ANSYS有限元结构分析及实例解析

第1章有限单元法（FEM）及ANSYS14.0介绍1

1.1有限单元法（FEM）及ANSYS14.0简介1

1.2ANSYS14.0的基本操作及界面介绍2

1.2.1ANSYS14.0的启动与退出2

1.2.2ANSYS14.0主界面介绍3

1.3ANSYS14.0的基本模块16

1.4有限单元法及ANSYS14.0的分析流程18

1.5ANSYS14.0常见的文件类型20

第2章几何建模21

2.1几何建模简介21

2.2自底向上建模方法22

2.2.1关键点22

2.2.2硬点（HardPoint）24

2.2.3定义线（Lines）25

2.2.4定义面（Areas）28

2.2.5体（Volume）30

2.3自顶向下建模方法30

2.3.1创建面体素31

2.3.2创建实体体素33

2.4实体模型的布尔运算37

2.4.1布尔运算的设置37

2.4.2交运算38

2.4.3加运算39

2.4.4减运算40

2.4.5分割运算40

2.4.6粘接运算43

2.5实体模型的几何特性计算43

2.5.1计算两点间的距离43

2.5.2实体图元的缩放44

2.5.3计算实体几何特性44

2.6坐标系在建模中的应用44

2.7连动片的实体建模46

第3章ANSYS模型网格的划分52

3.1网格划分概述52

3.2ANSYS14.0提供的主要单元介绍53

3.3定义单元属性53

3.3.1定义单元属性53

3.3.2分配单元属性55

3.4网格划分工具55

3.4.1单元属性设置（ElementAttributes）56

3.4.2网格划分控制（SmartSize）56

3.4.3单元控制58

3.5网格的修改62

3.5.1网格的质量检查62

3.5.2网格的修改62

3.6实例——挖掘机上齿轮网格的划分63

第4章加载65

4.1加载的定义65

4.1.1载荷的定义65

4.1.2加载的对象65

4.1.3加载操作66

4.2载荷的种类66

4.3添加载荷应遵循的原则67

4.4载荷步选项介绍及设置67

4.4.1载荷步介绍67

4.4.2载荷步设置68

4.4.3载荷的施加69

4.4.4加载自由度（DOF）约束69

4.4.5施加集中载荷70

4.4.6施加分布载荷71

第5章求解72

5.1求解器的类型72

5.2求解器的选择原则73

5.3求解步骤73

5.4求解74

5.4.1求解方式74

5.4.2求解失败原因75

第6章后处理76

6.1后处理简介76

6.2通用后处理器（POST1）76

6.2.1图形显示76

6.2.2列表显示79

6.2.3ResultsViewer80

6.3时间历程后处理器（POST26）82

6.4后处理应用实例85

6.4.1通用后处理器（POST1）在某直升机导弹架的静力分析中的应用85

6.4.2通用后处理器（POST1）在某型号机箱的模态分析中的应用88

6.4.3后处理模块（POST26）在某悬臂梁的谐波分析中的应用90

第7章结构线性静力分析92

7.1静力分析的求解步骤92

7.2静力分析实例解析一——杆系结构的静力学分析93

7.3静力分析实例解析二——平面问题的静力学分析实例101

第8章模态分析111

8.1模态分析的理论基础111

8.2模态分析的基本方法112

8.3模态分析的基本步骤112

8.4ANSYS中模态分析具体过程（实例）116

第9章谐响应分析125

9.1谐响应分析概述125

9.2谐响应分析的理论基础125

9.3谐响应分析可施加的载荷及表示形式126

9.4谐响应分析的三种求解方法127

9.5完全法谐响应分析的步骤128

9.6谐响应分析实例——利用完全法进行某质量弹簧模型的谐响应分析129

第10章谱分析138

10.1谱分析概述138

10.2谱分析的四种求解方法138

10.3谱分析实例——某类型塔式电线杆的随机响应振动分析（PSD）144

第11章瞬态动力学分析159

11.1瞬态动力学分析简述159

11.2瞬态动力学分析的理论基础159

11.2.1瞬态动力学分析的两个基本假设159

11.2.2瞬态动力学分析的理论基础159

11.3瞬态动力学分析的三种求解方法161

11.4完全法瞬态动力学分析的步骤162

11.4.1建立模型162

11.4.2施加载荷162

11.4.3求解168

11.4.4后处理168

11.5瞬态动力学分析实例——某底桌在载荷下瞬态动力学分析

（载荷施加方法采用多载荷步法）168

第12章非线性分析175

12.1非线性分析简介175

12.2非线性分析的计算176

12.2.1牛顿—拉普森（Newton—Raphson）法176

12.2.2非线性分析的基本步骤177

12.3几何非线性分析180

12.3.1大应变效应180

12.3.2应力—应变181

12.3.3单元形状181

12.3.4小应变大转动181

12.3.5某弹塑性圆盘的非线性分析181

12.4接触分析189

12.4.1接触问题概述189

12.4.2ANSYS的接触分类190

12.4.3ANSYS接触分析的步骤191

12.4.4工程实例：将轴从盘心拔出时的接触应力分析191

12.5屈曲分析197

12.5.1屈曲分析的类型197

12.5.2特征值（线性）屈曲分析的基础知识197

12.5.3特征值（线性）屈曲分析的步骤198

12.5.4某悬臂梁在预应力载荷条件下的屈曲分析200

第13章DesignXplorer204

13.1DesignXplorer简介204

13.2DesignXplorer近似方法205

13.3DesignXplorer所支持的单元类型205

13.4DesignXplorer的步骤206

13.5DesignXplorer实例解析210

第14章概率设计218

14.1概率设计简介218

14.2随机输入参数的分布函数类型218

14.3概率设计的计算方法221

14.4概率设计的步骤225

14.5概率设计实例——某导轨的概率分析234

参考文献2392100433B

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