ANSYS有限元基础教程

ANSYS有限元基础教程
出版时间：2011年版
内容简介
　　《普通高等教育机械类“十二五”规划系列教材：ANSYS有限元基础教程》是有限元法的入门教材，简明易学，坚持理论与实践的结合，强调实用性和可操作性。全书分为两篇，第1篇由第1～４章组成，介绍有限元法的基本理论和分析过程；第2篇由第5～11章组成，介绍ANSYS软件的操作及工程应用。其主要内容包括有限元法的基本理论、平面问题的有限元法、空间问题和轴对称问题的有限元法、等参数单元、ANSYS软件的实体建模技术、网格划分技术、施加载荷与求解、结果后处理技术及工程应用实例。为了兼顾缺乏弹性力学知识的读者，在第1章对有限元法中涉及的弹性力学基本知识进行了简要介绍。同时，还免费为采用《ANSYS有限元基础教程》授课的教师提供电子课件。《普通高等教育机械类“十二五”规划系列教材：ANSYS有限元基础教程》适合于作为机械工程、工程力学、土木建筑、材料冶金、航空航天等专业本科生及研究生的教材，也可为工程技术人员了解有限元法和ANSYS软件提供快速入门的参考。
目录
第1章 绪论
1.1 有限元法的产生
1.1.1 有限元法的发展过程
1.1.2 有限元法的基本思想
1.1.3 有限元法的特点
1.2 有限元法的基本步骤
1.3 有限元法的应用
1.3.1 有限元法的应用领域
1.3.2 有限元法在产品开发中的应用
1.4 弹性力学基本知识
1.4.1 弹性力学的基本假设
1.4.2 弹性力学的基本变量
1.4.3 弹性力学的基本方程
1.4.4 弹性问题的能量原理
1.4.5 弹性力学的平面问题
习题 第2章 平面问题的有限元法
2.1 结构的离散化
2.2 单元分析
2.2.1 位移函数
2.2.2 单元应变
2.2.3 单元应力
2.2.4 单元刚度矩阵
2.3 整体分析
2.4 有限元法解题过程与算例
2.5 单元等效节点力
2.6 边界条件的处理
2.7 计算结果的整理
2.8 矩形单元
2.8.1 位移函数
2.8.2 单元应变
2.8.3 单元应力
2.8.4 单元刚度矩阵
2.8.5 单元等效节点力
2.8.6 整体平衡方程
2.8.7 矩形单元与三角形单元比较
2.8.8 解答的收敛性
习题 第3章 空间问题和轴对称问题有限元法
3.1 空间问题的特点
3.2 采用四面体单元解一般空间问题
3.2.1 结构离散化
3.2.2 单元位移函数
3.2.3 单元的应变与应力
3.2.4 单元刚度矩阵
3.2.5 单元等效节点力
3.3 轴对称问题的有限元法
3.3.1 轴对称问题定义
3.3.2 基本变量和基本方程
3.3.3 轴对称问题单元分析
习题 第4章 等参数单元与数值积分
4.1 等参数单元的基本概念
4.2 平面8节点四边形等参数单元
4.2.1 单元位移函数
4.2.2 单元应变
4.2.3 单元应力
4.2.4 单元刚度矩阵
4.3 空间20节点六面体等参数单元
4.3.1 单元位移函数
4.3.2 单元应变
4.3.3 单元应力
4.3.4 单元刚度矩阵
4.3.5 单元等效节点力
4.4 高斯求积法
习题 第5章 ANSYS软件简介
5.1 ANSYS概述
5.2 ANSYS启动、退出与GUI环境
5.2.1 ANSYS启动
5.2.2 ANSYS交互界面环境组成
5.2.3 退出ANSYS
5.3 ANSYS常用菜单与对话框操作
5.3.1 主菜单
5.3.2 工具菜单
5.3.3 绘图菜单
5.3.4 输入窗口
5.3.5 快捷功能图标按钮
5.3.6 工具条按钮
5.3.7 可见/隐藏按钮
5.3.8 对话框执行按钮
5.3.9 图形变换对话框
5.3.10 图形拾取
5.4 ANSYS文件操作
5.4.1 新分析相关文件及其操作
5.4.2 ANSYS文件重命名、复制与删除
5.4.3 导入与导出几何文件
5.5 ANSYS的坐标系与工作平面
5.5.1 总体坐标系
5.5.2 局部坐标系
5.5.3 工作平面
5.5.4 激活坐标系（当前坐标系
5.6 ANSYS标准有限元分析过程
5.6.1 ANSYS有限元求解的基本步骤
5.6.2 ANSYS标准求解过程实例
习题 第6章 实体建模技术
6.1 实体建模概述
6.1.1 ANSYS实体建模的思路
6.1.2 ANSYS实体建模菜单系统简介
6.2 创建基本几何对象
6.2.1 关键点、硬点及其创建方法
6.2.2 线的类型与创建方法
6.2.3 面的类型与创建方法
6.2.4 体的类型与创建方法
6.3 布尔运算
6.4 拖拉
6.5 编辑功能
6.5.1 缩放
6.5.2 移动
6.5.3 复制
6.5.4 镜像
6.5.5 编辑操作综合训练
6.6 合并重合几何对象
6.7 删除几何对象
习题 第7章 网格划分与创建有限元模型技术
7.1 网格划分过程
7.1.1 ANSYS创建有限元模型的方法
7.1.2 网格划分基本过程
7.1.3 定义单元类型
7.1.4 定义单元实常数
7.1.5 定义材料属性
7.2 网格划分控制
7.2.1 网格划分工具
7.2.2 SmartSize网格划分控制
7.2.3 尺寸控制
7.2.4 单元形状控制
7.2.5 网格划分器选择
7.3 清除实体模型上的网格
习题 第8章 施加载荷与求解
8.1 分析类型与求解过程
8.1.1 单载荷步求解过程
8.1.2 选择分析类型
8.2 载荷与载荷步选项
8.2.1 载荷分类
8.2.2 设置载荷步选项
8.2.3 施加载荷的途径
8.2.4 载荷显示
8.3 施加结构载荷
8.3.1 施加位移约束
8.3.2 施加集中力载荷
8.3.3 施加表面载荷
8.3.4 施加体载荷
8.3.5 施加惯性载荷
8.3.6 施加特殊载荷
8.4 求解控制
8.4.1 求解控制的Basic选项卡
8.4.2 选择合适的求解器
8.5 多载荷步求解
8.6 中断和重新启动求解过程
习题 第9章 通用后处理技术
9.1 后处理器、结果文件与结果数据
9.1.1 后处理器
9.1.2 结果文件
9.1.3 结果数据
9.1.4 通用后处理一般步骤及常用技术
9.2 选择结果文件与结果数据
9.3 查看结果文件包含的结果序列
9.4 读入用于后处理的结果序列
9.5 结果输出方式控制
9.6 绘制变形图
9.7 绘制等值线图
9.8 抓取结果显示图片
9.9 动画显示结果
习题 第10章 时间历程后处理技术
10.1 定义和存储变量
10.1.1 变量定义
10.1.2 变量存储
10.1.3 变量导入
10.2 变量的操作
10.2.1 数学运算
10.2.2 变量与数组相互赋值
10.2.3 数据平滑
10.2.4 生成响应频谱
10.3 查看变量
10.3.1 绘制变量曲线
10.3.2 列表显示变量
10.4 动画技术
10.4.1 直接生成动画
10.4.2 通过动画帧显示动画
习题 第11章 ANSYS有限元分析实例
11.1 结构静力分析实例
11.1.1 钢支架静力分析
11.1.2 悬臂梁几何非线性分析
11.1.3 转轮轴对称结构静力分析
11.2 结构动力分析实例
11.2.1 ANSYS动力分析简介
11.2.2 飞机机翼模态分析
11.2.3 钢梁瞬态动力分析
11.2.4 弹簧质量系统谐响应分析
习题
参考文献