ANSYS 2020有限元分析从入门到精通(升级版)

本书以实用为宗旨，深入浅出，实例引导，讲解翔实，适合作为理工科高等院校的教学用书和广大科研工程技术人员的技术参考书。

本书采用GUI操作与APDL命令互相对照的方式，从基础知识、专题技术两个层面详细地阐述了ANSYS 2020的使用方法和技巧。本书内容系统完整，各章相对独立，并且有详细的实例，是一本简明的ANSYS读本。全书分为基础知识和专题技术两部分，共22章。第1～7章是基础知识部分，主要讲解有限元法概述、ANSYS 2020简介、APDL基础、实体建模、网格划分、加载、求解、后处理的相关知识。第8～22章是专题技术部分，主要讲解结构静力学分析、模态分析、谐响应分析、瞬态动力学分析、谱分析、热分析、电磁场分析、多物理场耦合分析、非线性静力学分析、接触问题、“生死”单元、复合材料分析、机械零件分析、薄膜结构分析、参数化设计与优化设计的相关知识，并且通过实例详细讲解了这些分析技术的使用方法。本书以实用为宗旨，深入浅出，实例引导，讲解翔实，适合作为理工科高等院校的教学用书和广大科研工程技术人员的技术参考书。

第一部分 基础知识
第1章 绪论
1.1 有限元法概述
1.1.1 有限元法的分析过程
1.1.2 有限元法分析阶段划分
1.2 ANSYS 2020简介
1.2.1 ANSYS 2020的启动与退出
1.2.2 ANSYS 2020的操作界面
1.2.3 ANSYS文件管理
1.2.4 ANSYS有限元分析流程
1.2.5 入门分析实例
1.3 本章小结
第2章APDL基础
2.1 APDL参数
2.1.1 参数的概念与类型
2.1.2 参数命名规则
2.1.3 参数的定义操作
2.1.4 参数的删除操作
2.1.5 数组参数
2.2 APDL的流程控制命令
2.2.1 *GO命令
2.2.2 *IF命令
2.2.3 *DO命令
2.2.4 *DOWHILE命令
2.3 宏文件
2.3.1 创建宏文件
2.3.2 调用宏文件
2.4 运算符、函数与函数编辑器
2.5 本章小结
第3章 实体建模
3.1 实体建模操作概述
3.2 自下向上建模
3.3 自上向下建模
3.4 外部程序导入模型
3.5 常用建模命令汇总
3.6 创建实体模型
3.7 本章小结
第4章 网格划分
4.1 定义单元属性
4.2 网格划分控制
4.2.1 智能网格划分
4.2.2 全局单元尺寸控制
4.2.3 默认单元尺寸控制
4.2.4 关键点尺寸控制
4.2.5 线尺寸控制
4.2.6 面尺寸控制
4.2.7 单元尺寸控制命令的优先顺序
4.2.8 完成网格划分
4.3 网格的修改
4.3.1 清除网格
4.3.2 局部网格细化
4.3.3 层状网格划分
4.4 高级网格划分技术
4.4.1 单元选择
4.4.2 映射网格划分
4.4.3 扫掠网格
4.4.4 拉伸网格
4.5 划分网格命令汇总
4.6 本章小结
第5章 加载
5.1 载荷与载荷步
5.1.1 载荷
5.1.2 载荷步
5.2 加载方式
5.2.1 实体模型的加载特点
5.2.2 有限元模型的加载特点
5.3 施加约束与载荷
5.4 齿轮泵模型的加载
5.5 耦合与约束方程
5.5.1 耦合
5.5.2 约束方程
5.6 本章小结
第6章 求解
6.1 求解综述
6.2 实例
6.3 求解命令汇总
6.4 本章小结
第7章 后处理
7.1 通用后处理器
7.1.1 结果文件
7.1.2 结果输出
7.1.3 结果处理
7.1.4 结果查看器
7.2 时间历程后处理器
7.2.1 Time History Variables对话框
7.2.2 定义变量
7.2.3 显示变量
7.3 本章小结
第二部分 专题技术
第8章 结构静力学分析
8.1 结构分析概述
8.1.1 结构分析的定义
8.1.2 静力学分析的基本概念
8.1.3 结构静力学分析的基本流程
8.2 开孔平板静力学分析
8.2.1 问题描述
8.2.2 设置分析环境
8.2.3 定义单元与材料属性
8.2.4 创建模型
8.2.5 划分网格
8.2.6 施加边界条件
8.2.7 求解
8.2.8 显示变形图
8.2.9 显示结果云图
8.2.10 查看矢量图
8.2.11 查看约束反力
8.2.12 查询危险点坐标
8.3 平面应力分析
8.3.1 问题描述
8.3.2 设置分析环境
8.3.3 定义几何参数
8.3.4 定义单元类型
8.3.5 定义实常数
8.3.6 定义材料属性
8.3.7 创建实体模型
8.3.8 设置网格参数并划分网格
8.3.9 施加载荷
8.3.10 求解
8.3.11 查看分析结果
8.3.12 命令流
8.4 本章小结
第9章 模态分析
9.1 模态分析的基本假设
9.2 模态分析方法
9.2.1 模态提取方法
9.2.2 模态分析的步骤
9.3 立体桁架结构模态分析
9.3.1 问题描述
9.3.2 分析
9.3.3 设置分析环境
9.3.4 设置材料属性
9.3.5 创建模型
9.3.6 划分网格
9.3.7 施加约束
9.3.8 设置分析类型
9.3.9 设置分析选项
9.3.10 求解
9.3.11 观察固有频率结果
9.3.12 读入数据结果
9.3.13 观察振型等值线结果
9.3.14 命令流
9.4 本章小结
第10章 谐响应分析
10.1 谐响应分析应用
10.1.1 谐响应分析方法
10.1.2 使用Full法进行谐响应分析
10.2 两自由度系统谐响应分析
10.2.1 问题描述
10.2.2 设置分析环境
10.2.3 设置材料属性
10.2.4 创建模型
10.2.5 划分网格
10.2.6 施加载荷
10.2.7 求解
10.2.8 后处理
10.2.9 命令流
10.3 本章小结
第11章 瞬态动力学分析
11.1 概述
11.1.1 预备工作
11.1.2 使用Full法进行瞬态动力学分析
11.2 斜拉悬臂梁结构瞬态响应分析
11.2.1 问题描述
11.2.2 设置分析环境
11.2.3 设置材料属性
11.2.4 创建模型
11.2.5 划分网格
11.2.6 施加载荷
11.2.7 求解
11.2.8 后处理
11.3 本章小结
第12章 谱分析
12.1 谱分析概述
12.2 三角平台结构地震响应分析
12.2.1 问题描述
12.2.2 分析
12.2.3 设置分析环境
12.2.4 设置材料属性
12.2.5 创建模型
12.2.6 划分网格
12.2.7 施加约束
12.2.8 求解
12.2.9 观察结果
12.3 本章小结
第13章 热分析
13.1 热分析介绍
13.1.1 热分析的类型
13.1.2 热分析的基本过程
13.2 梁的热-应力耦合分析
13.2.1 问题描述
13.2.2 设置分析环境
13.2.3 设置材料属性
13.2.4 建模
13.2.5 划分网格
13.2.6 施加载荷
13.2.7 求解
13.2.8 后处理
13.3 本章小结
第14章 电磁场分析
14.1 磁场分析
14.2 电场分析
14.3 屏蔽带状传输线静电场分析
14.3.1 问题描述
14.3.2 设置分析环境
14.3.3 设置材料属性
14.3.4 建模
14.3.5 划分网格
14.3.6 加载
14.3.7 求解
14.3.8 后处理
14.4 本章小结
第15章 多物理场耦合分析
15.1 概述
15.1.1 顺序耦合分析
15.1.2 直接耦合分析
15.2 双层金属簧片耦合场分析
15.2.1 问题描述
15.2.2 设置分析环境
15.2.3 设置材料属性
15.2.4 创建模型
15.2.5 划分网格
15.2.6 加载
15.2.7 求解
15.2.8 后处理
15.3 本章小结
第16章 非线性静力学分析
16.1 概述
16.1.1 非线性问题的分类
16.1.2 牛顿-拉弗森法
16.1.3 非线性求解的操作级别
16.1.4 非线性静力学分析过程
16.2 实例分析一
16.2.1 问题描述
16.2.2 问题分析
16.2.3 设置分析环境
16.2.4 设置材料属性
16.2.5 创建模型
16.2.6 划分网格
16.2.7 加载
16.2.8 求解
16.2.9 后处理
16.2.10 命令流
16.3 实例分析二
16.3.1 问题描述
16.3.2 设置分析环境
16.3.3 设置材料属性
16.3.4 创建模型
16.3.5 网格划分
16.3.6 加载
16.3.7 求解
16.3.8 后处理
16.3.9 命令流
16.4 本章小结
第17章 接触问题
17.1 概述
17.2 齿轮接触问题
17.2.1 问题描述
17.2.2 设置分析环境
17.2.3 设置材料属性
17.2.4 创建模型
17.2.5 划分网格
17.2.6 定义接触对
17.2.7 施加位移约束
17.2.8 求解
17.2.9 后处理
17.3 并列放置的两个圆柱体的接触问题
17.3.1 问题描述
17.3.2 问题分析
17.3.3 设置分析环境
17.3.4 设置材料属性
17.3.5 创建模型
17.3.6 划分网格
17.3.7 定义约束
17.3.8 加载
17.3.9 求解
17.3.10 后处理
17.4 本章小结
第18章 “生死”单元
18.1 概述
18.1.1 “生死”单元的基本概念
18.1.2 单元“生死”技术的使用
18.2 焊接过程模拟
18.2.1 问题描述
18.2.2 定义材料属性
18.2.3 创建模型
18.2.4 生成钢板模型的单元
18.2.5 加载
18.2.6 求解
18.2.7 查看图形结果
18.3 本章小结
第19章 复合材料分析
19.1 复合材料的相关概念
19.2 创建复合材料模型
19.2.1 选择合适的单元类型
19.2.2 定义材料的叠层结构
19.2.3 定义失效准则
19.2.4 应遵循的建模和后处理规则
19.3 复合材料分析实例
19.3.1 问题描述
19.3.2 定义单元类型、实常数及材料特性
19.3.3 创建有限元模型
19.3.4 划分网格
19.3.5 施加约束和载荷
19.3.6 求解
19.3.7 后处理
19.3.8 命令流
19.4 本章小结
第20章 机械零件分析
20.1 扳手的静力学分析
20.1.1 问题描述
20.1.2 设置分析环境
20.1.3 定义单元类型与材料属性
20.1.4 创建模型
20.1.5 划分网格
20.1.6 施加边界条件
20.1.7 求解
20.1.8 查看求解结果
20.1.9 退出系统
20.1.10 命令流
20.2 材料非线性分析
20.2.1 问题描述
20.2.2 设置分析环境
20.2.3 定义单元类型
20.2.4 创建模型
20.2.5 划分网格
20.2.6 加载
20.2.7 求解
20.2.8 后处理
20.3 螺栓连接件仿真分析
20.3.1 设置分析环境
20.3.2 定义几何参数
20.3.3 生成板梁模型
20.3.4 生成柱腹板模型
20.3.5 生成肋板模型
20.3.6 生成螺栓孔模型
20.3.7 生成螺栓模型
20.3.8 黏结
20.3.9 设置属性
20.3.10 划分网格
20.3.11 定义接触
20.3.12 加载
20.3.13 求解
20.3.14 后处理
20.4 本章小结
第21章 薄膜结构分析
21.1 概述
21.2 实例详解：悬链面薄膜结构找形分析
21.2.1 问题描述
21.2.2 设置分析环境
21.2.3 定义单元与材料属性
21.2.4 创建模型
21.2.5 划分网格
21.2.6 施加边界条件
21.2.7 求解
21.2.8 后处理
21.3 命令流
21.4 本章小结
第22章 参数化设计与优化设计
22.1 APDL
22.1.1 APDL概述
22.1.2 APDL的组成部分及功能
22.1.3 参数化设计语言实例
22.2 优化设计
22.2.1 优化设计概述
22.2.2 优化设计的基本概念
22.2.3 优化设计过程
22.3 拓扑优化
22.3.1 拓扑优化方法
22.3.2 拓扑优化步骤
22.3.3 拓扑优化实例
22.4 本章小结