ANSYS 13.0有限元分析實(shí)用基礎(chǔ)教程

內(nèi)容概要

　　ansys是融結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁、聲學(xué)于一體的大型cae通用有限元分析軟件，它可廣泛應(yīng)用于核工業(yè)、鐵道、石油化工、航空航天、機(jī)械制造、能源、汽車交通、國防軍工、電子、土木工程、造船、生物醫(yī)學(xué)、輕工、地礦、水利以及日用家電等一般工業(yè)及科學(xué)研究中。
　　全書總共8章。第1章對ansys13．0的基本功能、界面環(huán)境等作了簡單的介紹，并詳細(xì)介紹了帶孔矩形板受拉有限元分析實(shí)例，使讀者能盡快地對采用ansys13．0軟件進(jìn)行有限元分析有一個基本的認(rèn)知過程；第2章-第6章分別對ansys有限元分析的各個過程進(jìn)行了詳細(xì)的討論，包括實(shí)體建模、網(wǎng)格劃分、施加載荷及求解、通用后處理和時間歷程后處理，并具體結(jié)合軸承座和汽車連桿這兩個實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)說明，以操作為出發(fā)點(diǎn)，但又不單純地局限于操作；第7章詳細(xì)介紹了ansys結(jié)構(gòu)分析的基本概念及相關(guān)實(shí)例操作，包括結(jié)構(gòu)靜力分析、模態(tài)分析、諧波響應(yīng)分析、瞬態(tài)動力學(xué)分析、譜分析及屈曲分析，幾乎適合于整個機(jī)械行業(yè)的各種工程分析；第8章介紹了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的相關(guān)概念，有利于讀者對工程實(shí)際問題的進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計分析。
　　《ansys
13.0有限元分析實(shí)用基礎(chǔ)教程》適用于ansys軟件的初、中級用戶，以及有初步使用經(jīng)驗的技術(shù)人員；本書可作為理工科院校相關(guān)專業(yè)的高年級本科生、研究生及教師學(xué)習(xí)ansys軟件的教材，亦可作為從事結(jié)構(gòu)分析等相關(guān)行業(yè)的工程技術(shù)人員使用ansys軟件的參考書。

書籍目錄

第1章　ansys13．0簡介
1．1有限元分析基本概念
1．2ansys13．0的基本功能
1．3ansys13．0的新功能
1．4 ansys13．0的基本操作
1．5有限元分析實(shí)例
1．6本章　小結(jié)
1．7練習(xí)題
第2章　實(shí)體建模
2．1ansys建?；痉椒?br />2．2坐標(biāo)系及其操作
2．3工作平面及使用
2．4自底向上建模
2．5自頂向下建模
2．6布爾運(yùn)算
2．7模型修改
2．8運(yùn)用組件
2．9綜合實(shí)例1——軸承座實(shí)體建模
2．10綜合實(shí)例2——汽車連桿實(shí)體建模
2．11本章　小結(jié)
2．12練習(xí)題；
第3章　網(wǎng)格劃分
3．1定義單元屬性
3．2網(wǎng)格劃分控制
3．3實(shí)體模型網(wǎng)格劃分
3．4網(wǎng)格檢查
3．5直接法生成有限元模型
3．6綜合實(shí)例1——軸承座實(shí)體模型的網(wǎng)格劃分
3．7綜合實(shí)例2——汽車連桿實(shí)體模型的網(wǎng)格劃分
3．8小結(jié)
3．9練習(xí)題
第4章　施力口載荷及求解
4．1加載概述
4．2載荷的定義
4．3求解
4．4綜合實(shí)例1——軸承座模型載荷施加及求解
4．5綜合實(shí)例2——汽車連桿模型載荷施加及求解
4．6小結(jié)
4．7練習(xí)題
第5章　通用后處理器
5．1通用后處理器概述
5．2圖形顯示計算結(jié)果
5．3路徑操作
5．4單元表
5．5載荷組合及其運(yùn)算
5．6綜合實(shí)例1——桁架計算
5．7綜合實(shí)例2——軸承座及汽車連桿后處理分析
5．8本章　小結(jié)
5．9練習(xí)惠
第6章　時間歷程后處理器
6．2變量的操作
6．3查看變量
6．4動畫技術(shù)
6．5綜合實(shí)例——鋼球溫度計算
6．6小結(jié)
6．7練習(xí)題
第7章　ansys結(jié)構(gòu)分析及應(yīng)用
7．1結(jié)構(gòu)分析概述
7．2結(jié)構(gòu)靜力分析
7．3結(jié)構(gòu)非線性分析
7．4模態(tài)分析
7．5瞬態(tài)動力學(xué)分析
7．6諧波響應(yīng)分析
7．7譜分析
7．8屈曲分析
7．9本章　小結(jié)
第8章　ansys結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
8．1優(yōu)化設(shè)計基本概念
8．2優(yōu)化設(shè)計的過程與步驟
8．3優(yōu)化設(shè)計實(shí)例
8．4小結(jié)
8．5練習(xí)題
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   有限元離散過程中，相鄰單元在同一節(jié)點(diǎn)上場變量相同達(dá)到連續(xù)，但未必在單元邊界上任一點(diǎn)連續(xù)；在把載荷轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)載荷的過程中，只是考慮單元總體平衡，在單元內(nèi)部和邊界上不用保證每點(diǎn)都滿足控制方程。 由于單元可以設(shè)計成不同的幾何形狀，因此可靈活地模擬和無限逼近復(fù)雜的求解域。顯然，如果插值函數(shù)滿足一定要求，隨著單元數(shù)目的增加，解的精度會不斷提高而最終收斂于問題的精確解。從理論上來講，無限增加單元的數(shù)目可以使數(shù)值分析解最終收斂于問題的精確解，但這卻增加了計算機(jī)計算所耗費(fèi)的時間。在實(shí)際工程應(yīng)用中，只要所得的數(shù)據(jù)能夠滿足工程需要就足夠了。因此，有限元分析方法的基本策略就是在分析的精度和分析的時間上找到一個最佳平衡點(diǎn)。 1.1.2 有限元基本構(gòu)成 1.單元（Element） 結(jié)構(gòu)單元網(wǎng)格劃分中的每一個小塊體稱為一個單元。常見的單元類型有線單元、三角形和四邊形面單元、四面體和六面體體單元。由于單元是組成有限元模型的基礎(chǔ)，因此單元的類型對于有限元分析至關(guān)重要。一個有限元程序所提供的單元種類越多，這個程序的功能越強(qiáng)大。ANSYS 13.0提供了100多種單元類型，可以模擬和分析絕大多數(shù)的工程問題。 在ANSYS程序分析中，常用的有限單元有Link單元、Beam單元、Block單元和Plane單元。 Link單元：此單元為線性單元，有2個節(jié)點(diǎn)，即線段的兩個端點(diǎn)，每個節(jié)點(diǎn)有3個位移自由度，沒有轉(zhuǎn)動自由度，此單元主要用于桁架結(jié)構(gòu)的模擬分析。 Beam單元：此單元主要用于分析細(xì)長結(jié)構(gòu)梁的彎曲問題，而Link單元只能分析細(xì)長結(jié)構(gòu)的受壓和受拉時候的情況。與Link單元相比，梁單元增加了轉(zhuǎn)動自由度，即角位移自由度。 Block單元：Block單元分為平面問題和空間問題兩種，平面形式的Block單元為4個節(jié)點(diǎn)的四邊形單元或8個節(jié)點(diǎn)的四邊形單元。平面Block單元主要用于平面應(yīng)變和平面應(yīng)力問題的分析，也可用于軸對稱問題的模擬?？臻g形式的Block單元則為8個～20個節(jié)點(diǎn)的六面體單元，主要用于空間結(jié)構(gòu)問題的分析。在默認(rèn)情況下，Block單元的每個節(jié)點(diǎn)只有位移自由度而沒有轉(zhuǎn)動自由度。但在具體分析過程中，可以通過程序菜單給每個節(jié)點(diǎn)增加轉(zhuǎn)動自由度。 Plane單元：此單元主要用于模擬空間的薄壁問題，每個節(jié)點(diǎn)有6個自由度。 此外，ANSYS程序的單元庫中還有Mass單元、Pipe單元、Shell單元和Fluid單元等。關(guān)于某個具體單元的特性和使用方法，可參考ANSYS程序在線幫助中的單元庫手冊。 2.節(jié)點(diǎn)（Node） 節(jié)點(diǎn)就是考慮工程系統(tǒng)中的一個點(diǎn)的坐標(biāo)位置，構(gòu)成有限元系數(shù)的基本對象，具有其物理意義的自由度。該自由度為結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受到外力后系統(tǒng)的反應(yīng)。 3.自由度（Degree of Freedom） 前面提到，節(jié)點(diǎn)具有某種程度的自由度，以表示工程系統(tǒng)受到外力后的反應(yīng)結(jié)果。要知道節(jié)點(diǎn)的自由度數(shù)，請查看ANSYS自帶的幫助文件，那里對每種單元類型都作了詳盡的介紹。

編輯推薦

《ANSYS 13.0有限元分析實(shí)用基礎(chǔ)教程》主要針對初學(xué)者，由淺入深地介紹了ANSYS 13.0的基本操作功能。通過《ANSYS 13.0有限元分析實(shí)用基礎(chǔ)教程》，能使讀者進(jìn)一步了解如何采用ANSYS進(jìn)行工程問題仿真分析，并如何設(shè)置相關(guān)仿真參數(shù)。

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