ANSYS12.0有限元分析與范例解析

前言

　　近40年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用以及有限元理論的日益完善，出現(xiàn)了許多通用和專業(yè)的有限元計(jì)算軟件，并在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。其中較為著名的大型有限元軟件有ANSYS、ALGOR、ABAqQUs、MSC.NASTRAN和MSC.MARC等?！　NSYS作為一款大型通用有限元分析軟件，能夠進(jìn)行結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁以及聲學(xué)等學(xué)科的研究。它由世界上最大的有限元分析軟件公司之一——美國ANSYS公司開發(fā)，能與多數(shù)CAD軟件接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如.Pro／ENGINEER、NASTRAN、AL，OGOR、IDEAS、AutoCAD等，是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的高級CAD工具之一。它廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、汽車、航空航天、船舶、土木工程、地質(zhì)礦產(chǎn)、水利、鐵路、石油化工、輕工、電子等工業(yè)及科學(xué)研究之中。ANSYS是第一個通過IS09001質(zhì)量認(rèn)證的大型有限元分析設(shè)計(jì)軟件，是美國機(jī)械工程師協(xié)會（ASME）及近20種專業(yè)技術(shù)協(xié)會認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)分析軟件?！　”緯宰钚掳姹続NSYS 12.0為平臺，以ANSYS分析過程為主線，分10章講解了ANSYS的設(shè)計(jì)思路和使用方法：第1章介紹了有限元分析的基本概念及ANSYS 12.0軟件的特點(diǎn)；第2章介紹了軟件的安裝與啟動；第3章介紹了軟件的實(shí)體建模與網(wǎng)格劃分方法；第4章介紹了軟件的加載、求解與后處理；第5章分類介紹了軟件在各類工程分析中的應(yīng)用范例；第6章介紹了軟件的優(yōu)化分析功能；第7章介紹了軟件的高級應(yīng)用；第8章介紹了參數(shù)化設(shè)計(jì)語言及其應(yīng)用范例；第9章介紹了LS.DYNA動力學(xué)分析及其應(yīng)用范例；最后一章介紹了后置處理軟件LS.PREPOST的基本操作與應(yīng)用。本書涵蓋內(nèi)容廣泛，并力求以有限的篇幅介紹更多的知識。

內(nèi)容概要

本書是通用有限元軟件ANSYS 12.0及其工程應(yīng)用的學(xué)習(xí)教程，全書根據(jù)ANSYS 12.0功能模塊及工程應(yīng)用分為10章。主要內(nèi)容包括：有限元分析ANSYS 12.0簡介；實(shí)體建模與網(wǎng)格劃分；加載、求解與后處理；工程應(yīng)用范例（包括靜力學(xué)、動力學(xué)、非線性、熱力學(xué)及耦合場分析）；優(yōu)化設(shè)計(jì)；高級分析（包括可靠性分析、拓?fù)鋬?yōu)化、單元生死）；參數(shù)化設(shè)計(jì)語言（APDL）；LS-DYNA動力分析及后置處理軟件LS-PREPOST。本書內(nèi)容新穎豐富、涉及范圍廣泛，使讀者能全面掌握ANSYS軟件所具有的功能模塊及處理實(shí)際工程問題的分析思路和方法。    本書按照深入淺出的原則，分別通過圖形用戶界面和命令流兩種方式對典型的工程應(yīng)用問題進(jìn)行了詳細(xì)講解。    本書適合理工院校機(jī)械、航空、力學(xué)等相關(guān)專業(yè)師生使用，也可作為相關(guān)領(lǐng)域工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

出版說明前言第1章  概述  1.1  數(shù)值模擬與有限元法概述  1.2  ANSYS 12.0概述  1.3  ANSYS 12.0的改進(jìn)和新增功能第2章  ANSYS 12.0安裝與啟動  2.1  ANSYS 12.0的安裝  2.2  ANSYS 12.0的啟動與設(shè)置第3章  ANSYS實(shí)體建模與網(wǎng)格劃分  3.1  有限元模型建模簡介  3.2  實(shí)體建模過程  3.3  布爾運(yùn)算與網(wǎng)格劃分第4章  加載、求解與后處理  4.1  載荷概述  4.2  求解  4.3  結(jié)果后處理第5章  工程應(yīng)用范例分析  5.1  線性靜力學(xué)分析  5.2  動力學(xué)分析  5.3  非線性分析  5.4  有限元熱分析原理  5.5  耦合場分析第6章  ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)  6.1  優(yōu)化設(shè)計(jì)概述  6.2  ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第7章  ANSYS高級分析  7.1  可靠性分析  7.2  拓?fù)鋬?yōu)化  7.3  單元生死及其應(yīng)用第8章  ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)語言（APDL）  8.1  APDL簡介  8.2  APDL主要概念  8.3  APDL應(yīng)用范例解析——彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)的響應(yīng)  8.4  APDL應(yīng)用范例解析——平面二力桿網(wǎng)架受力分析第9章  LS-DYNA動力學(xué)分析  9.1  LS-DYNA概述  9.2  LS-DYNA功能特點(diǎn)  9.3  LS-DYNA的一般分析過程  9.4  LS-DYNA范例解析——炸藥在土壤內(nèi)部爆炸分析  9.5  LS-DYNA范例解析——薄壁鋼管在軸向沖擊作用下的屈曲分析第10章  后置處理軟件LS-PREPOST  10.1  LS-PREPOST簡介  10.2  LS-PREPOST應(yīng)用實(shí)例  10.3  下拉菜單  10.4  圖形顯示區(qū)及鼠標(biāo)操作  10.5  圖形控制區(qū)  10.6  命令輸入?yún)^(qū)與操作歷史文本框  10.7  主菜單參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1.買體建?！　NSYS提供了自項(xiàng)向下與自底向上兩種實(shí)體建模方法。自頂向下進(jìn)行實(shí)體建模時(shí)，用戶定義一個模型的最高級圖元，如球、棱柱，稱為基元，程序則自動定義相關(guān)的面、線及關(guān)鍵點(diǎn)。用戶利用這些高級圖元直接構(gòu)造幾何模型，如二維的圓和矩形以及三維的塊、球、錐和柱。自底向上進(jìn)行實(shí)體建模時(shí)，用戶從最低級的圖元向上構(gòu)造模型，即用戶首先定義關(guān)鍵點(diǎn)，然后依次是相關(guān)的線、面、體?！　o論使用自頂向下還是自底向上方法建模，用戶均能使用布爾運(yùn)算來組合數(shù)據(jù)集，從而“雕塑出”一個實(shí)體模型。ANSYS提供了完整的布爾運(yùn)算，如相加、相減、相交、分割、粘結(jié)和重疊。在創(chuàng)建復(fù)雜實(shí)體模型時(shí)，對線、面、體、基元的布爾操作能減少相當(dāng)可觀的建模工作量。ANSYS還提供了拖拉、延伸、旋轉(zhuǎn)、移動和復(fù)制實(shí)體模型圖元的功能，附加的功能還包括圓弧構(gòu)造、切線構(gòu)造、通過拖拉與旋轉(zhuǎn)生成面和體、線與面的自動相交運(yùn)算、自動倒角生成、用于網(wǎng)格劃分的硬點(diǎn)的建立、移動、復(fù)制和刪除?！　?.網(wǎng)格劃分　　ANSYS提供了使用便捷、高質(zhì)量的對CAD模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分的功能，包括延伸劃分、映像劃分、自由劃分和自適應(yīng)劃分4種網(wǎng)格劃分方法。其中，延伸網(wǎng)格劃分可將一個二維網(wǎng)格延伸成一個三維網(wǎng)格；映像網(wǎng)格劃分允許用戶將幾何模型分解成簡單的幾部分，然后選擇合適的單元屬性和網(wǎng)格控制，生成映像網(wǎng)格；自由網(wǎng)格劃分功能十分強(qiáng)大，可對復(fù)雜模型直接劃分，避免了用戶對各個部分分別劃分然后進(jìn)行組裝時(shí)各部分網(wǎng)格不匹配帶來的麻煩；自適應(yīng)網(wǎng)格劃分是在生成了具有邊界條件的實(shí)體模型以后，用戶指示程序自動地生成有限元網(wǎng)格，分析、估計(jì)網(wǎng)格的離散誤差，然后重新定義網(wǎng)格大小，再次分析計(jì)算、估計(jì)網(wǎng)格的離散誤差，直至誤差低于用戶定義的值或達(dá)到用戶定義的求解次數(shù)?！　》治鲇?jì)算模塊，即求解器，包括結(jié)構(gòu)分析（可進(jìn)行線性分析、非線性分析和高度非線性分析）、流體動力學(xué)分析、電磁場分析、聲場分析、壓電分析以及多物理場的耦合分析，可模擬多種物理介質(zhì)的相互作用，具有靈敏度分析及優(yōu)化分析能力?！　『筇幚砟K可將計(jì)算結(jié)果以彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流跡顯示、立體切片顯示、透明及半透明顯示（可看到結(jié)構(gòu)內(nèi)部）等圖形方式顯示出來，也可將計(jì)算結(jié)果以圖表、曲線形式顯示或輸出。

編輯推薦

　　《ANSYS12.0有限元分析與范例解析》核心內(nèi)容包含：　　ANSYS實(shí)體建模與網(wǎng)格劃分　　加載、求解與后處理　　工程應(yīng)用范例分析　　ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)　　ANSYS高級分析　　ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)語言　　LS—DYNA動力學(xué)分析　　后置處理軟件LS—PREPOST

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