ANSYS 17.0有限元分析完全自學手冊（第2版）

前言

操作基礎篇

第1章ANSYS入門簡述
1.1 ANSYS概述
1.1.1 ANSYS的功能
1.1.2 ANSYS的發(fā)展
1.2 ANSYS 17.0的安裝與啟動
1.2.1 設置運行環(huán)境
1.2.2 啟動與退出
1.3 ANSYS分析求解過程
1.3.1 創(chuàng)建模型
1.3.2 加載及求解
1.3.3 兩個后處理
1.4 ANSYS文件系統(tǒng)管理
1.4.1 文件類型
1.4.2 文件管理

第2章創(chuàng)建幾何模型
2.1 坐標系基礎
2.1.1 總體及局部坐標系
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
2.2 工作平面的使用
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
2.3 布爾操作
2.3.1 布爾運算的設置
2.3.2 布爾運算之后的圖元編號
2.3.3 交運算
2.3.4 兩兩相交
2.3.5 相加
2.3.6 相減
2.3.7 利用工作平面作減運算
2.3.8 搭接
2.3.9 分割
2.3.10 粘接（或合并）
2.4 移動、復制和縮放幾何模型
2.4.1 按照樣本生成圖元
2.4.2 由對稱映像生成圖元
2.4.3 將樣本圖元轉(zhuǎn)換坐標系
2.4.4 實體模型圖元的縮放
2.5 實例——框架結(jié)構(gòu)的實體建模
2.5.1 問題描述
2.5.2 GUI操作方法
2.5.3 命令方式

第3章模型創(chuàng)建過程
3.1 自底向上創(chuàng)建幾何模型
3.1.1 關(guān)鍵點
3.1.2 硬點
3.1.3 線
3.1.4 面
3.1.5 體
3.1.6 自底向上建模實例
3.2 自頂向下創(chuàng)建幾何模型（體素）
3.2.1 創(chuàng)建面體素
3.2.2 創(chuàng)建實體體素
3.2.3 自頂向下建模實例
3.3 實例——軸承座的實體建模
3.3.1 GUI方式
3.3.2 命令方式

第4章模型的網(wǎng)格劃分
4.1 有限元網(wǎng)格概論
4.2 影響網(wǎng)格因素
4.2.1 生成單元屬性表
4.2.2 分配單元屬性
4.3 網(wǎng)格劃分的控制
4.3.1 ANSYS網(wǎng)格劃分工具（MeshTool）
4.3.2 單元形狀
4.3.3 選擇自由或映射網(wǎng)格劃分
4.3.4 控制單元邊中節(jié)點的位置
4.3.5 劃分自由網(wǎng)格時的單元尺寸控制（SmartSizing）
4.3.6 映射網(wǎng)格劃分中單元的默認尺寸
4.3.7 局部網(wǎng)格劃分控制
4.3.8 內(nèi)部網(wǎng)格劃分控制
4.3.9 生成過渡棱錐單元
4.3.10 將退化的四面體單元轉(zhuǎn)化為非退化的形式
4.3.11 執(zhí)行層網(wǎng)格劃分
4.4 自由及映射網(wǎng)格劃分控制
4.4.1 自由網(wǎng)格劃分
4.4.2 映射網(wǎng)格劃分
4.5 實例——框架結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格劃分
4.5.1 GUI方式
4.5.2 命令方式
4.6 延伸和掃掠
4.6.1 延伸（Extrude）生成網(wǎng)格
4.6.2 掃掠（VSWEEP）生成網(wǎng)格
4.7 直接生成網(wǎng)格模型
4.7.1 節(jié)點
4.7.2 單元
4.8 實例——軸承座的網(wǎng)格劃分
4.8.1 GUI方式
4.8.2 命令方式

第5章載荷施加及載荷步
5.1 載荷概念
5.1.1 什么是載荷
5.1.2 載荷步、子步和平衡迭代
5.1.3 時間參數(shù)
5.1.4 階躍載荷與坡道載荷
5.2 施加載荷
5.2.1 實體模型載荷與有限單元載荷
5.2.2 施加載荷
5.2.3 利用表格來施加載荷
5.2.4 軸對稱載荷與反作用力
5.3 實例——軸承座的載荷和約束施加
5.3.1 GUI方式
5.3.2 命令方式
5.4 載荷步選項
5.4.1 通用選項
5.4.2 非線性選項
5.4.3 動力學分析選項
5.4.4 輸出控制
5.4.5 創(chuàng)建多載荷步文件
5.5 實例——框架結(jié)構(gòu)的載荷和約束施加
5.5.1 GUI方式
5.5.2 命令方式

第6章有限元模型求解
6.1 求解概論
6.1.1 直接求解法
6.1.2 稀疏矩陣法
6.1.3 雅可比共軛梯度法
6.1.4 不完全分解共軛梯度法
6.1.5 預條件共軛梯度法
6.1.6 自動迭代解法選項
6.1.7 獲得解答
6.2 指定求解類型
6.2.1 Abridged Solution 菜單選項
6.2.2 求解控制對話框
6.3 多載荷步求解
6.3.1 多重求解法
6.3.2 使用載荷步文件法
6.3.3 數(shù)組參數(shù)法（矩陣參數(shù)法）
6.4 重新啟動分析
6.4.1 重啟動分析
6.4.2 多載荷步文件的重啟動分析
6.5 求解前預估
6.5.1 估計運算時間
6.5.2 估計文件的大小
6.5.3 估計內(nèi)存需求
6.6 實例——軸承座和框架結(jié)構(gòu)模型求解

第7章 通用及時間歷程后處理
7.1 后處理概述
7.1.1 結(jié)果文件類型
7.1.2 后處理可用的數(shù)據(jù)類型
7.2 通用后處理器（POST1）
7.2.1 將數(shù)據(jù)結(jié)果讀入數(shù)據(jù)庫
7.2.2 圖像顯示結(jié)果
7.2.3 列表顯示結(jié)果
7.2.4 將結(jié)果旋轉(zhuǎn)到不同坐標系中顯示
7.3 實例——軸承座計算結(jié)果后處理
7.3.1 GUI方式
7.3.2 命令方式
7.4 時間歷程后處理（POST26）
7.4.1 定義和儲存POST26變量
7.4.2 檢查變量
7.4.3 POST26后處理器的其他功能
7.5 實例——框架結(jié)構(gòu)計算結(jié)果后處理
7.5.1 GUI方式
7.5.2 命令方式

專題實例篇

第8章 結(jié)構(gòu)靜力分析
8.1 靜力分析介紹
8.2 實例——內(nèi)六角扳手的靜態(tài)分析
8.2.1 問題的描述
8.2.2 GUI路徑模式
8.2.3 命令流方式

第9章 模態(tài)分析
9.1 模態(tài)分析概論
9.2 實例——小發(fā)電機轉(zhuǎn)子模態(tài)分析
9.2.1 分析問題
9.2.2 建立模型
9.2.3 進行模態(tài)設置、定義邊界條件并求解
9.2.4 查看結(jié)果
9.2.5 命令流方式

第10 章譜分析
10.1 譜分析概論
10.1.1 響應譜
10.1.2 動力設計分析方法（DDAM）
10.1.3 功率譜密度（PSD）
10.2 實例——簡單梁結(jié)構(gòu)響應譜分析
10.2.1 問題描述
10.2.2 GUI操作方法
10.2.3 命令流方式

第11章 諧響應分析
11.1 諧響應分析概論
11.1.1 完全法（Full Method）
11.1.2 減縮方法（Reduced Method）
11.1.3 模態(tài)疊加法（Mode Superposition Method）
11.1.4 3種方法的共同局限性
11.2 實例——懸臂梁諧響應分析
11.2.1 分析問題
11.2.2 建立模型
11.2.3 查看結(jié)果
11.2.4 命令流方式

第12章 瞬態(tài)動力學分析
12.1 瞬態(tài)動力學概論
12.1.1 完全法（Full Method）
12.1.2 模態(tài)疊加法（Mode Superposition Method）
12.1.3 減縮法（Reduced Method）
12.2 實例——哥倫布阻尼的自由振動分析
12.2.1 問題描述
12.2.2 GUI模式
12.2.3 命令流方式

第13章 非線性分析
13.1 非線性分析概論
13.1.1 非線性行為的原因
13.1.2 非線性分析的基本信息
13.1.3 幾何非線性
13.1.4 材料非線性
13.1.5 其他非線性問題
13.2 實例——鉚釘非線性分析
13.2.1 問題描述
13.2.2 建立模型
13.2.3 定義邊界條件并求解
13.2.4 查看結(jié)果
13.2.5 命令流方式

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 實例——陶瓷套管的接觸分析
14.2.1 問題描述
14.2.2 GUI方式
14.2.3 命令流方式

第15 章結(jié)構(gòu)屈曲分析
15.1 結(jié)構(gòu)屈曲概論
15.2 實例——薄壁圓筒屈曲分析
15.2.1 分析問題
15.2.2 操作步驟
15.2.3 命令流

第16章 熱力學分析
16.1 熱分析概論
16.1.1 熱分析的特點
16.1.2 熱分析單元
16.2 實例——長方體形坯料空冷過程分析
16.2.1 問題描述
16.2.2 問題分析
16.2.3 GUI操作步驟
16.2.4 命令流方式
16.3 實例——某零件鑄造過程分析
16.3.1 問題描述
16.3.2 問題分析
16.3.3 GUI操作步驟
16.3.4 命令流方式

第17章 電磁場分析
17.1 電磁場有限元分析概述
17.1.1 電磁場中常見邊界條件
17.1.2 ANSYS電磁場分析對象
17.1.3 電磁場單元概述
17.2 實例——二維螺線管制動器內(nèi)瞬態(tài)磁場的分析
17.2.1 問題描述
17.2.2 創(chuàng)建物理環(huán)境
17.2.3 建立模型、賦予特性、劃分網(wǎng)格
17.2.4 加邊界條件和載荷
17.2.5 求解
17.2.6 命令流方式
17.3 實例——正方形電流環(huán)中的磁場
17.3.1 問題描述
17.3.2 創(chuàng)建物理環(huán)境
17.3.3 建立模型、賦予特性、劃分網(wǎng)格
17.3.4 加邊界條件和載荷
17.3.5 求解
17.3.6 查看結(jié)算結(jié)果
17.3.7 命令流方式

第18章 耦合場分析
18.1 耦合場分析的定義
18.2 耦合場分析的類型
18.2.1 直接方法
18.2.2 載荷傳遞分析
18.2.3 直接方法和載荷傳遞
18.3 耦合場分析的單位制
18.4 實例——熱電冷卻器耦合分析
18.4.1 前處理
18.4.2 求解
18.4.3 后處理
18.4.4 命令流方式
18.5 實例——機電系統(tǒng)電路耦合分析實例
18.5.1 前處理
18.5.2 求解
18.5.3 后處理
18.5.4 命令流方式