ANSYS7.0实例分析与应用 (2010 年度畅销榜NO.50301 )

本书由浅人深地介绍了有关大型有限元软件——ANSYS7.0的基础知识。通过大量有针对性的实例，首先详尽地介绍了ANSYS7.0的前处理过程、加载与求解以及后处理过程；然后对使用ANSYS7.0进行静力分析、动力分析和非线性分析作了详细、重点的介绍。另外，本书还特别对使用ANSYS7.0进行梁分析与横截面以及MechanicalToolbar做了专门细致的介绍。本书中所采用的实例，大多来源于工程实际与平时的科研课题，例如悬索桥动力特性计算和移动荷载作用下的桥梁振动，都是非常热门的科研领域。通过对本书的学习，可以让读者对ANSYS7.0的强大功能有充分、深入的了解，并能尽快熟练地掌握它的使用方法，从而为自己的工作学习服务。
本书内容新颖翔实、结构严谨合理、实例精典、语言简练通俗，既可作为理工科院校相关专业的高年级本科生、硕士、博士研究生及教师学习大型有限元软件ANSYS7.0的理想教材，也可作为从事土木工程、地质矿产、水利、铁道、汽车交通、航天航空、船舶、机械制造、核工业、石油化工、轻工、电子、日用家电、生物医学等专业的科研人员和工程技术人员使用ANSYS7.0难得的参考书。

第1章 ANSYS7.0基础知识
1.1 ANSYS概述
1.2 ANSYS7.0的安装与启动
1.2.1 ANSYS7.0的安装过程
1.2.2 ANSYS7.0启动
1.2.3 ANSYS 7.0的操作界面
1.2.4 ANSYS软件的产品系列
1.3 ANSYS7.0的文件系统
1.3.1 ANSYS 7.0的文件类型
1.3.2保存数据库文件
1.3.3读取数据库文件
1.4 ANSYS7.0的帮助系统
1.5 ANSYS典型分析过程
1.5.1 有限元分析过程
1.5.2 典型分析过程举例
1.5.3命令流方式-
1.6 本章小结
第2章 应用菜单
2.1 UtilityMenu(应用菜单)栏
2.2 P11e(文件)菜单
2.3 Select(选择)菜单
2.4 List(列表)菜单
2.5 Pbt(图形显示)菜单
2.6 PbtCtrls(显示控制)菜单
2.7 WorkPlane(工作平面)菜单
2.8 Parameters(参数)菜单
2.9 Macro(宏命令)菜单
2.10 MenuCtrl(菜单控制)菜单
2.11 Help(帮助)菜单
2.12 本章小结
第3章ANSYS7.0实体建模
3.1 实体建模操作概述
3.1.1 建立实体模型的方法
3.1.2 实体建模的一般步骤
3.1.3 工作平面
3.2 用自底向上的方法建模
3.2.1 Keypoint(关键点)
3.2.2 Hardpoint(硬点)
3.2.3 Line(线)
3.2.4 Areas(面)
3.2.5 Volumes(体)
3.3 用自上而下的方法建模
3.3.1 体素
3.3.2 面体素
3.3.3 实体体素
3.4 Operate组合运算操作
3.4.1 拖拉操作
3.4.2 线延伸
3.4.3 布尔运算
3.4.4移动与修改
3.4.5复制与镜像
3.4.6检查与更新
3.4.7 删除操作
3.5实体建模举例
3.5.1 汽车连杆建模
3.5.2轴承座建模
3.6 本章小结
第4章 网格划分与材料设置
4.1 定义单元类型
4.2设置实常数
4.3定义材料属性
4.3.1 使用材料库文件
4.3.2 指定温度的使用单位
4.3.3定义材料模型
4.3.4 修改与温度相关的热膨胀系数
4.3.5 失效准则
4.3.6 改变单元材料号
4.3.7 材料属性的文件读写
4.4创建横截面
4.4.1 梁单元
4.4.2 壳单元
4.4.3 列表截面
4.4.4 删除截面
4.5 几何模型的网格划分
4.5.1 分配单元属性
4.5.2 网格划分的种类
4.5.3 网格划分工具
4.5.4 网格划分控制选项与网格划分
4.6 直接生成节点和单元
4.6.1 节点
4.6.2 单元
4.7 单元检查与编号控制
4.7.1 模型检查
4.7.2单元形状检查
4.7.3 编号控制
4.8 网格划分举例
4.8.1 轴承座网格划分
4.8.2 2D面网格到3D体网格
4.8.3 一个较复杂模型的网格划分对比
4.9 本章小结
第5章 ANSYS7.oha载与求解
5.1 选择分析类型
5.1.1 指定分析类型
5.1.2 开始新分析或重启动
5.1.3求解器控制
5.1.4 扩展处理
5.2各种载荷的施加
5.2.1 载荷概述
5.2.2 加载方式及其优缺点
5.2.3 载荷设置
5.2.4 施加载荷
5.2.5 删除载荷
5.2.6载荷运算操作
5.3载荷步选项
5.3.1 OutputCtrls(输出控制)
5.3.2 Time／Frequenc(时间／频率)
5.3.3 Other(其他)
5.3.4 ResetOptions(选项重设定)
5.3.5 Read／WriteLSFile(读／写载荷步文件)
5.3.6 1nitialStress(初始化应力)
5.4 求解计算
5.5加载与求解举例
5.5.1 汽车连杆有限元分析加载与求解
5.5.2 轴承座静力分析
5.6 本章小结
第6章 ANSYS 7.0后处理
6.1 后处理的概述
6.2通用后处理
6.2.1读人结果文件
6.2.2 结果的图形显示
6.2.3 结果的列表显示
6.2.4 映射结果到指定路径
6.2.5荷载工况组合
6.2.6其他分析结果
6.3 时间历程响应后处理
6.3.1 时间历程后处理的设置
6.3.2 变量定义
6.3.3 变量存储
6.3.4列表显示结果
6.3.5 图形显示结果
6.3.6生成响应谱
6.3.7其他GUI操作
6.4后处理举例
6.5 本章小结
第7章 结构线性静力分析
7.1 结构静力分析
7.2 结构线性静力实例分析
7.2.1 问题描述
7.2.2 GUl分析步骤.
7.2.3命令流方法
7.3 本章小结
第8章 非线性结构分析
8.1 非线性问题综述
8.1.1 非线性结构
8.1.2 非线性行为的原因
8.1.3 非线性问题的求解
8.2非线性静力分析
8.2.1非线性静力分析步骤
8.2.2非线性静力实例分析
8.3几何非线性
8.3. 1大应变效应
8.3.2 大应变的特殊建模问题
8.3.3 大应变实例分析
8.4材料非线性
8.4.1 塑性分析
8.4.2-SOLID65混凝土单元
8.4.3 钢筋混凝土实例分析
8.5 接触分析
8.5.1 接触的分类
8.5.2 接触问题的描述方法
8.5.3 ANSYS接触能力
8.5.4 点一面接触分析
8.5.5接触分析实例
8.6 本章小结
第9章 ANSYS7.0动力学分析
9.1 模态分析
9.1.1 模态分析简述
9.1.2模态分析步骤
9.1.3模态分析实例
9.2谐响应分析
9.2.1 谐n向应分析简述
9.2.2谐响应分析步骤
9.2.3谐响应分析实例
9.3 瞬态动力学分析
9.3.1 瞬态动力学分析简述
9.3.2 瞬态动力学分析步骤
9.3.3 瞬态动力学分析实例一
9.3.4 瞬态动力学分析实例二
9.4 谱分析
9.4.1谱分析简述
9.4.2谱分析步骤
9.4.3谱分析实例一
9.4.4谱分析实例二
9.4.5谱分析实例三
9.5 本章小结
第10章 梁分析和横截面形状
10.1 ANSYS梁单元
10.2 ANSYS梁横截面
10.3 ANSYS梁横截面分析实例
10.3.1 问题描述
10.3.2 GUl分析步骤
10.3.3命令流分析
10.4 本章小结
第11章 MechanicalToolbar
11.1 MechanicalToolbar概述
11.1.1 MechanicalToolbar的特点
11.1.2 主菜单与输入窗口的限制
11.2 MechanicalToolbar运行及工作环境
11.2.1 MechanicalToolbar的工作环境
11.2.2 Setup选项
11.2.3 Model选项
11.2.4 Load选项
11.2.5 Solve选项
11.2.6 Results选项
11.2.7 MechanicalToolbar快捷键
11. 2.8 MechanicalToolbar图形控制
11.3 MechanicalToolbar的文件系统
11.4 MechanicalToolbar的一般分析步骤
11. 4.1 具体实例介绍
11. 4.2 MechanicalToolbar分析过程
11.5本章小结

从20世纪60年代以来，随着计算机的飞速发展和广泛应用以及有限元理论的日益完善，出现了许多通用和专业的有限元计算软件，并在各个领域得到了广泛的应用。在这个过程中，世界各国相继开发了许多通用的大型有限元程序，如ANSYS ALGOR、ABAQUS、NASTRAN和MARC等。 ANSYS公司成立于1970年，总部位于美国的宾夕法尼亚州的匹兹堡，目前是世界计算机辅助工程(CAE)行业中最大的公司。ANSYS软件是融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件，可广泛地应用于土木工程、地质矿产、水利、铁道、汽车交通、国防军工、航天航空、船舶、机械制造、核工业、石油化工、轻工、电子、日用家电、物医学等一般工业及科学研究之中。 ANSYS程序是一个功能强大、设计分析灵活的软件包。该软件可浮动运行于PC机、T工作站、UNIX工作站、巨型机等各类计算机及操作系统中，数据文件在其所有的产品系列和工作站上均兼容。其多物理场耦合的功能，允许在同一模型上进行各式各样的耦合计算，如：热—结构耦合、磁—结构耦合以及电—磁—流体—热耦合。在PC机上生成的模型同样可运行于巨型机上，这样就保证了所有的州SYS用户的多领域多变工程问题的求解。 ANSYS软件也是世界上第一个通过IS09000认证的有限元软件。该软件具有下面三方面的特点： ● 强大而广泛的分析功能：可广泛应用于结构、热、电磁、声学、流体等多物理场及 多场相互耦合的线性、非线性问题。 ● 一体化的处理技术：主要包含几何模型的建立、自动网格划分、加载、求解、后处 理、优化设计等许多功能及实用工具。 ● 丰富的产品系列和完善的开放体系：不同的产品配套可应用于各种工业领域如 航空、航天、船舶、汽车、军工、铁道、土木、机械、电子、核工业、能源、建筑、医 疗等。 主要内容 本书基于大型有限元软件州SYS7.0，按照有限元分析的步骤和过程安排各章节内容，详尽地介绍了ANSYS7.0中各个菜单命令的功能和使用方法。本书共计11章，具体内容安排如下： 第1章对ANSYS基本知识作了概括性的介绍，包括州SYS7.0的安装、运行环境、工作环境和文件系统，并通过对一个组合载荷作用下的简支梁进行静力分析给出了州-SYS的一般分析步骤。 第2—6章侧重介绍了ANSYS7.0的各种菜单命令的功能和使用方法，以及在AN—SYS7.0中如何实现前处理、加载求解和后处理等。 第7～9章从工程角度介绍了ANSYS7.0的应用。其中，第7章介绍了ANSYS7.0的线性静力分析功能；第8章介绍了ANSYS7.0的非线性分析功能，包括非线性静力分析、几何非线性、材料非线性和状态非线性等；第9章介绍了ANSYS7.0的动力学分析功能，包括模态分析、谐分析、瞬态动力学分析和谱分析。 第10章着重介绍ANSYS梁分析与横截面功能，对州SYS的梁单元进行了系统性的介绍，针对横截面形状作了深入的阐述。最后给出了一个侧向扭转屈曲的悬臂梁分析实例。 第11章介绍了ANSYS的MechancalToolbar。对MechanitalT001bar的功能、按钮以及基本分析过程都作了详细的分析，并给出了一个带孔钢板静力分析的实例。 本书约定 在本书中，ANSYS的具体操作基本上均是从命令方式及GUI(图形用户界面)方式两方面加以介绍的，其中在GUI方式中，如MainMenu/Solution/NewAnalysis，表示依次执行各级菜单命令。 适用对象 本书可作为理工科院校相关专业的高年级本科生、硕士、博士研究生及教师学习大型有限元软件—ANSYS7.0的理想教材，也可作为从事土木工程、地质矿产、水利、铁道、汽车交通、航天航空、船舶、机械制造、核工业、石油化工、轻工、电子、日用家电、生物医学等专业的科研人员和工程技术人员使用大型有限元软件—ANSYS时的参考用书。 编写分工 在这里，我们谨代表编者和用户，向ANSYS公司致以诚挚的敬意和真诚的谢意，感谢其为广大用户提供的强大工具。 在此感谢ANSYS—CHINA高级应用工程师唐伟为本书作序。 本书由肖新标、沈火明、叶裕明、赵光明担任主要编写工作。同时，参与本书编排的人员还有：肖艳平、王安贵、陈郭宜、程小英、谭小丽、卢丽娟、刘育志、吴淬砺、赵明星、贺洪俊、李小平、史利、张燕秋、周林英、黄茂英、李力、李小琼、李修华、田茂敏、苏萍、巫文斌、邹勤、粟德容、童芳、李中全、蒋敏、刘华菊、袁媛、李建康等，在此一并感谢。 由于编写时间仓促，书中疏漏之处在所难免，欢迎广大读者和同行批评指正。 延伸服务：如果读者愿意参加ANSYS实例分析与应用”的学习培训，或是在学习过程中发现问题，或有更好的建议，欢迎来函。同时，我们也非常愿意随时同州SYS实例分析与应用高手保持经常的联系，E—mail：hoiia@bojia.net,网址：http：//www.bojia.net，我们将认真、负责地对待每位读者的来信。如果读者需要本书中所例举实例的程序流，可到ht中：//www.bajia.net下载。