何模型32

1.5.4 划分网格34

1.5.5 施加荷载37

1.5.6 求解38

1.5.7 结果分析39

1.6 本章小结41

习题141

习题1答案41

第2章 ANSYS实体建模42

2.1 ANSYS实体建模基本方法42

2.1.1 自底向上建模42

2.1.2 自顶向下建模42

2.1.3 布尔运算的使用42

2.1.4 拖拉或旋转实体模型43

2.1.5 移动和复制实体模型43

2.2 ANSYS坐标系的操作43

2.2.1 总体坐标系43

2.2.2 局部坐标系45

2.2.3 显示坐标系48

2.2.4 节点坐标系49

2.2.5 单元坐标系51

2.2.6 结果坐标系52

2.3 ANSYS工作平面的使用52

2.3.1 显示和设置工作平面52

2.3.2 定义工作平面54

2.3.3 旋转和平移工作平面55

2.4 自底向上建模的操作56

2.4.1 定义及操作关键点56

2.4.2 选择、查看和删除关键点60

2.4.3 定义及操作线61

2.4.4 选择、查看和删除线65

2.4.5 定义及操作面66

2.4.6 选择、查看和删除面71

2.4.7 定义及操作体71

2.4.8 选择、查看和删除体75

2.5 自顶向下建模的操作76

2.5.1 矩形面原始对象的建立76

2.5.2 圆或环形面原始对象的建立77

2.5.3 正多边形面原始对象的建立78

2.5.4 长方体原始对象的建立80

2.5.5 柱体原始对象的建立81

2.5.6 多棱柱原始对象的建立82

2.5.7 球体或部分球体原始对象的建立82

2.5.8 锥体或圆台原始对象的建立83

2.5.9 环体或部分环体原始对象的建立83

2.6 布尔运算84

2.6.1 布尔运算的基础设置84

2.6.2 交运算85

2.6.3 加运算86

2.6.4 减运算86

2.6.5 切割运算88

2.6.6 搭接运算89

2.6.7 分割运算89

2.6.8 黏结运算90

2.7 修改模型90

2.7.1 移动图元90

2.7.2 复制图元91

2.7.3 镜像图元91

2.7.4 缩放图元92

2.7.5 转换图元坐标系93

2.7.6 组件和部件的操作93

2.7.7 通过组件和部件选择实体95

2.8 ANSYS实体建模综合实例95

2.8.1 轴承座实体95

2.8.2 汽车连杆实体106

2.8.3 联轴体实例114

2.9 本章小结121

习题2122

习题2答案122

第3章 ANSYS网格划分126

3.1 定义单元属性126

3.1.1 定义单元类型126

3.1.2 定义常数128

3.1.3 定义材料参数129

3.1.4 分配单元属性133

3.2 网格划分控制134

3.2.1 网格划分工具135

3.2.2 Smart Size网格划分控制136

3.2.3 尺寸控制138

3.2.4 单元形状控制142

3.2.5 网格划分器选择143

3.3 实体模型网格划分146

3.3.1 关键点网格划分147

3.3.2 线网格划分147

3.3.3 面网格划分147

3.3.4 体网格划分148

3.4 网格检查150

3.4.1 设置形状检查选项150

3.4.2 设置形状限制参数151

3.4.3 确定网格质量152

3.5 网格的修改152

3.6 综合实例1——轴承座实体模型的网格划分154

3.7 综合实例2——汽车连杆实体模型的网格划分157

3.8 本章小结160

习题3160

习题3答案161

第4章 施加载荷及求解169

4.1 加载概述169

4.1.1 载荷类型169

4.1.2 载荷施加方式170

4.1.3 载荷步、子步和平衡迭代171

4.1.4 载荷步选项172

4.1.5 载荷步显示173

4.2 载荷的定义174

4.2.1 自由度约束174

4.2.2 集中载荷179

4.2.3 表面载荷183

4.2.4 体载荷193

4.3 求解194

4.3.1 选择合适的求解器194

4.3.2 求解多步载荷196

4.3.3 求解198

4.4 综合实例1——轴承座模型载荷施加及求解199

4.5 综合实例2——汽车连杆模型载荷施加及求解203

4.6 本章小结207

习题4207

习题4答案208

第5章 通用后处理器210

5.1 通用后处理器概述210

5.1.1 通用后处理器处理的结果文件210

5.1.2 结果文件读入通用后处理器211

5.1.3 浏览结果数据集信息212

5.1.4 读取结果数据集213

5.1.5 设置结果输出方式与图形显示方式215

5.2 图形显示计算结果216

5.2.1 绘制变形图216

5.2.2 绘制等值线图217

5.2.3 绘制矢量图220

5.2.4 绘制粒子轨迹图221

5.2.5 绘制破裂图和压碎图221

5.3 路径操作222

5.3.1 定义路径222

5.3.2 观察沿路径的结果224

5.3.3 进行沿路径的数学运算226

5.4 单元表226

5.4.1 创建和修改单元表226

5.4.2 基于单元表的数学运算228

5.4.3 根据单元表绘制结果图形229

5.5 载荷组合及其运算230

5.5.1 创建载荷工况230

5.5.2 载荷工况的读写231

5.5.3 载荷工况数学运算231

5.6 综合实例1——桁架计算232

5.7 综合实例2——轴承座及汽车连杆后处理分析239

5.7.1 轴承座后处理分析239

5.7.2 汽车连杆后处理分析240

5.8 本章小结242

习题5242

习题5答案242

第6章 时间历程后处理器243

6.1 定义和存储变量244

6.1.1 变量定义244

6.1.2 变量存储246

6.1.3 变量的导入247

6.2 变量的操作248

6.2.1 数学运算248

6.2.2 变量与数组相互赋值248

6.2.3 数据平滑251

6.2.4 生成响应频谱251

6.3 查看变量252

6.3.1 图形显示252

6.3.2 列表显示255

6.4 动画技术256

6.4.1 直接生成动画257

6.4.2 通过动画帧显示动画257

6.4.3 动画播放259

6.5 综合实例——钢球温度计算260

6.5.1 问题描述260

6.5.2 GUI操作步骤260

6.6 本章小结269

习题6269

习题6答案270

第7章 ANSYS结构分析及应用271

7.1 结构分析概述271

7.1.1 结构分析定义271

7.1.2 结构分析的类型271

7.1.3 结构分析所使用的单元272

7.1.4 材料模式界面272

7.1.5 阻尼273

7.1.6 求解方法275

7.2 结构静力分析275

7.2.1 结构静力分析求解步骤276

7.2.2 实例1——钢支架结构静力分析276

7.2.3 实例2——六角扳手结构静力分析283

7.2.4 更多的结构静力分析实例300

7.3 结构非线性分析301

7.3.1 结构非线性分析概述301

7.3.2 结构非线性分析基本步骤302

7.3.3 实例1——悬臂梁几何非线性分析302

7.3.4 实例2——钢棒单轴拉伸非线性分析305

7.3.5 其他例子308

7.4 模态分析309

7.4.1 模态分析简介309

7.4.2 模态分析步骤309

7.4.3 实例——飞机机翼模态分析312

7.5 谐波响应分析318

7.5.1 谐波响应分析简介318

7.5.2 谐波响应分析步骤319

7.5.3 谐波响应分析实例320

7.6 屈曲分析323

7.6.1 屈曲分析简介323

7.6.2 屈曲分析步骤324

7.6.3 屈曲分析实例326

7.6.4 其他例子331

7.7 本章小结332

第8章 ANSYS常用命令流333

8.1 过程和数据库命令333

8.2 参数化设计命令334

8.3 前处理器固体模型生成命令335

8.4 前处理器网格剖分命令350

8.5 求解命令356

8.6 一般后处理器命令358

8.7 结构分析命令362

8.8 其他命令364

参考文献370