有限元分析

內容概要

　　本書是以ansys
13．0為平臺撰寫的一部從入門到精通的實用自學與提高教程，全面介紹了有限元分析的理論基礎、有限元分析流程、實體建模、網(wǎng)格劃分、耦合和約束方程、加載、求解、后處理技術、設計ansys分析方案、結構線性靜力分析、模態(tài)分析、諧響應分析、譜分析、瞬態(tài)動力學分析、斷裂力學分析、邊坡穩(wěn)定性分析、界面開裂與失效模擬、襯墊連接模擬、齒輪分析、轉子動力學分析、焊接工程問題分析、優(yōu)化設計、拓撲優(yōu)化、疲勞分析、自適應網(wǎng)格劃分和可靠性分析等內容。圍繞ansys軟件的功能講解，書中給出了大量具有工程背景的實例，并在配套光盤中提供了22個實例的視頻教程和ansys實例文件。
　　本書不僅適合作為高等學校理工類高年級本科生或研究生學習ansys13．0有限元分析軟件的教材，也可供從事結構分析的工程技術人員參考使用，書中提供的大量實例還可供高級用戶參考。

書籍目錄

出版說明
前言
第1章　緒論
　1.1有限單元法概述
　1.2 ansys基本原理
　1.3 ansys 13.0簡介與基本使用
第2章　坐標系和工作平面
　2.1坐標系
　2.2工作平面
第3章　建立模型
　3.1建立實體模型的方法
　3.2自下向上建模
　3.3自上向下建模
　3.4布爾運算
　3.5其他建立實體模型的方法
　3.6有限元模型
　3.7從cad中導入模型
　3.8參數(shù)化建模
第4章　網(wǎng)格劃分
　4.1網(wǎng)格劃分概述
　4.2定義單元屬性
　4.3網(wǎng)格劃分工具
　4.4單元尺寸控制
　4.5網(wǎng)格劃分器
　4.6網(wǎng)格劃分方法
　4.7修改網(wǎng)格
第5章　耦合和約束方程
　5.1耦合的概念
　5.2定義耦合自由度
　5.3約束方程的定義
　5.4定義約束方程
第6章　加載
　6.1載荷的概念
　6.2載荷步、子步和平衡迭代
　6.3時間的作用
　6.4階躍載荷和斜坡載荷
　6.5施加載荷的方法
　6.6設置載荷步選項
　6.7創(chuàng)建多載荷步文件
　6.8定義接頭固定處預拉伸
第7章　求解
　7.1選擇求解器
　7.2求解器的類型
　7.3在某些類型結構分析時使用特殊求解工具
　7.4獲得解答
　7.5求解多載荷步
　7.6奇異解
第8章　后處理技術
　8.1后處理的基本概念
　8.2結果文件
　8.3后處理可用的數(shù)據(jù)類型
　8.4通用后處理器post1
　8.5時間歷程后處理器(post26)
第9章　設計ansys分析方案
　9.1設計分析方案的重要性
　9.2確定分析目標
　9.3確定模型類型
　9.4確定模型單元
　9.5不同單元之間的連接
　9.6分析中使用對稱性
　9.7確定模型細節(jié)
　9.8確定模型的網(wǎng)格密度
第10章　結構線性靜力分析
　10.1靜力分析概述
　10.2靜力分析的求解步驟
　10.3實例：階梯軸施加扭矩和彎矩
第11章　模態(tài)分析
　11.1模態(tài)分析的定義及應用
　11.2模態(tài)分析的方法
　11.3矩陣縮減技術和自主度的選擇準則
　11.4模態(tài)分析過程
　11.5擴展模態(tài)
　11.6觀察結果
　11.7有預應力的模態(tài)分析
　11.8大變形預應力的模態(tài)分析
　11.9實例：印刷機滾筒的模態(tài)分析
第12章　諧響應分析
　12.1諧響應分析的定
　12.2三種求解方法
　12.3完全法諧響應分析
　12.4縮減法諧響應分
　12.5模態(tài)疊加法諧響應分析
　12.6有預應力的完全法諧響應分析
　12.7實例：汽車懸架系統(tǒng)的諧響應分析
第13章　譜分析
　13.1譜分析的定義
　13.2譜的基本概念
　13.3單點響應譜(sprs)分析步驟
　13.4隨機振動(psd)分析步驟
　13.5隨機振動分析結果的應用
　13.6ddam(動力設計分析方法)譜分析
　13.7多點響應譜(mprs)分析
　13.8實例：鋼架結構廠房的隨機振動分析
第14章　瞬態(tài)動力學分析
　14.1瞬態(tài)動力學分析的概念
　14.2瞬態(tài)動力學分析前的準備工作
　14.3瞬態(tài)動力學分析的理論基礎
　14.4三種求解方法
　14.5完全法瞬態(tài)動力學分析
　14.6模態(tài)疊加法瞬態(tài)動力分析
　14.7縮減法瞬態(tài)動力學分析過程
　14.8有預應力瞬態(tài)動力學分析
　14.9瞬態(tài)分析的關鍵技術細節(jié)
　14.10實例：路面沖擊載荷作用下汽車的瞬態(tài)動力學分析
第15章　非線性分析
　15.1概述
　15.2結構非線性分析
　15.3幾何非線性
　15.4屈曲分析
　15.5材料非線性分析
　15.6實例：支撐架特征值厄分析
　15.7實例：復合地基沉降的彈塑性分析
第16章　接觸分析
　16.1概述
　16.2接觸分類
　16.3 ansys接觸分析功能
　16.4面，面的接觸分析
　16.5實例：薄鋼板沖壓分析
第17章　復合材料
　17.1復合材料的相關概念
　17.2建立復合材料模型
　17.3實例：復合材料傳動軸的失效分析
第18章　斷裂力學分析
　18.1斷裂分析基礎
　18.2斷裂力學模型的建立
　18.3 ansys斷裂力學參數(shù)數(shù)值計算
　18.4實例：彈塑性焊接接頭的j積分計算
第19章　熱分析
　19.1熱分析概述
　19.2基礎知識
　19.3穩(wěn)態(tài)熱分析
　19.4瞬態(tài)熱分析
　19.5表面效應單元
　19.6熱應力分析
　19.7實例：多芯片組件熱分析
第20章　邊坡穩(wěn)定性分析
　20.2穩(wěn)定安全系數(shù)的計算
　20.3實例：確定邊坡安全系數(shù)
第21章　界面開裂與失效模擬
　21.1界面開裂的分析
　21.2模擬開裂的界面單元
　21.3定義材料屬性
　21.4網(wǎng)格劃分和定義邊界條件
　21.5求解過程和結果的輸出
　21.6觀察結果
　21.7實例：功能梯度材料界面開裂分析
第22章　襯墊連接模擬
　22.1引言
　22.2執(zhí)行單元組件分析
　22.3襯墊單元的構造
　22.4界面單元的家族
　22.5材料性質的定義
　22.6劃分界面單元
　22.7求解過程和結果的輸出
　22.8觀察結果
　22.9實例：螺栓預緊法蘭盤補墊分析
第23章　齒輪分析
　23.1概述
　23.2齒輪模型的術語
　23.3漸開線直齒齒輪模型的建立
　23.4實例：多齒輪動態(tài)接觸分析
第24章　轉子動力學分析
　24.1概述
　24.2轉子動力學分析工具
　24.3建立轉子動力學模型
　24.4施加載荷和約束
　24.5求解轉子動力學問題
　24.6轉子動力學的后處理
　24.7實例：轉子-軸承系統(tǒng)的臨界轉速計算
第25章　焊接工程問題分析
　25.1焊接工程的意義
　25.2焊接過程有限元分析的特點
　25.3焊接過程有限元模型的簡化
　25.4焊接溫度場的分析理論
　25.5焊接應力和變形的分析理論
　25.6計算模型
　25.7 ansys焊接模擬過程
　25.8實例：三維平板堆焊焊接的殘余應力分析
第26章　優(yōu)化設計
　26.1優(yōu)化設計的基本概念
　26.2優(yōu)化設計的步驟
　26.3優(yōu)化技術
　26.4選擇優(yōu)化變量注意事項
　26.5實例：高速轉盤的動：力學優(yōu)化
第27章　拓判、優(yōu)化
　27.1拓撲優(yōu)化的基本概念
　27.2拓撲優(yōu)化的步驟
　27.3實例：自行車車架的拓撲優(yōu)化
第28章　疲勞分析
　28.1疲勞的基本概念
　28.2疲勞分析的步驟
　28.3實例：壓力容器的疲勞分析
第29章　自適應網(wǎng)格劃分
　29.1網(wǎng)格自適應劃分的概念
　29.2自適應網(wǎng)格劃分的先決條件
　29.3自適應網(wǎng)格劃分的基本過程
　29.4修改基本過程
　29.5自適應網(wǎng)格劃分的注
　29.6實例：應力集中模型計算
第30章　可靠性分析
　30.1基于有限元的概率設
　30.2可靠性分析術語
　30.3隨機輸入?yún)?shù)類型
　30.4概率設計方法
　30.5實例：路基可靠性分
附錄
　附錄a獲取函數(shù)
　附錄b ansys有限元網(wǎng)豐基本原則
　附錄c有限元收斂速度和估計

章節(jié)摘錄

版權頁：插圖：通常解析方法較簡單，意義明確，容易計算，但由于其假設太多，難以提供在焊接熱影響區(qū)的精確計算結果，而且考慮不到電弧力對熔池的沖擊作用。采用有限元和有限差分法，應用高斯分布的表面熱源分布函數(shù)計算，可以引入材料性能的非線性，可進一步提高高溫區(qū)的準確性，但仍未考慮電弧挺度對熔池的影響。從球狀：橢球到雙橢球熱源模型，每一種方案都比前一種更準確，但也伴隨著計算量的增加，使這些熱源分布函數(shù)更利于應用有限元法或差分法在計算機上進行計算，而且實踐也證明能得出較滿意的模擬結果。對于通常的焊接方法如手工電弧焊、鎢極氫弧焊，采用高斯分布的函數(shù)就可以得到較滿意的結果。對于電弧沖力效應較大的焊接方法，如熔化極氫弧焊和激光焊，常采用雙橢球形分布函數(shù)。為求準確，還可將熱源分成兩部分，采用高斯分布的熱源函數(shù)作為表面熱源，焊件熔池部分采用雙橢球形熱源分布函數(shù)作為內熱源。在計算時，由于焊縫的對稱性，一般只考慮計算一半?yún)^(qū)域，除上表面外，其他表面設為絕熱邊界，輻射和對流可直接計算，也可通過改變材料物理性能如表面的熱傳導系數(shù)等間接運算。金屬材料的物理性能參數(shù)如比熱、導熱系數(shù)、彈性模量、屈服應力等一般都隨溫度的變化而變化，是非線性的。當溫度范圍變化不大時，可采用材料物理性能參數(shù)的平均值進行計算。但在焊接過程中，焊件溫度變化十分劇烈，如果不考慮材料的物理性能參數(shù)隨時間的變化，那么計算結果就會產(chǎn)生很大的偏差。所以在焊接溫度場和應力場的模擬計算中必須要給定材料的各項物理性能參數(shù)隨溫度的變化值。但是，許多材料的物理性能參數(shù)在高溫特別是接近熔化狀態(tài)時還是空白，某些材料僅有室溫數(shù)據(jù)，而高溫性能參數(shù)對焊接過程和計算過程均有較大影響，這會給模擬計算帶來很大的困難。當然，通過實驗和線性插值的方法可以獲得高溫時的一些數(shù)據(jù)，但有時處理不當，就會導致計算不收斂或結果不準確。例如，焊接時熔池金屬處于熔化狀態(tài)，其屈服極限和彈性模量是沒有實際物理意義的，但焊接過程的數(shù)值模擬計算是基于彈塑性理論的，這些參數(shù)必須為非零值，若參數(shù)取得過小會導致計算收斂困難，并且即使收斂也會使計算時間大幅度增加，參數(shù)取得偏大又會影響結果的準確性。

編輯推薦

《有限元分析:ANSYS 13.0從入門到實戰(zhàn)》經(jīng)典案例層出不窮，覆蓋全面講解透徹一點就通舉一反三，輕松應對實際問題。手把手教你做21個實際工作分析，盡在隨書DVD光盤。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    有限元分析 PDF格式下載

---