有限元基础理论与ANSYS18.0应用

本书是“十三五”国家重点出版物出版规划项目，介绍了有限单元法的基础理论与ANSYS18.0的应用？全书共分为7章：章对有限元法及ANSYS进行了全面概述，以便从总体把握各种要点；第2章介绍了有限元法的基础理论及其在结构静力学？结构动力学？结构非线性分析中的应用；第3章介绍了ANSYS建模与网格划分，对连接板？轴类零件？圆柱齿轮等建模实例的操作进行了具体讲述；第4章介绍了结构线性静力分析过程，对连杆受力分析？圆孔应力集中分析等实例的操作进行了具体讲述；第5章介绍了动力学分析过程，对机翼模态分析？汽车悬架系统谐响应分析等实例的操作进行了具体讲述；第6章介绍了非线性分析过程，对装载时矿石对车厢冲击分析？圆盘塑性变形分析？销与销孔接触分析等实例的操作进行了具体讲述；第7章介绍了热分析？流体动力学分析？电磁场分析等过程与实例操作？为了兼顾缺乏弹性力学知识的读者，附录中对有限单元法涉及的弹性力学基本知识做了简要介绍？本书可作为土木？水利？机械等工科专业本科生及研究生的教材，也可以作为工程设计人员的参考书籍？

   前言

第1章有限元法与ANSYS入门1

1.1发展与现状1

1.2矩阵分析法及有限元法分析的一般步骤3

1.2.1矩阵分析法3

1.2.2有限单元法分析的一般步骤9

1.3ANSYS的基本操作10

1.3.1ANSYS的安装10

1.3.2ANSYS的启动、用户界面及退出10

1.3.3ANSYS的操作方式13

1.3.4ANSYS的典型分析过程14

1.3.5ANSYS的文件管理及日志文件使用18

1.4本章小结19

1.5思考与练习19

第2章有限单元法基础理论21

2.1结构静力学问题的有限元法21

2.1.1平面问题有限元法21

2.1.2轴对称问题有限单元法29

2.1.3空间问题有限元法32

2.1.4等参数有限元方法35

2.1.5单元与整体分析38

2.2结构动力学问题有限元方法40

2.2.1运动方程41

2.2.2质量矩阵41

2.2.3阻尼矩阵43

2.2.4结构自振频率与振型45

2.2.5振型叠加法求解结构的受迫振动46

2.3结构非线性有限单元法48

2.3.1塑性力学问题48

2.3.2大位移问题56

2.4本章小结57

2.5思考与练习58

第3章ANSYS的建模60

3.1建模基础60

3.1.1模型的生成60

3.1.2坐标系60

3.1.3工作平面63

3.1.4实体模型65

3.1.5有限元模型68

3.3连接板建模实例70

3.4轴类零件建模实例75

3.4.1自底向上建模75

3.4.2自顶向下建模80

3.5圆柱齿轮建模实例82

3.6本章小结89

3.7思考与练习90

第4章结构线性静力分析91

4.1结构静力分析过程与步骤91

4.1.1建立模型91

4.1.2施加载荷并求解91

4.1.3检查结果93

4.2连杆受力分析实例94

4.3圆孔应力集中分析实例105

4.4本章小结112

4.5思考与练习113

第5章动力学分析115

5.1动力学分析的过程与步骤115

5.1.1模态分析115

5.1.2谐响应分析118

5.1.3瞬态动力学分析122

5.2机翼模态分析实例127

5.3汽车悬架系统的谐响应分析134

5.4本章小结141

5.5思考与练习142

第6章非线性分析143

6.1基本概念143

6.2非线性分析的过程与步骤146

6.2.1建模146

6.2.2加载求解146

6.2.3查看结果149

6.3装载时矿石对车厢的冲击非线性分析实例151

6.4圆盘塑性变形分析实例164

6.5销与销孔接触分析177

6.6本章小结187

6.7思考与练习187

第7章其他问题分析189

7.1热分析189

7.1.1热分析单元189

7.1.2稳态热分析过程190

7.1.3瞬态热分析过程193

7.1.4耦合分析的过程和步骤197

7.1.5冷却栅管的热分析实例200

7.1.6包含焊缝的金属板热膨胀分析实例208

7.2流体动力学分析221

7.2.1FLUENT分析的概念与基本步骤221

7.2.2管内流动分析实例223

7.3电磁场分析230

7.3.1电磁场分析的基本步骤与概念230

7.3.22D静态电磁场分析实例233

7.4DesignXplorer概述244

7.5本章小结248

7.6思考与练习248

附录250

附录A弹性力学的基本方程250

附录BANSYS程序中常用的量和单位252

参考文献254