ANSYS 2024有限元分析从入门到精通（升级版）

目 录

第一部分 基础知识
第1章 绪论 1
1.1 有限元法概述 1
1.1.1 有限元法的分析过程 1
1.1.2 有限元法分析阶段划分 3
1.2 ANSYS 2024简介 4
1.2.1 ANSYS 2024的启动与退出 4
1.2.2 ANSYS 2024的操作界面 4
1.2.3 ANSYS文件管理 7
1.2.4 ANSYS有限元分析流程 8
1.2.5 入门分析实例 9
1.3 本章小结 15
第2章 APDL基础 16
2.1 APDL参数 16
2.1.1 参数的概念与类型 16
2.1.2 参数命名规则 17
2.1.3 参数的定义操作 17
2.1.4 参数的删除操作 18
2.1.5 数组参数 18
2.2 APDL的流程控制命令 20
2.2.1 *GO命令 20
2.2.2 *IF命令 20
2.2.3 *DO命令 20
2.2.4 *DOWHILE命令 21
2.3 宏文件 21
2.3.1 创建宏文件 21
2.3.2 调用宏文件 22
2.4 运算符、函数与函数编辑器 23
2.5 本章小结 24
第3章 创建模型 25
3.1 实体建模操作概述 25
3.2 自下向上建模 27
3.3 自上向下建模 31
3.4 外部程序导入模型 34
3.5 常用建模命令汇总 38
3.6 创建实体模型 40
3.7 本章小结 48
第4章 网格划分 49
4.1 定义单元属性 49
4.2 网格划分控制 53
4.2.1 智能网格划分 54
4.2.2 全局单元尺寸控制 55
4.2.3 默认单元尺寸控制 55
4.2.4 关键点尺寸控制 56
4.2.5 线尺寸控制 57
4.2.6 面尺寸控制 58
4.2.7 单元尺寸控制命令的优先顺序 59
4.2.8 完成网格划分 59
4.3 网格的修改 60
4.3.1 清除网格 60
4.3.2 局部网格细化 61
4.3.3 层状网格划分 62
4.4 高级网格划分技术 63
4.4.1 单元选择 63
4.4.2 映射网格划分 65
4.4.3 扫掠网格 67
4.4.4 拉伸网格 67
4.5 划分网格命令汇总 67
4.6 本章小结 70
第5章 加载 71
5.1 载荷与载荷步 71
5.1.1 载荷 71
5.1.2 载荷步 72
5.2 加载方式 73
5.2.1 实体模型的加载特点 73
5.2.2 有限元模型的加载特点 73
5.3 施加约束与载荷 74
5.4 齿轮泵模型的加载 87
5.5 耦合与约束方程 89
5.5.1 耦合 89
5.5.2 约束方程 91
5.6 本章小结 92
第6章 求解 93
6.1 求解综述 93
6.2 实例 96
6.3 求解命令汇总 97
6.4 本章小结 99
第7章 后处理 100
7.1 通用后处理器 100
7.1.1 结果文件 100
7.1.2 结果输出 103
7.1.3 结果处理 116
7.1.4 结果查看器 119
7.2 时间历程后处理器 120
7.2.1 Time History Variables对话框 120
7.2.2 定义变量 122
7.2.3 显示变量 123
7.3 本章小结 124
第二部分 专题技术
第8章 结构静力学分析 125
8.1 结构分析概述 125
8.1.1 结构分析的定义 125
8.1.2 静力学分析的基本概念 126
8.1.3 结构静力学分析的基本流程 126
8.2 开孔平板静力学分析 129
8.2.1 问题描述 129
8.2.2 设置分析环境 129
8.2.3 定义单元与材料属性 130
8.2.4 创建模型 132
8.2.5 划分网格 134
8.2.6 施加边界条件 135
8.2.7 求解 139
8.2.8 显示变形图 139
8.2.9 显示结果云图 140
8.2.10 查看矢量图 144
8.2.11 查看约束反力 145
8.2.12 查询危险点坐标 146
8.3 平面应力分析 147
8.3.1 问题描述 147
8.3.2 设置分析环境 148
8.3.3 定义几何参数 148
8.3.4 定义单元类型 149
8.3.5 定义实常数 150
8.3.6 定义材料属性 151
8.3.7 创建实体模型 152
8.3.8 设置网格参数并划分网格 154
8.3.9 施加载荷 156
8.3.10 求解 158
8.3.11 查看分析结果 159
8.3.12 命令流 162
8.4 本章小结 163
第9章 模态分析 164
9.1 模态分析的基本假设 164
9.2 模态分析方法 164
9.2.1 模态提取方法 164
9.2.2 模态分析的步骤 166
9.3 立体桁架结构模态分析 170
9.3.1 问题描述 170
9.3.2 分析 170
9.3.3 设置分析环境 170
9.3.4 设置材料属性 171
9.3.5 创建模型 173
9.3.6 划分网格 175
9.3.7 施加约束 176
9.3.8 设置分析类型 177
9.3.9 设置分析选项 177
9.3.10 求解 178
9.3.11 观察固有频率结果 178
9.3.12 读入数据结果 178
9.3.13 观察振型等值线结果 179
9.3.14 命令流 181
9.4 本章小结 183
第10章 谐响应分析 184
10.1 谐响应分析应用 184
10.1.1 谐响应分析方法 184
10.1.2 使用Full法进行谐响应分析 186
10.2 两自由度系统谐响应分析 189
10.2.1 问题描述 189
10.2.2 设置分析环境 190
10.2.3 设置材料属性 190
10.2.4 创建模型 192
10.2.5 划分网格 193
10.2.6 施加载荷 194
10.2.7 求解 195
10.2.8 后处理 195
10.2.9 命令流 196
10.3 本章小结 197
第11章 瞬态动力学分析 198
11.1 概述 198
11.1.1 预备工作 198
11.1.2 使用Full法进行瞬态动力学分析 199
11.2 斜拉悬臂梁结构瞬态响应分析 204
11.2.1 问题描述 204
11.2.2 设置分析环境 205
11.2.3 设置材料属性 206
11.2.4 创建模型 207
11.2.5 划分网格 208
11.2.6 施加载荷 208
11.2.7 求解 210
11.2.8 后处理 210
11.3 本章小结 211
第12章 谱分析 212
12.1 谱分析概述 212
12.2 三角平台结构地震响应分析 217
12.2.1 问题描述 217
12.2.2 分析 218
12.2.3 设置分析环境 218
12.2.4 设置材料属性 218
12.2.5 创建模型 220
12.2.6 划分网格 222
12.2.7 施加约束 222
12.2.8 求解 223
12.2.9 观察结果 226
12.3 本章小结 227
第13章 热分析 228
13.1 热分析介绍 228
13.1.1 热分析的类型 228
13.1.2 热分析的基本过程 228
13.2 梁的热-应力耦合分析 230
13.2.1 问题描述 230
13.2.2 设置分析环境 231
13.2.3 设置材料属性 232
13.2.4 建模 234
13.2.5 划分网格 234
13.2.6 施加载荷 236
13.2.7 求解 237
13.2.8 后处理 239
13.3 本章小结 241
第14章 电磁场分析 242
14.1 磁场分析 242
14.2 电场分析 244
14.3 屏蔽带状传输线静电场分析 245
14.3.1 问题描述 245
14.3.2 设置分析环境 245
14.3.3 设置材料属性 245
14.3.4 建模 247
14.3.5 划分网格 248
14.3.6 加载 249
14.3.7 求解 251
14.3.8 后处理 251
14.4 本章小结 254
第15章 多物理场耦合分析 255
15.1 概述 255
15.1.1 顺序耦合分析 255
15.1.2 直接耦合分析 256
15.2 双层金属簧片耦合场分析 257
15.2.1 问题描述 257
15.2.2 设置分析环境 257
15.2.3 设置材料属性 257
15.2.4 创建模型 259
15.2.5 划分网格 259
15.2.6 加载 260
15.2.7 求解 261
15.2.8 后处理 262
15.3 本章小结 263
第16章 非线性静力学分析 264
16.1 概述 264
16.1.1 非线性问题的分类 265
16.1.2 牛顿-拉弗森法 266
16.1.3 非线性求解的操作级别 267
16.1.4 非线性静力学分析过程 270
16.2 实例分析一 279
16.2.1 问题描述 279
16.2.2 问题分析 279
16.2.3 设置分析环境 279
16.2.4 设置材料属性 279
16.2.5 创建模型 281
16.2.6 划分网格 281
16.2.7 加载 282
16.2.8 求解 285
16.2.9 后处理 285
16.2.10 命令流 287
16.3 实例分析二 289
16.3.1 问题描述 289
16.3.2 设置分析环境 289
16.3.3 设置材料属性 289
16.3.4 创建模型 291
16.3.5 网格划分 291
16.3.6 加载 292
16.3.7 求解 293
16.3.8 后处理 294
16.3.9 命令流 297
16.4 本章小结 299
第17章 接触问题 300
17.1 概述 300
17.2 齿轮接触问题 301
17.2.1 问题描述 301
17.2.2 设置分析环境 302
17.2.3 设置材料属性 302
17.2.4 创建模型 304
17.2.5 划分网格 310
17.2.6 定义接触对 310
17.2.7 施加位移约束 312
17.2.8 求解 314
17.2.9 后处理 315
17.3 并列放置的两个圆柱体的接触问题 316
17.3.1 问题描述 316
17.3.2 问题分析 316
17.3.3 设置分析环境 317
17.3.4 设置材料属性 317
17.3.5 创建模型 320
17.3.6 划分网格 321
17.3.7 定义约束 325
17.3.8 加载 326
17.3.9 求解 328
17.3.10 后处理 328
17.4 本章小结 330
第18章 “生死”单元 331
18.1 概述 331
18.1.1 “生死”单元的基本概念 331
18.1.2 单元“生死”技术的使用 332
18.2 焊接过程模拟 334
18.2.1 问题描述 334
18.2.2 定义材料属性 334
18.2.3 创建模型 335
18.2.4 生成钢板模型的单元 337
18.2.5 加载 338
18.2.6 求解 340
18.2.7 查看图形结果 345
18.3 本章小结 346
第19章 复合材料分析 347
19.1 复合材料的相关概念 347
19.2 创建复合材料模型 348
19.2.1 选择合适的单元类型 348
19.2.2 定义材料的叠层结构 349
19.2.3 定义失效准则 352
19.2.4 应遵循的建模和后处理规则 353
19.3 复合材料分析实例 356
19.3.1 问题描述 356
19.3.2 定义单元类型、实常数及材料1