ANSYS 14完全自學(xué)一本通

內(nèi)容概要

《ANSYS 14完全自學(xué)一本通》是針對最新版本ANSYS14在工程分析中的應(yīng)用進(jìn)行編寫的。根據(jù)內(nèi)容的側(cè)重點不同，全書可分為基礎(chǔ)、專題兩個部分?；A(chǔ)部分是按照ANSYS有限元分析的基本流程和基礎(chǔ)操作，將有關(guān)知識分為6章，分別為ANSYS基礎(chǔ)操作入門、幾何建模、建立有限元模型、加載與求解、后處理及ANSYS參數(shù)化處理。專題部分是按照ANSYS中進(jìn)行分析的對象與目的不同，將有關(guān)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)分析知識分為20個專題，并分別在20個章節(jié)中說明。通過這20章的學(xué)習(xí)，用戶能掌握使用ANSYS進(jìn)行分析的基礎(chǔ)方法，形成結(jié)構(gòu)分析的整體概念，并能完成大多數(shù)結(jié)構(gòu)工程問題模型的分析任務(wù)。為了使用戶能夠更好地操作ANSYS，《ANSYS 14完全自學(xué)一本通》中對所有的算例的命令流都進(jìn)行了注釋，而且將命令流放在比GUI交互更重要的位置上進(jìn)行說明。這樣也將有助于用戶將ANSYS視為專業(yè)編程軟件，利用已有的編程知識快速入門與提高。另外，所有的算例模型及結(jié)果文件均刻制在光盤上，供用戶參考。

書籍目錄

第1章ANSYS基礎(chǔ)操作入門1 1.1ANSYS圖形用戶界面2 1.1.1GUI布局2 1.1.2GUI使用介紹3 1.1.3對話框組件介紹7 1.2ANSYS使用環(huán)境9 1.2.1程序處理器9 1.2.2ANSYS數(shù)據(jù)庫10 1.2.3ANSYS文件11 1.2.4ANSYS啟動和交互13 1.3圖形化選取15 1.3.1鼠標(biāo)按鍵選擇功能分配16 1.3.2空間選取和實體選取16 1.3.3查詢選取17 1.4ANSYS分析入門18 1.5實例：添加Tiff格式照片輸出快捷按鈕設(shè)置19 1.6本章小結(jié)21 第2章幾何建模23 2.1ANSYS建模概述24 2.2坐標(biāo)系25 2.2.1全局坐標(biāo)系25 2.2.2局部坐標(biāo)系26 2.2.3節(jié)點坐標(biāo)系30 2.2.4其他坐標(biāo)系32 2.3工作平面33 2.3.1創(chuàng)建工作平面34 2.3.2工作平面操作36 2.4幾何建模38 2.4.1圖元基本操作38 2.4.2幾何建模通用操作73 2.4.3布爾操作79 2.4.4查看幾何模型性質(zhì)83 2.5實例：斜齒輪幾何建模83 2.6模型文件導(dǎo)入88 2.7本章小結(jié)91 第3章建立有限元模型93 3.1幾何模型網(wǎng)格劃分94 3.1.1劃分方式94 3.1.2定義單元屬性94 3.1.3網(wǎng)格劃分控制101 3.1.4網(wǎng)格劃分113 3.1.5網(wǎng)格檢查與修改116 3.1.6螺栓網(wǎng)格劃分119 3.2直接生成網(wǎng)格單元簡介122 3.3耦合與約束方程122 3.3.1耦合122 3.3.2約束方程125 3.4本章小結(jié)127 第4章加載與求解129 4.1對象選取與組件、集合130 4.1.1對象選取130 4.1.2組件與集合132 4.2加載135 4.2.1加載過程135 4.2.2施載對象140 4.2.3載荷類型141 4.2.4載荷步通用設(shè)置154 4.2.5施加載荷方式155 4.3求解157 4.3.1分析類型158 4.3.2求解器159 4.3.3求解與輸出161 4.3.4多載荷步求解162 4.3.5重啟動分析163 4.4本章小結(jié)164 第5章后處理165 5.1后處理概述166 5.1.1后處理器類型166 5.1.2結(jié)果文件166 5.1.3后處理中的數(shù)據(jù)166 5.2通用后處理器（POST1）167 5.2.1讀取結(jié)果數(shù)據(jù)167 5.2.2圖形方式查看結(jié)果170 5.2.3面操作179 5.2.4列表顯示結(jié)果187 5.2.5將結(jié)果映射到路徑189 5.2.6結(jié)果查看器192 5.2.7部分其他操作192 5.3時間歷程后處理器（POST26）192 5.3.1時間歷程變量查看器193 5.3.2定義變量193 5.3.3變量數(shù)據(jù)運算操作196 5.3.4查看變量197 5.4本章小結(jié)199 第6章ANSYS參數(shù)化處理201 6.1APDL概述202 6.2使用參數(shù)202 6.2.1標(biāo)量參數(shù)202 6.2.2數(shù)組參數(shù)204 6.2.3參數(shù)表達(dá)式209 6.2.4函數(shù)處理209 6.3APDL程序控制209 6.3.1宏的調(diào)用210 6.3.2無條件轉(zhuǎn)移控制210 6.3.3條件轉(zhuǎn)移控制211 6.3.4重復(fù)操作211 6.3.5循環(huán)212 6.4本章小結(jié)212 第7章線性靜力學(xué)分析213 7.1線性靜力學(xué)分析概述214 7.1.1線性結(jié)構(gòu)力學(xué)知識基礎(chǔ)214 7.1.2有限元模型屬性216 7.2線性靜力學(xué)分析過程218 7.2.1前處理218 7.2.2加載求解219 7.2.3后處理219 7.3算例1：非均勻截面梁受扭矩分析219 7.3.1問題描述與分析219 7.3.2前處理220 7.3.3加載與求解223 7.3.4后處理224 7.4算例2：開孔板應(yīng)力集中分析225 7.4.1問題描述與分析225 7.4.2前處理226 7.4.3加載與求解230 7.4.4后處理232 7.5算例3：各向異性材料與熱膨脹236 7.5.1問題描述與分析236 7.5.2前處理237 7.5.3加載與求解240 7.5.4后處理243 7.6算例4：軸對稱結(jié)構(gòu)承受函數(shù)載荷和角速度246 7.6.1問題描述與分析246 7.6.2前處理246 7.6.3加載與求解250 7.6.4后處理251 7.7本章小結(jié)255 第8章非線性分析257 8.1非線性分析概述258 8.1.1幾何非線性258 8.1.2材料非線性260 8.2靜態(tài)非線性分析基本過程261 8.2.1前處理261 8.2.2加載與求解266 8.2.3后處理267 8.3算例1：桁架大變形分析269 8.3.1問題描述與分析269 8.3.2前處理269 8.3.3加載與求解274 8.3.4后處理276 8.4算例2：多線性各向同性強化材料應(yīng)力—應(yīng)變分析278 8.4.1問題描述與分析278 8.4.2前處理278 8.4.3加載與求解282 8.4.4后處理284 8.5本章小結(jié)286 第9章屈曲分析287 9.1屈曲分析概述288 9.2線性屈曲分析步驟289 9.2.1前處理289 9.2.2求取靜態(tài)解289 9.2.3求取屈曲解289 9.4.4后處理291 9.3非線性屈曲分析步驟291 9.3.1前處理291 9.3.2加載與求解291 9.3.3后處理292 9.4算例1：中間鉸支增強穩(wěn)定性線性分析292 9.4.1問題描述與分析292 9.4.2前處理293 9.4.3求取靜態(tài)解297 9.4.4求取屈曲解299 9.4.5后處理300 9.5算例2：中間鉸支增強穩(wěn)定性非線性分析300 9.5.1問題描述與分析300 9.4.2前處理301 9.4.3加載與求解301 9.4.4后處理303 9.6本章小結(jié)306 第10章模態(tài)分析307 10.1模態(tài)分析概論308 10.2模態(tài)分析過程308 10.2.1前處理309 10.2.2加載與求解309 10.2.3后處理314 10.2.4施加預(yù)應(yīng)力效應(yīng)316 10.2.5循環(huán)對稱結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析317 10.3算例1：帶集中質(zhì)量結(jié)構(gòu)扭振分析319 10.3.1問題描述與分析319 10.3.2前處理320 10.3.3加載與求解323 10.3.4后處理324 10.4算例2：音叉固有頻率分析326 10.4.1問題描述與分析326 10.4.2前處理326 10.4.3加載與求解329 10.4.4后處理331 10.5算例3：循環(huán)對稱結(jié)構(gòu)振動模態(tài)分析332 10.5.1問題描述與分析332 10.5.2前處理333 10.5.3加載與求解337 10.5.4后處理339 10.6本章小結(jié)341 第11章諧響應(yīng)分析343 11.1諧響應(yīng)分析概論344 11.1.1諧響應(yīng)分析簡介344 11.1.2諧響應(yīng)分析理論簡介344 11.2諧響應(yīng)分析過程346 11.2.1完全法分析過程347 11.2.2縮減法分析過程352 11.2.3模態(tài)疊加法分析過程354 11.3算例1：機翼諧響應(yīng)完全法分析355 11.3.1問題描述與分析355 11.3.2前處理355 11.3.3加載與求解359 11.3.4后處理361 11.4算例2：機翼諧響應(yīng)縮減法分析363 11.4.1問題描述與分析363 11.4.2前處理364 11.4.3模態(tài)分析求解364 11.4.4諧響應(yīng)分析求解365 11.4.5后處理366 11.5算例3：機翼諧響應(yīng)模態(tài)疊加法分析368 11.5.1問題描述與分析368 11.5.2前處理368 11.5.3模態(tài)分析求解368 11.5.4諧響應(yīng)分析求解369 11.5.5后處理370 11.6本章小結(jié)371 第12章瞬態(tài)分析373 12.1瞬態(tài)分析概論374 12.2瞬態(tài)分析過程377 12.2.1完全法分析瞬態(tài)過程377 12.2.2縮減法分析瞬態(tài)過程384 12.3.3模態(tài)疊加法分析瞬態(tài)過程388 12.3算例1：懸板瞬態(tài)響應(yīng)完全法分析389 12.3.1問題描述與分析389 12.3.2前處理389 12.3.3加載與求解393 12.3.4后處理396 12.4算例2：懸板瞬態(tài)響應(yīng)縮減法分析398 12.4.1問題描述與分析398 12.4.2前處理398 12.4.3加載與求解398 12.4.4后處理401 12.5算例3：懸板瞬態(tài)響應(yīng)模態(tài)疊加法分析401 12.5.1問題描述與分析401 12.5.2前處理401 12.5.3模態(tài)分析求解402 12.5.4瞬態(tài)分析求解403 12.5.5后處理403 12.6本章小結(jié)404 第13章譜分析405 13.1譜分析概述406 13.2譜分析過程406 13.2.1單點響應(yīng)譜分析過程407 13.2.2隨機振動功率譜密度分析410 13.3算例1：屋頂單點響應(yīng)譜分析415 13.3.1問題描述與分析415 13.3.2前處理416 13.3.3模態(tài)分析求解419 13.3.4譜分析求解421 13.3.5后處理423 13.4算例2：屋頂多點響應(yīng)譜分析425 13.4.1問題描述與分析425 13.4.2前處理425 13.4.3模態(tài)分析求解425 13.4.4譜分析求解425 13.4.5后處理427 13.5算例3：屋頂隨機振動譜分析428 13.5.1問題描述與分析428 13.5.2前處理428 13.5.3模態(tài)分析求解428 13.5.4譜分析求解429 13.5.5后處理430 13.6本章小結(jié)431 第14章線性擾動分析433 14.1線性擾動分析概述434 14.1.1假設(shè)與限制434 14.1.2線性擾動分析理論概述434 14.2線性擾動分析過程437 14.2.1線性擾動模態(tài)分析過程437 14.2.2線性擾動屈曲分析過程438 14.2.3線性擾動諧響應(yīng)分析過程438 14.3算例：線性擾動模態(tài)分析440 14.3.1問題描述與分析440 14.3.2前處理441 14.3.3基礎(chǔ)分析求解443 14.3.4重建剛度矩陣445 14.3.5線性擾動模態(tài)分析求解446 14.3.6后處理447 14.4本章小結(jié)448 第15章密封墊片分析449 15.1密封墊片分析概述450 15.2密封墊片分析過程450 15.2.1墊片單元450 15.2.2材料定義452 15.2.3網(wǎng)格劃分455 15.2.4求解與查看結(jié)果456 15.3算例：密封墊片分析457 15.3.1問題描述與分析457 15.3.2前處理457 15.3.3加載與求解463 15.3.4后處理466 15.4本章小結(jié)468 第16章斷裂分析469 16.1斷裂分析概論470 16.1.1斷裂模式470 16.1.2斷裂力學(xué)參數(shù)計算470 16.1.3斷裂仿真方法472 16.2斷裂分析過程472 16.2.1J積分計算過程473 16.2.2能量釋放率計算過程478 16.2.3應(yīng)力密度系數(shù)計算過程478 16.3算例：應(yīng)力集中點斷裂分析480 16.3.1問題描述與分析480 16.3.2前處理480 16.3.3靜態(tài)分析加載493 16.3.4設(shè)置計算參數(shù)494 16.3.5求解495 16.3.6后處理495 16.4本章小結(jié)496 第17章脫落分析497 17.1脫落分析過程498 17.1.1基于VCCT的裂紋擴(kuò)展仿真498 17.1.2基于接口單元的界面脫落建模方式505 17.1.3基于接觸單元的界面脫落建模方式510 17.2算例：基于VCCT法的懸臂梁界面開裂分析510 17.2.1問題描述與分析510 17.2.2前處理510 17.2.3設(shè)置裂紋擴(kuò)展路徑516 17.2.4加載與求解517 17.2.5后處理519 17.3本章小結(jié)522 第18章復(fù)合材料分析523 18.1復(fù)合材料建模分析過程524 18.1.1選擇合適的單元類型524 18.1.2定義復(fù)合材料構(gòu)造525 18.1.3設(shè)置失效準(zhǔn)則527 18.1.4復(fù)合材料建模和后處理建議528 18.2算例1：復(fù)合材料殼單元分析530 18.2.1問題描述與分析530 18.2.2前處理530 18.2.3加載與求解534 18.2.4后處理535 18.3算例2：復(fù)合材料實體單元分析537 18.3.1問題描述與分析537 18.3.2前處理537 18.3.3加載與求解541 18.3.4后處理542 18.4本章小結(jié)543 第19章疲勞分析545 19.1疲勞分析概述546 19.2疲勞分析過程546 19.2.1疲勞分析操作步驟547 19.2.2疲勞分析命令流樣式554 19.3算例：L架疲勞分析555 19.3.1問題描述與分析555 19.3.2前處理555 19.3.3加載與求解558 19.3.4后處理561 19.3.5疲勞計算561 19.4本章小結(jié)564 第20章梁單元模型分析565 20.1梁單元概述566 20.2梁單元建模566 20.2.1創(chuàng)建梁截面568 20.2.2使用非線性及復(fù)合材料梁截面571 20.3算例：復(fù)合截面與普通截面梁靜力對比分析574 20.3.1問題描述與分析574 20.3.2前處理574 20.3.3加載與求解580 20.3.4后處理581 20.4本章小結(jié)582 第21章殼單元模型分析583 21.1創(chuàng)建殼單元截面過程584 21.1.1普通截面584 21.1.2合成截面586 21.2算例：復(fù)合截面與普通截面殼靜力對比分析587 21.2.1問題描述與分析587 21.2.2前處理588 21.2.3加載與求解591 21.2.4后處理592 21.3本章小結(jié)593 第22章強化材料建模分析595 22.1強化材料建模596 22.2算例1：離散強化分析597 22.2.1問題描述與分析597 22.2.2前處理597 22.2.3加載與求解602 22.2.4后處理603 22.3算例2：層片強化分析604 22.3.1問題描述與分析604 22.3.2前處理604 22.3.3加載與求解608 22.3.4后處理610 22.4本章小結(jié)611 第23章接觸分析613 23.1接觸概述614 23.2GUI交互工具615 23.2.1接觸管理器615 23.2.2接觸向?qū)?16 23.3面面接觸617 23.3.1面面接觸單元617 23.3.2面面接觸分析617 23.4點面接觸635 23.4.1點面接觸單元636 23.4.2點面接觸分析636 23.5三維梁梁接觸分析637 23.5.1三維線線接觸單元637 23.5.2梁梁接觸建模637 23.5.3三維梁梁接觸分析638 23.6線面接觸639 23.6.1線面接觸單元639 23.6.2線面接觸分析640 23.7點點接觸640 23.7.1點點接觸單元640 23.7.2點點接觸分析640 23.8多點約束和裝配644 23.8.1實體—實體裝配和殼—殼裝配645 23.8.2殼—實體裝配646 23.8.3基于面的約束647 23.9算例：赫茲接觸分析649 23.9.1問題描述與分析649 23.9.2前處理650 23.9.3加載與求解661 23.9.4后處理664 23.10本章小結(jié)665 第24章多體運動學(xué)分析667 24.1多體運動學(xué)分析概述668 24.2多體運動學(xué)分析過程668 24.2.1柔體建模668 24.2.2剛體建模669 24.2.3連接部件670 24.2.4多體運動學(xué)分析過程672 24.3算例：搖桿機構(gòu)運動學(xué)分析673 24.3.1問題描述與分析673 24.3.2前處理674 24.3.3加載與求解679 24.3.4后處理682 24.4本章小結(jié)686 第25章熱分析687 25.1熱分析概述688 25.1.1物理量與單位688 25.1.2單元類型688 25.1.3基礎(chǔ)理論689 25.2分析過程691 25.2.1穩(wěn)態(tài)熱分析過程691 25.2.2瞬態(tài)熱分析過程693 25.3算例1：自適應(yīng)網(wǎng)格溫度場及熱應(yīng)力分析694 25.3.1問題描述與分析694 25.3.2熱分析前處理695 25.3.3求解溫度場697 25.3.4熱分析結(jié)果處理698 25.3.5結(jié)構(gòu)分析前處理698 25.3.6求解應(yīng)力場700 25.3.7結(jié)構(gòu)分析結(jié)果處理700 25.4算例2：無限平板的瞬態(tài)熱分析701 25.4.1問題描述與分析701 25.4.2前處理701 25.4.3施加載荷并求解704 25.4.4查看結(jié)果706 25.5本章小結(jié)708 第26章DESIGNXPLORER設(shè)計優(yōu)化709 26.1Design Xplorer概述710 26.1.1Design Xplorer介紹710 26.1.2基本操作711 26.1.3單元類型711 26.2算例：板厚優(yōu)化設(shè)計713 26.2.1問題描述與分析713 26.2.2預(yù)分析前處理713 26.2.3預(yù)分析求解717 26.2.4預(yù)分析結(jié)果查看718 26.2.5設(shè)計問題求解719 26.2.6查看設(shè)計結(jié)果719 26.2.7優(yōu)化設(shè)計721 26.3本章小結(jié)722

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   GUI方式： （1）選取所有圖元：選擇Utility Menu→Select→Everything命令。 （2）將工作平面繞2軸旋轉(zhuǎn)ALPHA。：選擇Utility Menu→WorkPlane→Offset WP by Increments命令，彈出Offset WP對話框，在對話框中設(shè)置旋轉(zhuǎn)的角度（Degree）為30，單擊z軸順時針旋轉(zhuǎn)按鈕，單擊OK按鈕確認(rèn)。 （3）激活全局正交坐標(biāo)系：選擇Utility Menu→WorkPlane→Change Active CS to→Global Cartesian命令。 （4）劃分面3、4：選擇Main Menu→Preprocessor→Meshing→Mesh→Areas→Free命令，彈出實體選取對話框，在對話框中輸入3，4，單擊OK按鈕確認(rèn)。 （5）角映射劃分面l：選擇Main Menu→Preprocessor→Meshing→Mesh→Areas→Mapped→By Comers命令，彈出實體選取對話框，在對話框中輸入l或選擇相應(yīng)面，單擊OK按鈕；繼續(xù)在對話框中輸入13，10，9，12或選擇相應(yīng)關(guān)鍵點，單擊OK按鈕確認(rèn)。 （6）角映射劃分面2：選擇Main Menu→Preprocessor→Meshing→Mesh→Areas→Mapped→By Corners命令，彈出實體選取對話框，在對話框中輸入2，單擊OK按鈕；繼續(xù)在對話框中輸入17，14，9，12，單擊OK按鈕確認(rèn)。 （7）劃分面6、8：選擇Main Menu→Preprocessor→Meshing→Mesh→Areas→Free命令，彈出實體選取對話框，在對話框中輸入6，8，單擊OK按鈕確認(rèn)。 （8）角映射劃分面5：選擇Main Menu→Preprocessor→Meshing→Mesh→Areas→Mapped→By Comers命令，彈出實體選取對話框，在對話框中輸入1或選擇相應(yīng)面，單擊OK按鈕；繼續(xù)在對話框中輸入19，15，7，18或選擇相應(yīng)關(guān)鍵點，單擊OK按鈕確認(rèn)。 （9）角映射劃分面7：選擇Main Menu→Preprocessor→Meshing→Mesh→Areas→Mapped→By Comers命令，彈出實體選取對話框，在對話框中輸入1或選擇相應(yīng)面，單擊OK按鈕；繼續(xù)在對話框中輸入19，15，21，24或選擇相應(yīng)關(guān)鍵點，單擊OK按鈕確認(rèn)。 （10）劃分面9、11：選擇Main Menu→Preprocessor→Meshing→Mesh→Areas→Free命令，彈出實體選取對話框，在對話框中輸入9，11，單擊OK按鈕確認(rèn)。

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