ANSYS 14有限元分析自學(xué)手冊

第1篇　操作基礎(chǔ)篇 第1章　ANSYS概述
1.1　有限單元法簡介
1.1.1　CAE軟件簡介
1.1.2　有限單元法的基本概念
1.2　ANSYS簡介
1.2.1　ANSYS的發(fā)展
1.2.2　ANSYS的功能
1.3　ANSYS14的啟用及界面
1.3.1　ANSYS14的啟動
1.3.2　ANSYS14運行環(huán)境配置
1.3.3　ANSYS 14的用戶界面
1.4　程序結(jié)構(gòu)
1.4.1　處理器
1.4.2∥募?袷健?
1.4.3　輸入方式
1.4.4　輸出文件類型
1.5　ANSYS分析的基本過程
1.5.1　前處理
1.5.2　加載并求解
1.5.3　后處理
1.5.4　實例導(dǎo)航——齒輪泵齒輪靜力分析實例
1.6　本章小結(jié) 第2章　幾何建模
2.1　坐標系簡介
2.1.1　總體和局部坐標系
2.1.2　顯示坐標系
2.1.3　節(jié)點坐標系
2.1.4　單元坐標系
2.1.5　結(jié)果坐標系
2.1.6　坐標系創(chuàng)建實例
2.2　工作平面的使用和操作
2.2.1　定義一個新的工作平面
2.2.2　控制工作平面的顯示和樣式
2.2.3　移動工作平面
2.2.4　旋轉(zhuǎn)工作平面
2.2.5　還原一個已定義的工作平面
2.2.6　工作平面的高級用途
2.2.7　工作平面創(chuàng)建實例
2.3　布爾操作
2.3.1　布爾運算操作
2.3.2　布爾運算的設(shè)置
2.3.3　布爾運算之后的圖元編號
2.3.4　交運算
2.3.5　兩兩相交
2.3.6　相加
2.3.7　相減
2.3.8　利用工作平面作減運算
2.3.9　搭接
2.3.10　分割
2.3.11　粘接(或合并)
2.3.12　布爾操作實例
2.4　自底向上創(chuàng)建幾何模型
2.4.1　關(guān)鍵點
2.4.2　硬點
2.4.3　線
2.4.4　面
2.4.5　體
2.4.6　自底向上建模實例
2.5　自頂向下創(chuàng)建幾何模型(體素)
2.5.1　創(chuàng)建面體素
2.5.2　創(chuàng)建實體體素
2.5.3　自頂向下建模實例
2.6　移動、復(fù)制和縮放幾何模型
2.6.1　移動和復(fù)制
2.6.2　拖拉和旋轉(zhuǎn)
2.6.3　按照樣本生成圖元
2.6.4　由對稱映像生成圖元
2.6.5　將樣本圖元轉(zhuǎn)換坐標系
2.6.6　實體模型圖元的縮放
2.6.7　修改模型(清除和刪除)
2.7　幾何模型導(dǎo)入到ANSYS
2.7.1　輸入IGES單一實體
2.7.2　輸入SAT單一實體
2.7.3　輸入SAT實體集合
2.7.4　輸入Parasolid單一實體
2.8　實例導(dǎo)航——齒輪泵齒輪的建模
2.9　本章小結(jié) 第3章　劃分網(wǎng)格
3.1　有限元網(wǎng)格概論
3.2　設(shè)定單元屬性
3.2.1　生成單元屬性表
3.2.2　在劃分網(wǎng)格之前分配單元屬性
3.2.3　設(shè)定單元屬性實例
3.3　網(wǎng)格劃分的控制
3.3.1　ANSYS網(wǎng)格劃分工具(MeshTool)
3.3.2　映射網(wǎng)格劃分中單元的默認尺寸
3.3.3　局部網(wǎng)格劃分控制
3.3.4　內(nèi)部網(wǎng)格劃分控制
3.3.5　生成過渡棱錐單元
3.3.6　將退化的四面體單元轉(zhuǎn)化為非退化的形式
3.3.7　執(zhí)行層網(wǎng)格劃分
3.3.8　網(wǎng)格劃分控制實例
3.4　自由網(wǎng)格劃分和映射網(wǎng)格劃分控制
3.4.1　自由網(wǎng)格劃分
3.4.2　映射網(wǎng)格劃分
3.5　給實體模型劃分有限元網(wǎng)格
3.5.1　用xMESH命令生成網(wǎng)格
3.5.2　生成帶方向節(jié)點的梁單元網(wǎng)格
3.5.3　在分界線或者分界面處生成單位厚度的界面單元
3.6　延伸和掃略生成有限元模型
3.6.1　延伸(Extrude)生成網(wǎng)格
3.6.2　掃略(VSWEEP)生成網(wǎng)格
3.7　修正有限元模型
3.7.1　局部細化網(wǎng)格
3.7.2　移動和復(fù)制節(jié)點和單元
3.7.3　控制面、線和單元的法向
3.7.4　修改單元屬性
3.8　編號控制
3.8.1　合并重復(fù)項
3.8.2　編號壓縮
3.8.3　設(shè)定起始編號
3.8.4　編號偏差
3.9　實例導(dǎo)航——齒輪泵齒輪模型網(wǎng)格劃分
3.10　本章小結(jié) 第4章　施加載荷
4.1　載荷概論
4.1.1　什么是載荷
4.1.2　載荷步、子步和平衡迭代
4.1.3　時間參數(shù)
4.1.4　階躍載荷與坡道載荷
4.2　施加載荷
4.2.1　實體模型載荷與有限單元載荷
4.2.2　施加載荷
4.2.3　利用表格來施加載荷
4.2.4　軸對稱載荷與反作用力
4.2.5　利用函數(shù)來施加載荷和邊界條件
4.3　設(shè)定載荷步選項
4.3.1　通用選項
4.3.2　非線性選項
4.3.3　動力學(xué)分析選項
4.3.4　輸出控制
4.3.5　Biot-Savart選項
4.3.6　譜分析選項
4.3.7　創(chuàng)建多載荷步文件
4.4　實例導(dǎo)航——齒輪泵齒輪模型載荷施加
4.5　本章小結(jié) 第5章　求解
5.1　求解概論
5.1.1　使用直接求解法
5.1.2　使用稀疏矩陣直接解法求解器
5.1.3　使用雅克比共軛梯度法求解器
5.1.4　使用不完全分解共軛梯度法求解器
5.1.5　使用預(yù)條件共軛梯度法求解器
5.1.6　使用自動迭代解法選項
5.1.7　獲得解答
5.2　利用特定的求解控制器來指定求解類型
5.2.1　使用Abridged Solution菜單選項
5.2.2　使用求解控制對話框
5.3　多載荷步求解
5.3.1　多重求解法
5.3.2　使用載荷步文件法
5.3.3　使用數(shù)組參數(shù)法(矩陣參數(shù)法)
5.4　重新啟動分析
5.4.1　重新啟動一個分析
5.4.2　多載荷步文件的重啟動分析
5.5　預(yù)測求解時間和估計文件大小
5.5.1　估計運算時間
5.5.2　估計文件的大小
5.5.3　估計內(nèi)存需求
5.6　實例導(dǎo)航——齒輪泵齒輪模型求解
5.7　本章小結(jié) 第6章　后處理
6.1　后處理概述
6.1.1　后處理
6.1.2　結(jié)果文件
6.1.3　后處理可用的數(shù)據(jù)類型
6.2　通用后處理器(POST1)
6.2.1　將數(shù)據(jù)結(jié)果讀入數(shù)據(jù)庫
6.2.2　列表顯示結(jié)果
6.2.3　圖像顯示結(jié)果
6.2.4　映射結(jié)果到某一路徑上
6.2.5　表面操作
6.2.6　將結(jié)果旋轉(zhuǎn)到不同坐標系中顯示
6.3　時間歷程后處理(POST26)
6.3.1　定義和儲存POST26變量
6.3.2　檢查變量
6.3.3　POST26后處理器的其他功能
6.4　實例導(dǎo)航——齒輪泵齒輪模型結(jié)果后處理
6.5　本章小結(jié) 第2篇　專題實例篇 第7章　靜力學(xué)分析
7.1　靜力分析介紹
7.1.1　結(jié)構(gòu)靜力分析簡介
7.1.2　靜力分析的類型
7.1.3　靜力分析基本步驟
7.2　實例導(dǎo)航——聯(lián)軸體的靜力分析實例
7.2.1　問題描述
7.2.2　建立模型
7.2.3　定義邊界條件并求解
7.2.4　查看結(jié)果
7.2.5　命令流實現(xiàn)
7.3　實例導(dǎo)航——鋼桁架橋靜力受力分析
7.3.1　問題描述
7.3.2　建立模型
7.3.3　定義邊界條件并求解
7.3.4　查看結(jié)果
7.3.5　命令流實現(xiàn)
7.4　本章小結(jié) 第8章　模態(tài)分析
8.1　模態(tài)分析概論
8.2　模態(tài)分析的基本步驟
8.2.1　建立模型
8.2.2　加載及求解
8.2.3　擴展模態(tài)
8.2.4　觀察結(jié)果和后處理
8.3　實例導(dǎo)航——結(jié)構(gòu)模態(tài)分析實例
8.3.1　分析問題
8.3.2　建立模型
8.3.3　進行模態(tài)設(shè)置、定義邊界條件并求解
8.3.4　查看結(jié)果
8.3.5　命令流實現(xiàn)
8.4　實例導(dǎo)航——鋼桁架橋模態(tài)分析
8.4.1　問題描述
8.4.2　模態(tài)分析操作方法
8.4.3　命令流實現(xiàn)
8.5　本章小結(jié) 第9章　諧響應(yīng)分析
9.1　諧響應(yīng)分析概論
9.1.1　完全法(Full Method)
9.1.2　減縮方法(Reduced Method)
9.1.3　模態(tài)疊加法(Mode Superposition Method)
9.1.4 幾種方法的共同局限性
9.2　諧響應(yīng)分析的基本步驟
9.2.1　建立模型(前處理)
9.2.2　加載和求解
9.2.3　觀察模型(后處理)
9.3　實例導(dǎo)航——彈簧質(zhì)子系統(tǒng)的諧響應(yīng)分析
9.3.1　問題描述
9.3.2　建立模型
9.3.3　分析模型
9.3.4　觀察結(jié)果
9.3.5　命令流方式
9.4　實例導(dǎo)航——吉他的諧響應(yīng)分析
9.4.1　分析問題
9.4.2　建立模型
9.4.3　定義邊界條件并求解
9.4.4　查看結(jié)果
9.4.5　命令流方式
9.5　本章小結(jié) 第10章　非線性分析
10.1　非線性分析概論
10.1.1　非線性行為的原因
10.1.2　非線性分析的基本信息
10.1.3　幾何非線性
10.1.4　材料非線性
10.1.5　其他非線性問題
10.2　非線性分析的基本步驟
10.2.1　前處理(建模和分網(wǎng))
10.2.2　設(shè)置求解控制器
10.2.3　設(shè)定其他求解選項
10.2.4　加載
10.2.5　求解
10.2.6　后處理
10.3　實例導(dǎo)航——螺栓的蠕變分析
10.3.1　問題描述
10.3.2　建立模型
10.3.3　設(shè)置分析并求解
10.3.4　查看結(jié)果
10.3.5　命令流實現(xiàn)
10.4　實例導(dǎo)航——材料非線性分析實例
10.4.1　分析問題
10.4.2　建立模型
10.4.3　定義邊界條件并求解
10.4.4　查看結(jié)果
10.4.5　命令流實現(xiàn)
10.5　本章小結(jié) 第11章　結(jié)構(gòu)屈曲分析
11.1　結(jié)構(gòu)屈曲概論
11.2　結(jié)構(gòu)屈曲分析的基本步驟
11.2.1　前處理
11.2.2　獲得靜力解
11.2.3　獲得特征值屈曲解
11.2.4　擴展解
11.2.5　后處理(觀察結(jié)果)
11.3　實例導(dǎo)航——桁架結(jié)構(gòu)屈曲分析
11.3.1　問題描述
11.3.2　建立模型
11.3.3　求解
11.3.4　查看結(jié)果
11.3.5　命令流實現(xiàn)
11.4　本章小結(jié) 第12章　譜分析
12.1　譜分析概論
12.1.1　響應(yīng)譜
12.1.2　動力設(shè)計分析方法(DDAM)
12.1.3　功率譜密度(PSD)
12.2　譜分析的基本步驟
12.2.1　前處理
12.2.2　模態(tài)分析
12.2.3　譜分析
12.2.4　擴展模態(tài)
12.2.5　合并模態(tài)
12.2.6　后處理
12.3　實例導(dǎo)航——支撐平板的動力效果分析
12.3.1　問題描述
12.3.2　建立模型
12.3.3　進行分析
12.3.4　后處理
12.3.5　命令流實現(xiàn)
12.4　本章小結(jié) 第13章　瞬態(tài)動力學(xué)分析
13.1　瞬態(tài)動力學(xué)概論
13.1.1　完全法(Full Method)
13.1.2　模態(tài)疊加法(Mode Superposition Method)
13.1.3　減縮法(Reduced Method)
13.2　瞬態(tài)動力學(xué)的基本步驟
13.2.1　前處理(建模和分網(wǎng))
13.2.2　建立初始條件
13.2.3　設(shè)定求解控制器
13.2.4　設(shè)定其他求解選項
13.2.5　施加載荷
13.2.6　設(shè)定多載荷步
13.2.7　瞬態(tài)求解
13.2.8　后處理
13.3　實例導(dǎo)航——瞬態(tài)動力學(xué)分析實例
13.3.1　分析問題
13.3.2　建立模型
13.3.3　進行瞬態(tài)動力分析設(shè)置、定義邊界條件并求解
13.3.4　查看結(jié)果
13.3.5　命令流實現(xiàn)
13.4　本章小結(jié) 第14章　接觸問題分析
14.1　接觸問題概論
14.1.1　一般分類
14.1.2　接觸單元
14.2　接觸分析的步驟
14.2.1　建立模型，并劃分網(wǎng)格
14.2.2　識別接觸對
14.2.3　定義剛性目標面
14.2.4　定義柔性體的接觸面
14.2.5　設(shè)置實常數(shù)和單元關(guān)鍵點
14.2.6　控制剛性目標的運動
14.2.7　給變形體單元施加必要的邊界條件
14.2.8　定義求解和載荷步選項
14.2.9　求解
14.2.10　檢查結(jié)果
14.3　實例導(dǎo)航——陶瓷套管的接觸分析
14.3.1　問題描述
14.3.2　建立模型并劃分網(wǎng)格
14.3.3　定義邊界條件并求解
14.3.4　后處理
14.3.5　命令流實現(xiàn)
14.4　本章小結(jié) 第15章　優(yōu)化設(shè)計
15.1　優(yōu)化設(shè)計概論
15.2　優(yōu)化設(shè)計的基本步驟
15.2.1　生成分析文件
15.2.2　建立優(yōu)化過程中的參數(shù)
15.2.3　進入OPT處理器，指定分析文件
15.2.4　指定優(yōu)化變量
15.2.5　選擇優(yōu)化工具或優(yōu)化方法
15.2.6　指定優(yōu)化循環(huán)控制方式
15.2.7　進行優(yōu)化分析
15.2.8　查看設(shè)計序列結(jié)果
15.3　實例導(dǎo)航——框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計
15.3.1　問題描述
15.3.2　建立模型
15.3.3　求解
15.3.4　優(yōu)化設(shè)計
15.3.5　查看優(yōu)化結(jié)果
15.3.6　命令流實現(xiàn)
15.4　本章小結(jié)