本书是一本从实例分析与计算入手的ANSYS有限元分析软件的学习教程,全书根据不同的学科及工程应用分为7章,内容主要包括ANSYS建模与网格划分、结构线性、静力学分析、非线性分析、动力学分析、热分析、电磁场分析、流体动力学分析。本书内容新颖丰富、涉及领域广泛,使读者在掌握ANSYS软件的同时能够领会到实际工程问题的分析思路、方法和经验,并轻松解决本领域所出现的问题。
本书按照深入浅出的原则,通过图形用户界面和命令流方式对不同的工程应用问题进行了详细讲解。本书的主要特色是通过“提示”、 “注意”、 “技巧;及“试一试”等形式,为读者提供了大量的分析方法和技巧,在容易出错的地方及时给予提醒,并在每个例题后为读者提供了大展身手的机会,令人耳目——新。书中例子的建模过程、网络划分结果及最终计算结果均放在配套光盘中,方便读者学习。
本书适合理工院校相关专业的硕士研究生、博士研究生及教师使用,可以作为学习ANSYS有限元分析软件的培训教材,也可以作为从事相关领域科学技术研究工作的工程技术人员的参考书。
第1章建模与网格划分
1.1杆类零件的建模与网格划分
1.2轴类零件的建模与网格划分
1.3圆盘类零件的建模与网格划分
1.4支座类零件的建模与网格划分
第2章结构线性静力学分析
2.1拉伸过程分析
2.2压缩过程分析
2.3弯曲过程分析
2.4接触过程分析
2.5综合分析
第3章非线性分析
3.1几何非线性分析
3.2材料非线性分析
3.3状态非线性分析
第4章动力学分析
4.1模态分析
4.2谐响应分析
4.3瞬态动力学分析
4.4谱分析
第5章热分析
5.1稳态热传导
5.2瞬态热传导
5.3相变
5.4热辐射
5.5热应力
5.6综合分析
第6章电磁场分析
6.1静态电磁场分析
6.2谐性电磁场分析
6.3瞬态电磁场分析
6.4高频电磁场分析
6.5电磁谐振腔分析
第7章流体动力学分析
7.1静态流场分析
7.2层流分析
7.3湍流分析
ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件,由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS公司开发,能与多数CAD软件接口,实现数据的共享和交换(如Pro/Engineer、NASTRAN、Alogor、I-DEAS和AutoCAD等),是现代产品设计中的高级CAD工具之一,也是迄今为止世界范围内惟一通过IS09001z质量体系认证的分析设计类软件。
ANSYS软件可广泛应用于机械制造、石油化工、航空航天、汽车交通、土木工程、水利水电、国防军工、电子工程、生物医学、日用家电及能源、造船、地矿等一般的工业和科学研究领域。
1.本书的意义
本书通过、丰富的实例对ANSYS软件的工程应用进行了详细而具体的介绍,突破了一般图书以大量理论描述为主的定式,直接从解决实际问题入手,将ANSYS软件的学习溶于解决实际工程问题之中。
本书所有例题均经过精心设计与筛选,代表性强,具有实际的工程应用背景,每个例题都通过图形用户界面及命令流两种方式向读者做了详细的介绍。对于渴望入门的新手来说,通过对第1章几个例子的实际操作,可以在较短的时间内快速入门;对于希望解决实际工程问题的高级用户而言,也可以通过参考其中相似例题的分析思路和求解过程圆满完成任务。
本书特色段落包括:
提示 适当地给您一些提示,使您能迅速理解编者的分析思路和分析方法;
注意 在容易出现问题的地方及时提醒您注意,避免犯错误,节约您的宝贵时间:
技巧 指点您一些捷径,透露给您一些高招,让您事半功倍,技高一筹:
试一试 让您在学习完毕之后,有一个大展身手的好机会。
本书内容丰富、结构清晰,所举实例代表性强,具有较强的实用价值。
2.本书导读
本书共分7章,各章主要内容如下。
第1章是建模与网格划分,是ANSYS入门基础部分,主要介绍了典型的工程构件(杆类零件、轴类零件、圆盘类零件、支座类零件)的建模与网格划分的方法与技巧。
第2章为结构线性静力学分析,主要对常见的拉伸、压缩、弯曲及接触等工程问题进行分析求解。
第3章为非线性分析,主要对由/L何非线性、材料非线性以及状态非线性引起的工程结构非线性的问题进行分析和求解。
第4章为动力学分析,主要介绍运用ANSYS软件进行模态分析、谐响应分析、瞬态动力学分析以及谱分析的步骤、技巧与方法。
第5章为热分析,主要介绍运用ANSYS软件解决实际的热传导、相变、热辐射、热应力问题的步骤、技巧与方法。
第6章为电磁场分析,主要介绍运用ANSYS软件进行静态电磁场分析、谐性电磁场分析、瞬态电磁场分析、高频电磁场分析及电磁谐振腔分析的步骤、技巧与方法。
第7章为流体动力学分析,主要介绍运用ANSYS软件进行静态流场分析、层流分析及湍流分析的步骤、技巧与方法。
3.本书约定
本书以Windows NT为操作平台介绍了ANSYS软件,其他可以兼容的平台包括:Windows2000、WindowsXP。为了便于阅读理解,本书作如下约定:
● 本书例题使用环境为ANSYS7.0及其以上版本。
● 本书中出现的菜单、命令均为英文并附有中文注释。此外,为了使语句更简洁易
懂,本书利用“尸表示上下级菜单或命令的关联,比如UtilityMenulFileIResume
From,表示选择工具菜单中的File菜单,执行其中的Resume From命令;又如
Main Menu Preprocessor Modeling Reflect Lines,表示在主菜单中依次选择
Preprocessor、Modeling、Reflect、Lines菜单,其他依次类推。
● 在没有特别指明时, “单击”、 “双击”和“拖动”表示用鼠标左键单击、双
击和拖动。
● 为统一起见,本书所有命令流中的标点符号均采用中文格式,读者在练习过程中
可自行将其修正为英文格式。
● 命令流中“!”号后面的中文为解释说明部分,读者在使用命令流过程中不必输
入。
本书第1章由王富耻执笔,第2章、第3章、第4章、第5章由张朝晖执笔,第6章由王鲁执笔,第7章由李树奎执笔,全书由张朝晖审定。
由于编者水平有限,加之时间仓促,书中缺点与错误在所难免,请广大读者批评指正,也欢迎业内人士及专家来电来函共同探讨。