ANSYS 19.0有限元分析完全自學手冊

第 1篇 操作基礎(chǔ)
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　工業(yè)ANSYS簡介
1．2．1　ANSYS的發(fā)展
1．2．2　ANSYS的功能
1．3　ANSYS 19．0的啟動及界面
1．3．1　設(shè)置運行環(huán)境
1．3．2　啟動與退出
1．3．3　ANSYS 19．0的圖形用戶界面
1．4　程序結(jié)構(gòu)
1．4．1　處理器
1．4．2　文件格式
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　實例導航——齒輪泵齒輪靜力分析
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　實例——坐標系創(chuàng)建
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　實例——工作平面創(chuàng)建
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　兩兩相交運算
2．3．6　加運算
2．3．7　減運算
2．3．8　搭接運算
2．3．9　分割運算
2．3．10　粘接運算
2．3．11　實例——布爾操作
2．4　自底向上創(chuàng)建幾何模型
2．4．1　關(guān)鍵點
2．4．2　實例——關(guān)鍵點創(chuàng)建
2．4．3　硬點
2．4．4　線
2．4．5　面
2．4．6　體
2．4．7　實例——自底向上建模
2．5　自頂向下創(chuàng)建幾何模型
2．5．1　創(chuàng)建面體素
2．5．2　創(chuàng)建實體體素
2．5．3　實例——自頂向下建模
2．6　移動、復制和縮放幾何模型
2．6．1　移動和復制
2．6．2　拖曳和旋轉(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
2．7．5　輸入Parasolid實體集合
2．8　綜合實例——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　實例——設(shè)定單元屬性
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　實例——網(wǎng)格劃分控制
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　綜合實例——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　施加不同類型載荷
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　綜合實例——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　綜合實例——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　時間歷程后處理器（POST26）
6．3．1　定義和儲存POST26變量
6．3．2　檢查變量
6．3．3　后處理器POST26的其他功能
6．4　綜合實例——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
第7章　靜力學分析
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　綜合實例——鋼桁架橋靜力受力分析
7．2．1　問題的描述
7．2．2　建立模型
7．2．3　定義邊界條件和載荷并求解
7．2．4　查看結(jié)果
7．2．5　命令流實現(xiàn)
7．3　綜合實例——內(nèi)六角扳手的靜態(tài)分析
7．3．1　問題的描述
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　命令流方式
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　綜合實例——結(jié)構(gòu)模態(tài)分析
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　綜合實例——小發(fā)電機轉(zhuǎn)子模態(tài)分析
8．4．1　分析問題
8．4．2　建立模型
8．4．3　進行模態(tài)設(shè)置、定義邊界條件并求解
8．4．4　查看結(jié)果
8．4．5　命令流方式
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　減縮法（Reduced Method）
9．1．3　模態(tài)疊加法（Mode Superposition Method）
9．1．4　3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　綜合實例——懸臂梁諧響應(yīng)分析
9．3．1　分析問題
9．3．2　建立模型
9．3．3　定義邊界條件并求解
9．3．4　查看結(jié)果
9．3．5　命令流方式
9．4　綜合實例——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　綜合實例——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　綜合實例——材料非線性分析
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　綜合實例——薄壁圓筒屈曲分析
11．3．1　分析問題
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
11．4　綜合實例——桁架結(jié)構(gòu)屈曲分析
11．4．1　問題描述
11．4．2　建立模型
11．4．3　求解
11．4．4　查看結(jié)果
11．4．5　命令流實現(xiàn)
11．5　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　綜合實例——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)動力學分析
13．1　瞬態(tài)動力學概論
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　綜合實例——瞬態(tài)動力學分析
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　綜合實例——哥倫布阻尼的自由振動分析
13．4．1　問題描述
13．4．2　建立模型
13．4．3　進行瞬態(tài)動力分析設(shè)置、定義邊界條件并求解
13．4．4　查看結(jié)果
13．4．5　命令流方式
13．5　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　綜合實例——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 高級分析
15．1　自適應(yīng)網(wǎng)格劃分
15．1．1　自適應(yīng)網(wǎng)格的條件
15．1．2　自適應(yīng)網(wǎng)格過程
15．2　綜合實例——平板受熱分析
15．2．1　問題描述
15．2．2　建立模型
15．2．3　定義邊界條件并求解
15．2．4　查看結(jié)果
15．2．5　命令流
15．3　子模型
15．3．1　子模型介紹
15．3．2　子模型方法
15．3．3　子模型過程
15．4　參數(shù)化設(shè)計語言
15．4．1　參數(shù)化設(shè)計語言介紹
15．4．2　參數(shù)化設(shè)計語言的功能
15．5　綜合實例——懸臂梁
15．5．1　分析問題
15．5．2　建立模型
15．5．3　定義邊界條件并求解
15．5．4　命令流
15．6　本章小結(jié)