ANSYS18.0机械与结构有限元分析从入门到精通/ANSYS工程应用系列丛书

本书以新版本的ANSYS18.0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叙述，从实际应用出发，结合了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章为绪论；第2章介绍ANSYS18.0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章介绍参数化与自适应网格划分；第10章介绍子模型和单元的生与死。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 1.1 有限单元法简介2 1.1.1 有限单元法的基本思想2 1.1.2 有限单元法的基本概型3 1.1.3 有限单元法的分析步骤5 1.2 ANSYS简介5 1.2.1 ANSYS的发展5 1.2.2 ANSYS的功能6 1.3 ANSYS18.0的启动和配置7 1.3.1 ANSYS 18.0的启动7 1.3.2 ANSYS 18.0运行环境配置8 1.4 程序结构9 1.4.1 处理器9 1.4.2 文件格式9 1.4.3 输入方式9 1.4.4 输出文件类型10 第2章 ANSYS18.0图形用户界面11 2.1 ANSYS18.0图形用户界面的组成12 2.2 启动图形用户界面13 2.3 对话框及其组件14 2.3.1 文本框14 2.3.2 单选列表14 2.3.3 双列选择列表15 2.3.4 标签对话框15 2.3.5 选取框15 2.4 通用菜单16 2.4.1 文件菜单17 2.4.2 选取菜单19 2.4.3 列表菜单21 2.4.4 绘图菜单25 2.4.5 绘图控制菜单26 2.4.6 工作平面菜单32 2.4.7 参量菜单34 2.4.8 宏菜单37 2.4.9 菜单控制菜单38 2.4.10 帮助菜单39 2.5 输入窗口40 2.6 主菜单41 2.6.1 优选项42 2.6.2 预处理器42 2.6.3 求解器46 2.6.4 通用后处理器50 2.6.5 时间历程后处理器53 2.6.6 记录编辑器54 2.7 输出窗口55 2.8 工具条56 2.9 图形窗口56 2.9.1 图形显示57 2.9.2 多窗口绘图58 2.9.3 增强图形显示61 2.10 个性化界面62 2.10.1 改变字体和颜色62 2.10.2 改变GUI的启动菜单显示62 2.10.3 改变菜单链接和对话框63 第3章 建立实体模型64 3.1 实例导航——几何模型的输入65 3.1.1 输入IGES单一实体65 3.1.2 输入SAT 单一实体67 3.1.3 输入SAT实体集合70 3.1.4 输入Parasolid 单一实体74 3.2 实例导航——对输入模型修改76 3.3 实例导航——自主建模80 3.3.1 自顶向下建模实例80 3.3.2 自底向上建模实例90 第4章 ANSYS分析基本步骤102 4.1 分析问题103 4.1.1 问题描述103 4.1.2 确定问题的范围104 4.2 建立有限元模型106 4.2.1 创建实体模型106 4.2.2 对实体模型进行网格划分113 4.3 施加载荷115 4.4 进行求解119 4.4.1 求解器的类别119 4.4.2 求解检查119 4.4.3 求解的实施120 4.4.4 求解会碰到的问题121 4.5 后处理121 4.6 分析步骤示例——悬臂梁125 4.6.1 分析问题125 4.6.2 建立有限元模型125 4.6.3 施加载荷130 4.6.4 进行求解132 4.6.5 后处理132 4.6.6 命令流134 第5章 静力分析136 5.1 静力分析介绍137 5.1.1 结构静力分析简介137 5.1.2 静力分析的类型138 5.1.3 静力分析基本步骤138 5.2 平面问题静力分析实例——平面齿轮138 5.2.1 分析问题139 5.2.2 建立模型139 5.2.3 定义边界条件并求解153 5.2.4 查看结果155 5.2.5 命令流方式160 5.3 轴对称结构静力分析实例——旋转外轮160 5.3.1 分析问题160 5.3.2 建立模型160 5.3.3 定义边界条件并求解170 5.3.4 查看结果172 5.3.5 命令流方式177 5.4 周期对称结构的静力分析实例——标准齿轮178 5.4.1 分析问题178 5.4.2 建立模型178 5.4.3 定义边界条件并求解187 5.4.4 查看结果190 5.4.5 命令流方式196 5.5 任意三维结构的静力分析实例——联轴器196 5.5.1 分析问题196 5.5.2 建立模型197 5.5.3 定义边界条件并求解201 5.5.4 查看结果204 5.5.5 命令流方式210 第6章 非线性分析211 6.1 非线性分析介绍212 6.1.1 非线性分析简介212 6.1.2 非线性分析的类型212 6.1.3 非线性分析基本步骤213 6.2 几何非线性分析实例——薄圆盘214 6.2.1 分析问题215 6.2.2 建立模型215 6.2.3 定义边界条件并求解220 6.2.4 查看结果223 6.2.5 命令流方式227 6.3 材料非线性分析实例——铆钉228 6.3.1 分析问题228 6.3.2 建立模型229 6.3.3 定义边界条件并求解235 6.3.4 查看结果237 6.3.5 命令流方式241 6.4 状态非线性分析实例——齿轮啮合241 6.4.1 分析问题242 6.4.2 建立模型242 6.4.3 定义边界条件并求解252 6.4.4 查看结果255 6.4.5 命令流方式257 6.5 非线性蠕变分析实例——螺栓蠕变258 6.5.1 问题描述258 6.5.2 建立模型258 6.5.3 设置分析并求解261 6.5.4 查看结果264 6.5.5 命令流方式266 6.6 接触问题分析实例——深沟球轴承266 6.6.1 问题描述266 6.6.2 GUI方式267 6.6.3 查看结果277 6.6.4 命令流方式280 第7章 动力学分析281 7.1 动力分析介绍282 7.1.1 动力分析简介282 7.1.2 动力分析的类型282 7.1.3 动力分析基本步骤283 7.2 结构模态分析实例——齿轮结构288 7.2.1 分析问题289 7.2.2 建立模型289 7.2.3 进行模态设置、定义边界条件并求解297 7.2.4 查看结果300 7.2.5 命令流方式303 7.3 谐响应分析实例-—弹簧质子304 7.3.1 问题描述304 7.3.2 建模及分网304 7.3.3 模态分析308 7.3.4 谐响应分析310 7.3.5 观察结果312 7.3.6 命令流方式315 7.4 瞬态动力学分析实例——振动系统315 7.4.1 分析问题315 7.4.2 建立模型316 7.4.3 进行瞬态动力分析设置、定义边界条件并求解321 7.4.4 查看结果325 7.4.5 命令流方式328 7.5 响应谱分析实例——平板结构328 7.5.1 分析问题328 7.5.2 建立模型329 7.5.3 定义边界条件并求解337 7.5.4 查看结果344 7.5.5 命令流方式351 第8章 热分析352 8.1 热分析介绍353 8.1.1 热分析的类型353 8.1.2 热分析的基本过程353 8.2 稳态热分析的实例——换热管354 8.2.1 分析问题354 8.2.2 建立模型355 8.2.3 定义边界条件并求解364 8.2.4 查看结果365 8.2.5 命令流方式366 8.3 瞬态热分析实例——钢球淬火366 8.3.1 分析问题366 8.3.2 建立模型366 8.3.3 定义边界条件并求解370 8.3.4 查看结果373 8.3.5 命令流方式377 8.4 热辐射分析实例——长方体形坯料空冷过程分析377 8.4.1 问题描述377 8.4.2 问题分析377 8.4.3 GUI操作步骤378 8.4.4 命令流方式383 第9章 参数化与自适应网格划分384 9.1 自适应网格划分385 9.1.1 自适应网格的条件385 9.1.2 自适应网格过程385 9.2 自适应网格划分实例——平板受热387 9.2.1 问题描述388 9.2.2 建立模型388 9.2.3 定义边界条件并求解392 9.2.4 查看结果393 9.2.5 命令流395 9.3 参数化设计语言396 9.3.1 参数化设计语言介绍397 9.3.2 参数化设计语言的功能397 9.4 参数化设计语言实例——悬臂梁399 9.4.1 分析问题399 9.4.2 建立模型399 9.4.3 定义边界条件并求解403 9.4.4 命令流405 第10章 子模型和单元的生与死407 10.1 子模型408 10.1.1 子模型介绍408 10.1.2 子模型方法408 10.1.3 子模型过程409 10.2 单元的生和死413 10.2.1 单元的生和死介绍413 10.2.2 单元的生和死方法413 10.2.3 单元的生和死步骤414 10.3 单元的生和死实例——等截面杆415 10.3.1 分析问题416 10.3.2 建立模型416 10.3.3 关闭单元424 10.3.4 命令流方式425