ANSYS 9.0經(jīng)典產(chǎn)品基礎(chǔ)教程與實(shí)例詳解

前言

　　最近幾年，國內(nèi)外各制造業(yè)高度注重并投入大量的人力、物力和財力推動企業(yè)的信息化技術(shù)及其應(yīng)用，對于全世界的IT業(yè)來說這是一個令人振奮的態(tài)勢?？梢灶A(yù)見，在未來幾年、幾十年乃至更長的時間，制造業(yè)信息化是制造業(yè)的必然發(fā)展，其中涉及設(shè)計、分析、試驗(yàn)、制造等各個環(huán)節(jié)和全部流程的再造和技術(shù)革命，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計與定義、產(chǎn)品虛擬仿真與試驗(yàn)、產(chǎn)品的虛擬制造與數(shù)控加工等，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全壽命周期的管理。在國內(nèi)外，已經(jīng)出現(xiàn)PDM、ERP、PLM等產(chǎn)品數(shù)據(jù)定義、制造、全壽命管理的系統(tǒng)，同時集成CAD、CAE、CAPP和CAM四大系統(tǒng)，滿足不同企業(yè)、不同層次的信息化發(fā)展需求。　　目前，國內(nèi)CAD技術(shù)經(jīng)過幾年的發(fā)展和推廣應(yīng)用，在制造業(yè)中已經(jīng)取得成功，這些CAD軟件包括UG、Pro／E、CATIA、SolidWorks、SolidEdge等。CAE數(shù)值仿真分析和設(shè)計優(yōu)化技術(shù)幾乎與CAD技術(shù)同步得到推廣，但由于種種原因使其不能達(dá)到CAD的普及程度。其中，最主要的原因有：首先，CAE本身對仿真基礎(chǔ)理論和原理知識具有一定的要求，要求使用人員必須經(jīng)過結(jié)構(gòu)、流體、熱、電磁等相關(guān)專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，同時還必須了解產(chǎn)品的設(shè)計流程、運(yùn)行工況和設(shè)計規(guī)范與試驗(yàn)測試等一系列知識和實(shí)踐；第二，在國內(nèi)企業(yè)中，產(chǎn)品設(shè)計經(jīng)常不是新產(chǎn)品的全新開發(fā)和研制，而是基于原有產(chǎn)品的改進(jìn)或類推，或者就是引進(jìn)國外現(xiàn)有的成熟產(chǎn)品。對于新產(chǎn)品的研發(fā)，國內(nèi)普遍投入不足，結(jié)果是設(shè)計幾乎等同于按規(guī)范人工計算、CAD軟件的產(chǎn)品繪圖、產(chǎn)品試制、試驗(yàn)和投產(chǎn)等系列過程，CAE軟件在產(chǎn)品設(shè)計過程中僅僅充當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計的驗(yàn)算評估工具，CAE分析人員為設(shè)計人員做輔助性工作。在國外，產(chǎn)品仿真分析人員是研制的主力之一，研制開發(fā)工作（包括CAE分析）普遍交與具有高水平的專業(yè)人士進(jìn)行。很顯然國內(nèi)現(xiàn)狀的表現(xiàn)與此很不相符，是一個很不合理的業(yè)務(wù)主導(dǎo)關(guān)系。無論現(xiàn)狀如何，制造業(yè)是國家的基礎(chǔ)支柱產(chǎn)業(yè)之一，制造業(yè)信息化是制造業(yè)的發(fā)展趨勢、出路和挑戰(zhàn)，CAE終將能成為產(chǎn)品研制的重要工具和手段進(jìn)而得到更廣泛的應(yīng)用。最終，新產(chǎn)品研制首先是提出新產(chǎn)品設(shè)計概念和設(shè)計方案，而后需要進(jìn)行虛擬產(chǎn)品定義和虛擬產(chǎn)品的仿真分析與測試，需要大量的CAE仿真分析人員開展仿真分析工作，CAE仿真分析人員終將成為各制造業(yè)產(chǎn)品研制的中堅力量?！　NSYS軟件作為世界著名的美國ANSYS公司最具盛名的CAE軟件產(chǎn)品，自從引進(jìn)國內(nèi)之后，由于其具有結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁和耦合場分析功能，并且功能體系完整強(qiáng)大，得到非常成功地應(yīng)用和推廣，應(yīng)用于航空航天、軍工、能源動力、船舶、車輛、通用機(jī)械等各個行業(yè)，用戶群非常巨大。

內(nèi)容概要

ANSYS有限元分析程度是著名的CAE供應(yīng)商美國ANSYS公司的產(chǎn)品，主要用于結(jié)構(gòu)、熱、流體和電磁四大物理場獨(dú)立或耦合分析，功能強(qiáng)大，操作簡易，是一個便于學(xué)習(xí)和使用的優(yōu)用有限元分析程度。本書全面深入地介紹ANSYS9.0經(jīng)典產(chǎn)品的基本功能和操作過程與技巧。    本書包含三篇內(nèi)容，每篇又根據(jù)知識的系統(tǒng)性和方向劃分為多個章節(jié)。第一篇是ANSYS基本知識與系統(tǒng)簡介，主要介紹ANSYS公司、產(chǎn)品序列，ANSYS程序的啟動、退出與圖形環(huán)境，包括幾何建模技術(shù)、網(wǎng)格劃分與有限元建模技術(shù)、施加載荷與求解過程、結(jié)果后處理技術(shù)等。第三篇是高級技術(shù)，包括各種高級建模技術(shù)、高級加載與求解技術(shù)、高級后處理技術(shù)、選擇技術(shù)、數(shù)據(jù)庫信息查詢工具以及高級繪圖控制技術(shù)等。    本書除詳細(xì)介紹ANSYS軟件的技術(shù)功能之外，每一章節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)知識都配有適當(dāng)實(shí)例進(jìn)行練習(xí)，使讀者能夠通過實(shí)踐深入淺出地掌握其中的技巧和要領(lǐng)。其中的實(shí)例涉及各種幾何建模技巧、網(wǎng)格劃分、網(wǎng)格模建修改、網(wǎng)格模型裝配、各種類型和方式類型進(jìn)行實(shí)踐，包括質(zhì)點(diǎn)模型、彈簧模型、二力桿模型、梁模型、板殼模型、板梁混合模型、實(shí)體模型、剛性連接模型，耦合自由度模型、平面應(yīng)變模型到軸對稱模型等，讀者通過學(xué)習(xí)加以融會貫通，可以很好地將這些技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際工作問題仿真分析。    本書特別適合作為ANSYS初學(xué)者和一般用戶的系統(tǒng)學(xué)習(xí)教材，技術(shù)講解系統(tǒng)翔實(shí)，實(shí)例練習(xí)設(shè)置豐富合理。對于ANSYS中高級用戶，本書也是一本非常好的ANSYS系統(tǒng)操作指南、ANSYS工程問題分析方案指南、精通各種高級前后處理與求解技術(shù)的參考書。

書籍目錄

序前言第一篇 ANSYS基本知識與系統(tǒng)簡介 第1章 ANSYS公司介紹 第2章 ANSYS主要分析產(chǎn)品系列  2.1 ANSYS經(jīng)典產(chǎn)品系列  2.2 ANSYS Workbench產(chǎn)品系列  2.3 ANSYS第三方產(chǎn)品系列  2.4 ANSYS CAD接口產(chǎn)品 第3章 ANSYS啟動、退出與GUI環(huán)境  3.1 啟動ANSYS程序  3.2 退出ANSYS程序  3.3 ANSYS交互運(yùn)行界面環(huán)境及其組成  3.4 使用幫助系統(tǒng) 第4章 ANSYS常用菜單與對話框操作指南  4.1 主菜單用法  4.2 工具菜單用法  4.3 繪圖菜單有和法  4.4 輸入窗口交互操作  4.5 快捷功能圖標(biāo)按鈕用法  4.6 工具欄按鈕用法  4.7 可見/隱藏圖標(biāo)用法  4.8 對話框執(zhí)行按鈕用法  4.9 平移、縮放和旋轉(zhuǎn)圖形變換對話框用法  4.10 圖形拾取用法 第5章 ANSYS文件系統(tǒng)和文件操作……第二篇 ANSYS基本分析過程技術(shù) 第6章 ANSYS標(biāo)準(zhǔn)有限元分析過程 第7章 創(chuàng)建幾何模型 第8章 創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)單元模型與網(wǎng)格劃分技術(shù) 第9章 施加載荷與求解過程 第10章 結(jié)果后處理過程第三篇 高級技術(shù) 第11章 高級建模技術(shù) 第12章 高級加載與求解技術(shù) 第13章 高級后處理技術(shù) 第14章 選擇、組件與部件 第15章 數(shù)據(jù)庫信息查詢工具 第16章 高級繪圖控制技術(shù)

章節(jié)摘錄

　　ANSYS程序是一個通用有限元仿真分析軟件，早期的產(chǎn)品只提供熱分析和線性結(jié)構(gòu)分析功能，只能運(yùn)行在大型計算機(jī)上，必須通過編寫分析代碼按照批處理方式執(zhí)行。20世紀(jì)70年代后，逐步增加了非線性計算功能、更多的單元類型以及子結(jié)構(gòu)等技術(shù)。隨著小型機(jī)和PC機(jī)的出現(xiàn)，操作系統(tǒng)進(jìn)入圖形交互方式以后，ANSYS程序建立了交互式操作菜單環(huán)境，極大地簡化了分析過程的操作性，使設(shè)計分析更加直觀和可視化，程序不再僅僅是求解器，同時提供前后處理器，對模型的創(chuàng)建和結(jié)果的處理更加方便?！　‰S著分析技術(shù)的進(jìn)步，許多新的設(shè)計分析概念和方法不斷充實(shí)到ANSYS程序中，ANSYS推出微機(jī)版程序，使得ANSYS的普及應(yīng)用取得巨大成功。經(jīng)歷了4.X、5.X、6.X、7.X、8.X到ANSYS9.0，ANSYS程序的功能不斷豐富，更加完善，求解的速度和規(guī)模也越來越大，操作也越來越方便，便于學(xué)習(xí)和掌握，受到國內(nèi)外工程人員的極大歡迎?！　∪嗄暌詠?，ANSYS公司緊跟世界最新的計算方法和計算機(jī)技術(shù)，引領(lǐng)著有限元界發(fā)展的趨勢，形成強(qiáng)大的分析功能。ANSYS程序是能夠同時分析結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁、聲學(xué)的高級多物理場耦合分析程序，先進(jìn)的多物理場耦合分析技術(shù)在現(xiàn)今世界首屈一指。各獨(dú)立物理場的分析功能包括各種結(jié)構(gòu)的靜動力線性或非線性分析、溫度場的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)分析以及相變、計算流體動力學(xué)分析、聲學(xué)分析和電磁分析。另外，還提供目標(biāo)設(shè)計優(yōu)化、拓?fù)鋬?yōu)化、概率有限元設(shè)計、二次開發(fā)技術(shù)（參數(shù)設(shè)計語言APDL、用戶圖形界面設(shè)計語言UIDL以及用戶可編程特性UPFS）、予結(jié)構(gòu)、子模型、單元生死、疲勞斷裂計算等先進(jìn)技術(shù)。

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