ANSYS有限元分析工程應用實例教程

前言

有限單元法（Finite Element Method）是20世紀五六十年代出現(xiàn)的一種數(shù)值模擬方法。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前該方法已經(jīng)被廣泛應用到眾多領域，在科學分析研究和工程建設領域發(fā)揮著非常重要的作用。目前，有限元法廣泛應用于求解航空、航天、機械、電子、船舶、土木、核工業(yè)、生物、能源、化工、醫(yī)學及交通運輸?shù)缺姸囝I域的工程問題，特別是隨著計算機技術突飛猛進的發(fā)展，有限單元法在解決問題的規(guī)模、范圍方面也已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化。ANSYS（Analysis System）軟件屬于世界上最大的有限元分析軟件開發(fā)商之一的美國ANSYS公司，是國際流行的大型通用有限元分析軟件，是當今最有影響力的有限元軟件之一，目前在全球范圍內擁有大量的用戶。自從1970年由美國匹茲堡大學力學系教授John Swanson博士開發(fā)出來，在至今幾十年的長足進展中，功能不斷強大，在全球的大型設計軟件中占有舉足輕重的地位，其融結構、流體、電磁場、聲場和耦合場分析于一體，涵蓋了機械、航空航天、能源、交通運輸、土木工程、水利、電子、地礦、生物醫(yī)學、教學科研等眾多領域。A.NSYS軟件是美國機械工程師協(xié)會（ASME）、美國核安全局（NQA）及其他20多種專業(yè)技術協(xié)會認證的標準分析軟件。在國內，ANSYS通過了中國壓力容器標準化技術委員會認證并在國家眾多部委推廣應用。此外，它能與眾多CAD軟件接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如Pro／E，NAS-TRAN，Alogor，CATIA，UG，I-DEAS，Solid。Works，AutoCAD等，是現(xiàn)代產(chǎn)品設計中的高級CAE工具之一。本書共分11章，在內容安排上，以結構分析為主，具體包括靜力分析、材料非線性分析、接觸非線性分析、幾何非線性分析、優(yōu)化分析、動力學分析、疲勞分析、復合材料等，同時也涉及了熱分析。每一章的內容都相對獨立，全面的理論基礎與典型案例相結合是本書的顯著特色，其中案例貼合實際，講解精辟透徹，處理問題思路清晰，論述內容深入獨到。

內容概要

ANSYS是國際流行的大型通用有限元分析軟件，是目前最有影響力的有限元軟件之一。其融結構、流體、電磁場、聲場和耦合場分析于一體，涵蓋了機械、航空航天、能源、交通運輸、土木工程、水利、電子、地礦、生物醫(yī)學、教學科研等眾多領域。    本書共計11章，以結構分析為主，包括靜力分析、材料非線性分析、接觸非線性分析、幾何非線性分析、優(yōu)化分析、動力學分析、疲勞分析、復合材料等，同時也涉及了熱分析。全面的理論基礎與典型案例相結合是本書的顯著特色，其中案例貼合實際，講解精辟透徹，處理問題思路清晰，論述內容深入獨到。    本書可作為土木工程領域研究人員和結構計算分析人員學習ANSYS的教材，也可供機械、航空航天、能源、交通運輸、水利、電子、地礦、生物醫(yī)學等眾多領域從業(yè)技術人員作為使用ANSYS的參考書。

書籍目錄

第1章  概述  1.1  有限單元法  1.2  ANSYS軟件  1.3  ANSYS圖形用戶界面  1.4  ANSYS文件  1.5  小結第2章  ANSYS應用基礎  2.1  概述  2.2  前處理  2.3  施加載荷并求解  2.4  后處理  2.5  小結第3章  結構靜力學分析  3.1  概述  3.2  結構靜力學分析的相關理論  3.3  結構靜力學分析的過程和步驟  3.4  膠凳受力分析  3.5  塔架受力分析  3.6  橋梁受力分析  3.7  本章習題  3.8  小結第4章  接觸非線性分析  4.1  概述  4.2  接觸問題分析  4.3  卸扣受力分析  4.4  螺栓連接分析  4.5  彈性觸頭分析  4.6  本章習題  4.7  小結第5章  屈曲分析  5.1  概述  5.2  特征值屈曲分析  5.3  非線性屈曲分析  5.4  拱形梁屈曲分析  5.5  本章習題  5.6  小結第6章  材料非線性分析  6.1  概述  6.2  非線性材料類型  6.3  型材拉彎分析  6.4  本章習題  6.5  小結第7章  結構動力學分析  7.1  概述  7.2  模態(tài)分析  7.3  諧響應分析  7.4  瞬態(tài)動力學分析  7.5  譜分析  7.6  本章習題  7.7  小結第8章  熱分析  8.1  概述  8.2  穩(wěn)態(tài)熱分析  8.3  瞬態(tài)熱分析  8.4  熱應力分析  8.5  熱分析其他問題  8.6  本章習題  8.7  小結第9章  優(yōu)化分析  9.1  概述  9.2  優(yōu)化分析過程與步驟  9.3  優(yōu)化分析實例  9.4  本章習題  9.5  小結第10章  疲勞分析  10.1  概述  10.2  ANSYS疲勞分析過程與步驟  10.3  疲勞分析實例  10.4  本章習題  10.5  小結第11章  復合材料  11.1  概述  11.2  復合材料分析常用單元  11.3  復合材料分析技術  11.4  復合材料應用案例  11.5  本章習題  11.6  小結

章節(jié)摘錄

插圖：1.將結果數(shù)據(jù)讀入到數(shù)據(jù)庫中在通用后處理中，第一步是從結果文件中讀取數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫中。為此，模型數(shù)據(jù)（節(jié)點，單元等）必須存在于數(shù)據(jù)庫中。如果數(shù)據(jù)庫不包含模型數(shù)據(jù)，則可通過執(zhí)行RE-SUME命令來讀取數(shù)據(jù)庫文件Jobname.DB（GUI：Utility Menu-File-Resume Job-name.db）。請注意，讀取的數(shù)據(jù)庫文件必須與計算時的模型是完全一致的，包括單元類型、節(jié)點、單元、單元實常數(shù)、材料屬性以及節(jié)點坐標系，否則將引起數(shù)據(jù)不匹配。用SET命令可從結果文件中將整個模型在某一個特定載荷條件下的結果數(shù)據(jù)讀人到數(shù)據(jù)庫中，并將之前存儲在數(shù)據(jù)庫中的所有數(shù)據(jù)替換掉。只有當單元節(jié)點載荷或者反作用載荷中至少有一個可用時，邊界條件信息（約束和力載）才會被讀入。否則任何邊界條件信息都不會通過列表或圖形顯示出來，此時僅有約束和力載會被讀人，其他如表面載荷和體載荷不會更新，仍保持為最后所指定的值。但是，如果表面載荷和體載荷是用表格方式指定的，那么它們將反映出對應于結果序列的值。由于載荷條件可通過載荷步、載荷子步或者時間（或頻率）來定義，因此用命令或路徑中指定的參數(shù)就可識別這些數(shù)據(jù)（將被讀人到數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)）。

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