ANSYS 13.0机械与结构有限元分析从入门到精通前言

现代工业的典型特征是大量使用计算机，无论是产品的开发、设计，还是分析、制造过程中，计算机的应用都极大地提高了效率和质量。计算机辅助工程（CAE）就是其中必不可少的一个环节，它是计算机技术和现代工程方法的完美结合。

有限单元法作为数值计算方法中在工程分析领域应用较为广泛的一种计算方法，自20世纪中叶以来，以其独有的计算优势得到了广泛的发展和应用，己出现了不同的有限元算法，并由此产生了一批非常成熟的通用和专业有限元商业软件。随着计算机技术的飞速发展，各种工程软件也得以广泛应用。ANSYS软件以它的多物理场耦合分析功能而成为CAE软件的应用主流，在工程分析应用中得到了较为广泛的应用。

ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件，它是世界范围内增长最快的CAE软件，能够进行包括结构、热、声、流体以及电磁场等学科的研究，在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医药、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。ANSYS的功能强大，操作简单方便，现在它己成为国际最流行的有限元分析软件，在历年FEA评比中都名列第一。目前，中国100多所理工院校采用ANSYS软件进行有限元分析或者作为标准教学软件。

本书以最新版本ANSYS13.0为依据，对ANSYS分析的基本思路、操作步骤、应用技巧进行了详细介绍，并结合典型工程应用实例详细讲述了ANSYS在机械与结构工程中的应用方法。

书中尽量避开了繁琐的理论描述，从实际应用出发，结合作者使用该软件的经验，实例部分采用GUI方式一步一步地对操作过程和步骤进行了讲解。为了帮助用户熟悉ANSYS的相关操作命令，在每个实例的后面列出了分析过程的命令流文件。

全书分为10章：第1章是ANSYS概述；第2章介绍ANSYS13.0图形用户界面；第3章介绍建立实体模型；第4章介绍ANSYS分析基本步骤；第5章介绍静力分析；第6章介绍非线性分析；第7章介绍动力学分析；第8章介绍热分析；第9章介绍参数化与优化设计；第10章介绍网格、单元和子模型高级分析。

本书附有一张多媒体光盘，光盘中除了有每一个实例GUI实际操作步骤的视频以外，还以文本文件的格式给出了每个实例的命令流文件，用户可以直接调用。

本书以最新版本ANSYS13.0为依据，对ANSYS分析的基本思路、操作步骤、应用技巧进行了详细介绍，并结合典型工程应用实例详细讲述了ANSYS在机械与结构工程中的应用方法。书中尽量避开了繁琐的理论描述，从实际应用出发，结合作者使用该软件的经验，实例部分采用GUI方式一步一步地对操作过程和步骤进行了讲解。为了帮助用户熟悉ANSYS的相关操作命令，在每个实例的后面列出了分析过程的命令流文件。

全书分为10章：第1章介绍ANSYS概述；第2章介绍ANSYS13.0图形用户界面；第3章介绍建立实体模型；第4章介绍ANSYS分析基本步骤；第5章介绍静力分析；第6章介绍非线性分析；第7章介绍动力学分析；第8章介绍热分析；第9章介绍参数化与优化设计；第10章介绍网格、单元和子模型高级分析。

本书适用于ANSYS软件的初中级用户，以及有初步使用经验的技术人员；本书可作为理工科院校相关专业的高年级本科生、研究生及教师学习ANSYS软件的培训教材，也可作为从事结构分析相关行业的工程技术人员使用ANSYS软件的参考书。

前言

第1章 绪论

1.1 有限单元法简介

1.1.1 有限单元法的基本概型

1.1.2 有限单元法的分析步骤

1.2 ANSYS简介

1.2.1 ANSYS的结构分析

1.2.2 ANSYS13.0版本的新特点

1.3 ANGYS13.0的启用和配置

1.3.1 ANSYS13.0的启动

1.3.2 ANSYS13.0运行环境配置

1.4 程序结构

1.4.1 处理器

1.4.2 文件格式

1.4.3 输入方式

1.4.4 输出文件类型

第2章 ANSYS13.0图形用户界面

2.1 ANSYS13.0图形用户界面的组成

2.2 启动图形用户界面

2.3 对话框及其组件

2.3.1 文本框

2.3.2 单选列表

2.3.3 双列选择列表

2.3.4 标签对话框

2.3.5 选取框

2.4 通用菜单

2.4.1 文件菜单

2.4.2 选取菜单

2.4.3 列表菜单

2.4.4 绘图菜单

2.4.5 绘图控制菜单

2.4.6 工作平面菜单

2.4.7 参量菜单

2.4.8 宏菜单

2.4.9 菜单控制菜单

2.4.10 帮助菜单

2.5 输入窗口

2.6 主菜单

2.6.1 优选项

2.6.2 预处理器

2.6.3 求解器

2.6.4 通用后处理器

2.6.5 时间历程后处理器

2.6.6 拓扑优化器

2.6.7 优化器

2.6.8 概率设计和辐射选项

2.6.9 运行时间估计量

2.6.1 0记录编辑器

2.7 输出窗口

2.8 工具条

2.9 图形窗口

2.9.1 图形显示

2.9.2 多窗口绘图

2.9.3 增强图形显示

2.10 个性化界面

2.10.1 改变字体和颜色

2.10.2 改变GUI的启动菜单显示

2.10.3 改变菜单链接和对话框

第3章 建立实体模型

3.1 几何模型的输入

3.1.1 输入IGES单一实体

3.1.2 输入SAT单一实体

3.1.3 输入SAT实体集合

3.1.4 输入Paras01id单一实体

3.1.5 输入Parasolid实体集合

3.2 对输入模型修改

3.3 自主建模

3.3.1 自上而下建模

3.3.2 自下而上建模

第4章 ANSYS分析基本步骤

4.1 分析问题

4.1.1 问题描述

4.1.2 确定问题的范围

4.2 建立有限元模型

4.2.1 创建实体模型

4.2.2 对实体模型进行网格划分

4.3 施加载荷

4.4 进行求解

4.4.1 求解器的类别

4.4.2 求解检查

4.4.3 求解的实施

4.4.4 求解会碰到的问题

4.5 后处理

4.6 分析步骤示例——工字钢悬臂梁

4.6.1 分析问题

4.6.2 建立有限元模型

4.6.3 施加载荷

4.6.4 进行求解

4.6.5 后处理

4.6.6 命令流

第5章 结构静力

5.1 静力分析介绍

5.1.1 结构静力分析简介

5.1.2 静力分析的类型

5.1.3 静力分析基本步骤

5.2 平面问题静力分析实例

5.2.1 分析问题

5.2.2 建立模型

5.2.3 定义边界条件并求解

5.2.4 查看结果

5.3 轴对称结构静力分析实例

5.3.1 分析问题

5.3.2 建立模型

5.3.3 定义边界条件并求解

5.3.4 查看结果

5.4 周期对称结构的静力分析实例

5.4.1 分析问题

5.4.2 建立模型

5.4.3 定义边界条件并求解

5.4.4 查看结果

5.5 任意三维结构的静力分析实例

5.5.1 分析问题

5.5.2 建立模型

5.5.3 定义边界条件并求解

5.5.4 查看结果

第6章 非线性分析

6.1 非线性分析介绍

6.1.1 非线性分析简介

6.1.2 非线性分析的类型

6.1.3 非线性分析基本步骤

6.2 几何非线性分析实例

6.2.1 分析问题

6.2.2 建立模型

6.2.3 定义边界条件并求解

6.2.4 查看结果

6.3 材料非线性分析实例

6.3.1 分析问题

6.3.2 建立模型

6.3.3 定义边界条件并求解

6.3.4 查看结果

6.4 状态非线性分析实例

6.4.1 分析问题

6.4.2 建立模型

6.4.3 定义边界条件并求解

6.4.4 查看结果

第7章 动力学分析

7.1 动力分析基本步骤

7.2 结构模态分析实例

7.2.1 分析问题

7.2.2 建立模型

7.2.3 进行模态设置、定义边界条件并求解

7.2.4 查看结果

7.3 谐响应分析实例

7.3.1 分析问题

7.3.2 建立模型

7.3.3 查看结果

7.4 瞬态动力学分析实例

7.4.1 分析问题

7.4.2 建立模型

7.4.3 进行瞬态动力分析设置、定义边界条件并求解

7.4.4 查看结果

7.5 响应谱分析实例

7.5.1 分析问题

7.5.2 建立模型

第8章 热分析

8.1 热分析介绍

8.1.1 热分析的类型

8.1.2 热分析的基本过程

8.2 热一结构耦合分析实例

8.2.1 分析问题

8.2.2 建立模型

8.2.3 求解

8.2.4 后处理

8.3 热一应力耦合分析实例

8.3.1 分析问题

8.3.2 建立模型

8.3.3 定义边界条件并求解

8.3.4 查看结果

第9章 参数化与优化设计

9.1 参数化设计语言

9.1.1 参数化设计语言介绍

9.1.2 参数化设计语言的功能

9.1.3 参数化设计语言实例

9.2 优化设计

9.2.1 优化设计介绍

9.2.2 优化中的基本概念

9.2.3 优化设计步骤

9.2.4 优化设计示例

9.3 拓扑优化

9.3.1 拓扑优化介绍

9.3.2 拓扑优化方法

9.3.3 拓扑优化步骤

9.3.4 拓扑优化示例

第10章 网格、单元和子模型高级分析

10.1 自适应网格划分

10.1.1 自适应网格的条件

10.1.2 自适应网格过程

10.1.3 自适应网格划分示例

10.2 子模型

10.2.1 子模型介绍

10.2.2 子模型方法

10.2.3 子模型过程

10.3 单元的生和死

10.3.1 单元的生和死介绍

10.3.2 单元的生和死方法

10.3.3 单元的生和死步骤

10.3.4 单元的生和死示例2100433B

丛书包含各书目分别由ANSYS工程应用领域的专家和学者执笔编写，书中溶人了他们多年研究的经验和体会，为了便于读者快速掌握ANSYS工程开发技巧，书中引用大量的工程案例。