ANSYS 16.0有限元分析入门进阶精通

《ANSYS16.0有限元分析入门进阶精通》以有限元分析方法为基础，结合作者多年的使用和开发经验，通过丰富的工程应用实例，将ANSYS16.0在热分析、结构分析以及电磁场分析等工程领域中的应用详细介绍给读者。
《ANSYS16.0有限元分析入门进阶精通》共分三篇25个章节，其中基础篇包括ANSYS16.0简介、ANSYS操作流程和ANSYS基础操作介绍；应用篇对稳态热分析、瞬态热分析、热辐射分析、相变分析、静力学分析、模态分析、结构瞬态分析、谐响应分析、谱分析、结构非线性分析、复合材料分析、摩擦生热分析以及电场分析和磁场分析等进行了详解；不错篇则对一些不错应用技术，如耦合场分析、自适应网格划分技术、单元生死技术以及接触分析等进行了介绍。
《ANSYS16.0有限元分析入门进阶精通》按照深入浅出的原则，通过详细的图形用户界面和命令流的方式对不同的工程应用问题进行了详细讲解，并在讲解过程中穿插“提示”“注意”等，为读者提供了大量的分析方法和使用技巧。本书光盘配有书中实例的有限元模型、APDL语言代码以及计算结果等，方便读者查阅和参考。
《ANSYS16.0有限元分析入门进阶精通》内容详实，适合理工院校相关专业的硕士研究生、博士研究生及教师使用，可以作为高等院校学生及科研院所研究人员学习ANSYS的教程，也可以作为从事物理场分析领域科学技术研究的工程技术人员参考用书。

出版说明
前言
基础篇

第1章ANSYS16.0简介
1.1ANSYS发展历程及功能简介
1.1.1发展历程
1.1.2主要功能
1.1.3ANSYS16.0新功能
1.2典型的ANSYS操作流程
1.2.1ANSYS的启动
1.2.2ANSYS用户界面介绍
1.2.3ANSYS操作流程
1.3ANSYS分析案例详解
1.3.1问题描述
1.3.2问题分析
1.3.3GUI操作步骤
1.3.4APDL命令流程序

第2章单元和材料属性
2.1单元类型
2.2单元定义方法
2.3定义材料属性
2.3.1材料属性
2.3.2材料属性定义命令
2.4本章小结

第3章坐标系和工作平面
3.1坐标系简介
3.1.1总体坐标系和局部坐标系
3.1.2显示坐标系
3.1.3节点坐标系
3.1.4单元坐标系
3.1.5结果坐标系
3.2工作平面的使用
3.2.1定义一个新的工作平面
3.2.2列表工作平面信息
3.2.3移动工作平面
3.2.4旋转工作平面
3.3本章小结

第4章创建几何模型
4.1概述
4.2建立基本图元
4.3拖拽方式建立模型
4.4图元的选取
4.5布尔操作
4.6其他操作
4.7本章小结

第5章建立有限元模型
5.1网格划分方法和步骤
5.1.1网格划分方法
5.1.2网格化的一般步骤
5.2MeshTool工具
5.3Meshing子菜单
5.4直接生成有限元模型
5.5本章小结

第6章施加载荷
6.1载荷概述
6.1.1载荷施加对象
6.1.2载荷分类
6.1.3载荷步、子步和平衡迭代
6.1.4时间参数
6.2载荷的施加和删除等操作
6.2.1常数载荷的施加
6.2.2利用表格和函数施加载荷
6.2.3多步载荷操作
6.2.4删除载荷
6.2.5其他操作
6.3本章小结

第7章求解计算
7.1求解设置
7.1.1新分析
7.1.2求解控制
7.1.3输出设置
7.2求解过程处理
7.2.1求解概述
7.2.2求解当前载荷步
7.2.3多载荷步求解
7.3本章小结

第8章后处理
8.1后处理概述
8.1.1通用后处理器
8.1.2时间-历程后处理器
8.2通用后处理器
8.2.1结果文件读入通用后处理器
8.2.2设置结果输出方式
8.2.3图形显示计算结果
8.2.4列表显示计算结果
8.2.5结果查看器
8.2.6基于单元表的结果处理
8.2.7基于路径的结果处理
8.3时间-历程后处理器
8.3.1时间-历程后处理器概述
8.3.2进入时间-历程后处理
8.3.3定义时间—历程变量
8.3.4时间-历程变量的处理
8.3.5显示和列表时间-历程变量曲线
8.3.6时间-历程变量观察器
8.4本章小结

应用篇

第9章稳态热分析
9.1稳态热分析概述
9.2稳态热分析基本步骤
9.3实例——铀燃料管冷却计算
9.3.1问题描述
9.3.2问题分析
9.3.3GUI操作步骤
9.3.4APDL命令流程序
9.4本章小结

第10章瞬态热分析
10.1瞬态热分析概述
10.1.1瞬态热分析特性
10.1.2控制方程
10.1.3时间积分与时间步长预测
10.1.4数值求解过程
10.1.5初始条件的施加
10.1.6求解选项的设置
10.1.7瞬态分析准确程度的评估
10.2瞬态热分析基本过程
10.3实例——温度控制加热器工作过程分析
10.3.1问题描述
10.3.2问题分析
10.3.3GUI操作步骤
10.3.4APDL命令流程序
10.4本章小结

第11章热辐射分析
11.1热辐射分析概述
11.1.1热辐射特性
11.1.2热辐射基本术语
11.2ANSYS中进行辐射分析
11.2.1ANSYS中热辐射的处理方法
11.2.2ANSYS中进行辐射分析的几个概念
11.2.3使用辐射线单元建立辐射模型
11.2.4使用表面效应单元建立辐射模型
11.2.5使用辐射矩阵单元建立辐射模型
11.2.6使用光能传递求解方法建立辐射模型
11.3实例——非同心圆环间的辐射传热分析
11.3.1问题描述
11.3.2问题分析
11.3.3GUI操作步骤
11.3.4APDL命令流程序
11.4本章小结

第12章相变分析
12.1相变基本理论
12.2ANSYS中的相变分析基本思路及求解设置
12.2.1相变分析基本思路
12.2.2求解设置
12.3实例——水结冰过程分析
12.3.1问题描述
12.3.2问题分析
12.3.3GUI操作步骤
12.3.4APDL命令流程序
12.4本章小结

第13章静力学分析
13.1有限元线性分析基本理论
13.1.1线性本构关系（广义虎克定律）
13.1.2线性几何方程（小变形情况）
13.1.3平衡方程（虚功原理）
13.2实例1——带孔板静力分析
13.2.1问题描述
13.2.2问题分析
13.2.3GUI操作步骤
13.2.4APDL命令流程序
13.3实例2——多载荷作用下的阶梯轴分析
13.3.1问题描述
13.3.2问题分析
13.3.3GUI操作步骤
13.3.4APDL命令流程序
13.4实例3——惯性载荷作用下的叶轮受力分析
13.4.1问题描述
13.4.2问题分析
13.4.3GUI操作步骤
13.4.4APDL命令流程序
13.5实例4——静载荷作用下的简支梁
13.5.1问题描述
13.5.2问题分析
13.5.3GUI操作步骤
13.5.4APDL命令流程序
13.6本章小结

第14章模态分析
14.1结构动力学分析概述
14.2模态分析简介及操作步骤
14.2.1模态分析原理
14.2.2模态分析步骤
14.3实例1——连杆的模态分析
14.3.1问题描述
14.3.2问题分析
14.3.3GUI操作步骤
14.3.4APDL命令流程序
14.4实例2——框架式建筑物有预应力的模态分析
14.4.1问题描述
14.4.2问题分析
14.4.3GUI操作步骤
14.4.4APDL命令流程序
14.5本章小结

第15章结构瞬态分析
15.1概述
15.1.1瞬态动力学分析的基本理论
15.1.2求解方法及其优缺点
15.1.3瞬态分析积分步长选取准则
15.2实例1——冲击载荷作用下的管子
15.2.1问题描述
15.2.2问题分析
15.2.3GUI操作步骤
15.2.4APDL命令流程序
15.3实例2——压力容器瞬态分析
15.3.1问题描述
15.3.2问题分析
15.3.3GUI操作步骤
15.3.4APDL命令流程序
15.4本章小结

第16章谐响应分析与谱分析
16.1概述
16.1.1谐响应分析的定义与应用
16.1.2谱分析的定义与应用
16.2谐响应分析
16.3实例1——“工作台—电动机系统谐响应分析
16.3.1问题描述
16.3.2问题分析
16.3.3GUI操作步骤
16.3.4APDL命令流程序
16.4谱分析
16.5实例2——板梁结构单点地震响应谱分析
16.5.1问题描述
16.5.2问题分析
16.5.3GUI操作步骤
16.5.4APDL命令流程序
16.6本章小结

第17章结构非线性分析
17.1非线性问题概述与基础理论
17.1.1结构非线性的定义
17.1.2结构非线性类型
17.1.3求解基本原理
17.2实例1——弹簧变形分析
17.2.1问题描述
17.2.2问题分析
17.2.3GUI操作步骤
17.2.4APDL命令流程序
17.3实例2——碰撞分析
17.3.1问题描述
17.3.2问题分析
17.3.3GUI操作步骤
17.3.4APDL命令流程序
17.4实例3——电子产品跌落分析
17.4.1问题描述
17.4.2问题分析
17.4.3GUI操作步骤
17.4.4APDL命令流程序
17.5本章小结

第18章复合材料分析
18.1复合材料概述
18.1.1复合材料的定义及分类
18.1.2复合材料的性能及用途
18.1.3树脂基和金属基复合材料
18.2实例——高体积分数SiCp/Al热残余应力分析
18.2.1问题描述
18.2.2问题分析
18.2.3GUI操作步骤
18.2.4APDL命令流程序
18.3复合材料的层合板
18.4本章小结

第19章摩擦生热分析
19.1摩擦生热在ANSYS中的计算方法
19.2实例——物体滑动中的摩擦生热分析
19.2.1问题描述
19.2.2问题分析
19.2.3GUI操作步骤
19.2.4APDL命令流程序
19.3本章小结

第20章电场分析
20.1电场分析概述
20.2电场分析基本步骤
20.3实例1——导电圆盘的电场分布分析
20.3.1问题描述
20.3.2问题分析
20.3.3GUI操作步骤
20.3.4APDL命令流程序
20.4实例2——屏蔽带状传输线静电场分析
20.4.1问题描述
20.4.2问题分析
20.4.3GUI操作步骤
20.4.4APDL命令流程序
20.5本章小结

第21章磁场分析
21.1概述
21.1.1磁场分析分类
21.1.2计算方法
21.2实例—电磁沟槽电磁力分析
21.2.1问题描述
21.2.2问题分析
21.2.3GUI操作步骤
21.2.4APDL命令流程序
21.3本章小结

高级篇

第22章耦合场分析
22.1耦合场分析概述
22.1.1耦合场分析的定义
22.1.2耦合场分析的类型
22.1.3直接和间接耦合法的应用范围
22.2间接耦合分析
22.2.1间接耦合分析的特点
22.2.2间接耦合分析的基本过程
22.2.3间接耦合分析的基本操作步骤
22.2.4使用物理环境运行间接耦合场分析
22.3直接耦合分析
22.4实例1——多层热套压力容器的热应力耦合分析
22.4.1问题描述
22.4.2问题分析
22.4.3GUI操作步骤
22.4.4APDL命令流程序
22.5实例2——钢水凝固过程热应力耦合分析
22.5.1问题描述
22.5.2问题分析
22.5.3GUI操作步骤
22.5.4APDL命令流程序
22.6实例3——圆柱形坯料的电热耦合分析
22.6.1问题描述
22.6.2问题分析
22.6.3GUI操作步骤
22.6.4APDL命令流程序
22.7实例4——冷却器电热耦合分析
22.7.1问题描述
22.7.2问题分析
22.7.3GUI操作步骤
22.7.4APDL命令流程序
22.8本章小结

第23章自适应网格划分技术
23.1自适应网格划分技术简介
23.1.1自适应网格划分技术的定义
23.1.2自适应网格划分的先决条件
23.1.3自适应网格划分技术的应用方法
23.1.4定制ADAPT宏（UADAPT.MAC）
23.1.5自适应网格划分的一些说明
23.2实例——二维对流传热的自适应分析
23.2.1问题描述
23.2.2问题分析
23.2.3GUI操作步骤
23.2.4APDL命令流程序
23.3本章小结

第24章单元生死技术
24.1单元生死技术概述
24.1.1单元的生和死的定义
24.1.2单元生死的基本原理
24.1.3单元生死技术的应用方法
24.1.4使用ANSYS结果控制单元生死
24.1.5单元生死技术的注意事项
24.2实例——利用单元生死技术堆积单元模拟焊接过程
24.2.1问题描述
24.2.2问题分析
24.2.3GUI操作步骤
24.2.4APDL命令流程序
24.3本章小结

第25章接触分析
25.1概述
25.1.1接触的定义及分类
25.1.2接触协调条件
25.1.3接触单元
25.1.4选择接触面和目标面的原则
25.1.5接触向导
25.2实例——轨道车辆车轮与钢轨接触
25.2.1问题描述
25.2.2问题分析
25.2.3GUI操作步骤
25.2.4APDL命令流程序
25.3本章小结

随着计算机科学与应用技术的发展，有限元理论日益完善，随之涌现了一大批比较成熟的通用和专业的有限元计算商业软件。ANSYS作为通用、有效的商用有限元软件，集结构、传热、流体、电磁、碰撞爆破分析于一体，具有强大的前处理、后处理及计算分析能力，能够进行多场耦合，结构-热、流体-结构、电-磁等物理场的耦合处理求解。
    自1996年落户中国以来，ANSYS以其强大的功能、可靠的质量、良好的市场推广，得到了中国CAE界的广泛认可和青睐，被用于土木工程、机械制造、汽车工业、水利工程、航空航天、石油化工、生物医学等领域，为各行业的设计研究攻关作出了重要贡献。
    《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》以ANSYS 16.0作为软件平台，对ANSYS进行热、结构和电磁场以及它们之间的耦合场分析的理论基础、基本思路、操作步骤和应用技巧进行了介绍，并结合工程应用实例讲述了ANSYS具体工程应用方法。
1．本书特点
    由浅入深，循序渐进：《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》以初中级读者为对象，首先从有限元基本原理及ANSYS使用基础讲起，再辅以ANSYS在工程中的应用案例帮助读者尽快掌握用ANSYS进行有限元分析的技能。
    步骤详尽，内容新颖：《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》结合作者多年的ANSYS使用经验与实际工程应用案例，将ANSYS软件的使用方法与技巧详细地讲解给读者。本书步骤讲解详尽、内容新颖，讲解过程中辅以相应的图片，使读者在阅读时一目了然，从而快速掌握书中所讲 内容。
    实例典型，轻松易学：学习分析案例的具体操作是掌握 ANSYS最好的方式。《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》通过综合应用案例，透彻、详尽地讲解了ANSYS在各方面的应用。
    《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》中的“提示”一般为对前面操作的进一步讲解，利于读者对操作过程的理解。“注意”为操作步骤的注意点，不注意则可能造成操作不成功。另外，《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》中每步操作的目的已经在前注明，方便读者理解处理此问题的思想脉络。
2．本书内容
    《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》在必要的理论概述的基础上，通过大量的典型案例对ANSYS分析平台进行详细介绍，并结合实际工程与生活中的常见问题进行详细讲解。全书内容简洁、明快，给人耳目一新的感觉。
    《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》分为三篇25章，主要介绍了ANSYS 16.0平台在结构、电磁、热学、耦合场、复合材料等各个领域中的有限元分析及操作过程。
第一篇  基础篇。本篇包括ANSYS 16.0简介、ANSYS操作流程和ANSYS基础操作介绍等，包括以下章节的内容：
第1章  ANSYS 16.0简介 第2章  单元和材料属性
第3章  坐标系和工作平面     第4章  创建几何模型
第5章  建立有限元模型 第6章  施加载荷
第7章  求解计算 第8章  后处理
第二篇  应用篇。本篇对稳态热分析、瞬态热分析、辐射热分析、相变分析、静力分析、模态分析、结构瞬态分析、谱分析、谐响应分析、结构非线性分析、复合材料分析、摩擦生热分析以及电磁场分析分类进行了详解，包括以下章节的内容：
第9章  稳态热分析     第10章  瞬态热分析
第11章  热辐射分析     第12章  相变分析
第13章  静力学分析     第14章  模态分析
第15章  结构瞬态分析 第16章  谐响应分析与谱分析
第17章  结构非线性分析 第18章  复合材料分析
第19章  摩擦生热分析 第20章  电场分析
第21章  磁场分析
第三篇  高级篇。本篇对一些高级应用技术，如耦合场分析、自适应网格划分技术、单元生死技术以及接触分析等进行了介绍，包括以下章节的内容：
第22章  耦合场分析     第23章  自适应网格划分技术
第24章  单元生死技术 第25章  接触分析
3．附赠网盘内容
    《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》附赠网盘包括所有练习实例的有限元模型、APDL语言代码及计算结果，供读者在学习过程中直接导入使用，以减少建立几何模型的烦琐操作，使读者轻松快捷地掌握ANSYS有限元分析的操作技巧和应用方法。
    相关文件放于相应章节的目录中，以方便读者查询。例如，第22章的第2个操作实例“实例2-钢水凝固过程热应力分析”的几何文件和工程项目管理文件放置在“网盘文件\Chapter22\char22-2\”路径的文件夹下。
4．读者对象
    《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》适合于ANSYS 16.0初学者和期望提高有限元分析及建模仿真工程应用能力的读者，具体说明如下：
？  初学ANSYS的技术人员
？  大中专院校的教师和在校生 ？    相关培训机构的教师和学员
？  参加工作实习的“菜鸟” ？    ANSYS爱好者
？  广大科研工作人员 ？  初、中级ANSYS从业人员
5．读者服务
    为了方便解决疑难问题，读者若在学习过程中遇到与本书有关的技术问题，则可以发邮件到邮箱caxart@126.com，或者访问博客http://blog.sina.com.cn/caxart，编者会尽快给予解答，我们将竭诚为您服务。
6．本书作者
    《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》主要由丁金滨编著，张建伟、丁伟、刘浩、王芳、韩希强、张岩、唐家鹏、石良臣、王菁、郭海霞、李昕、刘成柱、沈再阳、林金宝、高飞、宋玉旺、张文电、张亮亮、于苍海和孙国强也参与了本书的编写工作，在此一并表示感谢。
    ANSYS本身是一个庞大的资源库与知识库，本书虽然卷帙浩繁，仍难窥其全貌。加之编者水平有限，书中错误与缺点在所难免，敬请广大读者批评指正，也欢迎广大同行来电来信共同交流探讨。
    最后再次希望本书能为读者的学习和工作提供帮助！