基于ANSYS的最新版本14.0，对ANSYS应用分析的基本思路、操作步骤以及方法、行业应用技巧进行了详细讲解；集基础理论讲解、软件操作技巧、典型工程案例于一身，让你轻松跨入ANSYS的世界
◎ 有限元分析的基本流程、ANSYS建模、单元的划分与材料的定义
◎ ANSYS加载与求解 、后处理 、参数化设计语言APDL
◎ ANSYS结构静力学分析 、结构动力学分析 、显式动态分析、非线性分析
◎ ANSYS超单元技术、参数化设计语言、热分析 、电磁分析 、屈曲分析
◎ 生死单元技术用于隧道施工过程仿真的方法及复杂工程分析的典型应用
本书特点
由浅入深，循序渐进：本书以初、中级读者为对象，首先从ANSYS使用基础讲起，再辅以ANSYS在工程中的应用案例，帮助读者尽快掌握AYSYS进行有限元分析的技能。
步骤详尽，内容新颖：本书结合作者多年的ANSYS有限元使用经验与实际工程应用案例，为读者详细讲解ANSYS软件的使用方法与技巧，讲解过程辅以相应的图片，使读者在阅读时一目了然，从而快速把握书中所讲内容。
实例典型，轻松易学：学习实际工程应用案例的具体操作是掌握ANSYS最好的方式。本书通过综合应用案例，透彻、详尽地讲解了ANSYS在各方面的应用。
本书适合以下人员阅读
有限元从业人员 初学ANSYS的技术人员
大中专院校的教师和在校学生 相关培训机构的教师和学员
参加工作实习的“菜鸟” 有限元爱好者
从事毕业设计的在校学生 初、中级有限元从业人员
关于本书的服务
发邮件到邮箱caxbook@126.com，编者会尽快给予解答，我们将竭诚为您服务
为什么要写本书
有限单元法是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法。它是20世纪50年代首先在连续体力学领域—飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后广泛应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题分析。
ANSYS软件是集结构、流体、电场、磁场及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开发，它能与多数CAD软件对接，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer、NASTRAN、Alogor及AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAE工具之一，广泛应用于土木工程、机械制造、汽车工业、水利工程、航空航天、石油化工及生物医学等诸多行业。
本书基于ANSYS 14.0平台，对有限元分析的基本原理以及使用ANSYS进行工程应用的基本方法与思路、操作步骤与技巧进行详细讲解，并结合工程实例进行工程应用的相关介绍。
本书特点
由浅入深，循序渐进：本书以初、中级读者为对象，首先从ANSYS使用基础讲起，再辅以ANSYS在工程中的应用案例，帮助读者尽快掌握AYSYS进行有限元分析的技能。
步骤详尽，内容新颖：本书结合作者多年的ANSYS有限元使用经验与实际工程应用案例，为读者详细讲解ANSYS软件的使用方法与技巧，讲解过程辅以相应的图片，使读者在阅读时一目了然，从而快速把握书中所讲内容。
实例典型，轻松易学：学习实际工程应用案例的具体操作是掌握ANSYS最好的方式。本书通过综合应用案例，透彻、详尽地讲解了ANSYS在各方面的应用。
本书内容
全书内容共分16章，各章内容安排如下。
第1章 有限单元法基础理论。本章主要讲解有限单元法的历史与发展，介绍有限单元法的基础知识及相关概念，并辅以最基础的实例为读者介绍使用ANSYS进行有限元分析的基本流程。
第2章 模型的建立。本章主要讲解ANSYS中有限元模型的建立方法，介绍建立实体模型、有限元模型以及导入外部模型的相关知识。
第3章 单元与材料。本章主要讲解单元的划分与材料的定义，介绍单元类型、材料属性、实常数与截面类型等与物理属性相关的知识。
第4章 加载与求解。本章主要讲解ANSYS中边界条件与求解的相关知识，介绍载荷与约束的类型及施加方法，并介绍求解的相关知识。
第5章 ANSYS后处理。本章主要讲解通用后处理器的操作，包括结果读取、图形显示、结果列表、结果查看、基于单元表的结果处理以及基于路径的结果处理等，还介绍了时间历程后处理器定义变量、变量运算、查看变量等相关操作。
第6章 ANSYS参数化设计语言。本章主要讲解APDL语言的基础知识，介绍APDL的参数、流程控制、常用命令、宏及函数等相关知识。
第7章 ANSYS结构静力学分析。本章结合实例讲解ANSYS结构静力学分析的建模、加载、求解、后处理等知识，介绍带轮、气罐、扳手、桁架等的静力学分析方法。
第8章 ANSYS结构动力学分析。本章主要讲解ANSYS结构动力学分析的基础知识，并结合实例介绍ANSYS模态分析、谐响应分析、瞬态动力学分析和谱分析的相关知识。
第9章 ANSYS显式动态分析。本章主要介绍LS-DYNA显式动态分析的基础知识及LS-DNYA显式动态分析的建模、加载、求解及后处理过程，并介绍其与常规隐式分析的不同。
第10章 ANSYS超单元。本章主要讲解ANSYS超单元技术的概念、应用场合，并结合实例讲解超单元技术的应用方法。
第11章 ANSYS热分析。本章主要讲解ANSYS热分析的基础知识与分析方法，结合实例为读者介绍稳态传热分析与热结构耦合分析的方法。
第12章 ANSYS电磁分析。本章主要讲解ANSYS电磁分析的基础知识与分析方法，结合实例为读者讲解利用棱边单元法进行磁场分析以及利用P方法进行静电场分析的方法与技巧。
第13章 ANSYS非线性分析。本章主要讲解非线性分析的特点、求解原理，对非线性分析的主要操作步骤以及相关设置进行详细介绍，结合实例介绍几何与材料非线性综合问题及接触分析的方法。
第14章 ANSYS屈曲分析。本章主要为读者讲解屈曲分析这一典型的非线性问题，结合实例介绍特征值屈曲分析与非线性屈曲分析的基础知识与分析方法。
第15章 ANSYS生死单元技术。本章主要讲解生死单元这一重要的分析技术，结合实例讲解生死单元技术用于隧道施工过程仿真的方法。
第16章 ANSYS有限元分析综合实例。本章主要依托综合实例，为读者讲解综合运用本书中所介绍的ANSYS分析方法与技术进行复杂工程分析的实际应用。
本书配送光盘，包括所有实例的db文件、计算结果、APDL的程序文件，供读者在学习过程中直接导入使用，可以减少建立几何模型的烦琐操作，帮助读者轻松、快捷地掌握ANSYS 14.0有限元分析的操作技巧和应用方法。
本书中的“注意”为本步骤的注意要点，若不注意可能造成操作不成功。另外，本书中重点步骤操作的目的会在前面注明，方便读者理解处理此问题的思想脉络。
读者对象
本书适合于ANSYS初学者和期望提高有限元分析工程应用能力的读者，具体如下：
有限元从业人员。
大中专院校的教师和在校学生。
参加工作实习的“菜鸟”。
从事毕业设计的在校学生。
初学ANSYS的技术人员。
相关培训机构的教师和学员。
有限元爱好者。
初中级有限元从业人员。
读者服务
为了方便解决本书疑难问题，读者朋友如果在学习过程中遇到与本书有关的技术问题，可以发邮件到邮箱caxbook@126.com，或访问博客http://blog. sina.com/cn/caxbook，编者会尽快给予解答，我们将竭诚为你服务。
本书作者
本书主要由温正、张文电编著，另外王志刚、程伟、王磊、张巧玲、苏杰、王胜利、徐海锋、赵倩倩、许海涛、王洋、刘蕊、李巍、张卫东、张磊、李波、白海波、杨晓华、李昕等为本书的编写提供了大量帮助。虽然作者在本书的编写过程中力求叙述准确、完善，但由于水平有限，书中欠妥之处在所难免，恳请读者朋友及各位同行进行批评指正，共同促进本书质量的提高。
感谢购买本书，希望本书能成为你ANSYS有限元分析道路上的启蒙者。
编 者
工程机械
设计时与策划沟通
温正 张文电 等编著：暂无简介
前言
第1章 有限单元法基础理论1
1.1 有限单元法概述1
1.1.1 有限单元法的历史1
1.1.2 有限单元法的基本概念2
1.2 ANSYS 14.0简介3
1.2.1 ANSYS 14.0的启动与退出3
1.2.2 ANSYS 14.0操作界面4
1.2.3 ANSYS 14.0文件管理6
1.2.4 ANSYS 14.0有限元分析流程10
1.2.5 ANSYS有限元分析实例入门10
1.3 本章小结15
第2章 模型的建立17
2.1 几何建模17
2.1.1 几何建模的概念17
2.1.2 模型规划18
2.1.3 自底向上建模19
2.1.4 自顶向下建模22
2.1.5 外部数据导入26
2.2 有限元模型31
2.2.1 生成节点31
2.2.2 定义单元32
2.3 建模技术进阶36
2.3.1 量纲问题36
2.3.2 坐标系问题38
2.4 复杂几何模型实例44
2.4.1 模型简介44
2.4.2 建模过程44
2.5 本章小结51
第3章 单元与材料52
3.1 单元类型52
3.1.1 结构单元52
3.1.2 热单元89
3.1.3 电磁单元90
3.1.4 耦合场单元93
3.1.5 流体单元94
3.2 网格的划分95
3.2.1 单元类型的选择95
3.2.2 网格划分操作96
3.2.3 单元尺寸控制98
3.3 材料模型101
3.3.1 定义材料101
3.3.2 常用材料模型102
3.4 实常数与截面类型103
3.4.1 实常数103
3.4.2 截面类型105
3.5 网格的修改106
3.5.1 清除网格106
3.5.2 网格的局部细化107
3.5.3 层状网格划分109
3.6 划分网格的高级技术109
3.6.1 映射网格109
3.6.2 扫掠网格113
3.6.3 拉伸网格115
3.7 本章小结116
第4章 加载与求解117
4.1 加载的基础知识117
4.1.1 载荷的种类117
4.1.2 载荷步118
4.1.3 加载方式119
4.1.4 实体模型加载的特点119
4.1.5 有限元模型加载的特点120
4.2 施加载荷120
4.2.1 自由度约束120
4.2.2 集中载荷121
4.2.3 面载荷122
4.2.4 体载荷125
4.2.5 惯性载荷128
4.2.6 耦合场载荷128
4.2.7 轴对称载荷与反作用力128
4.2.8 初应力载荷129
4.2.9 由表型数组定义载荷129
4.3 耦合与约束方程132
4.3.1 耦合132
4.3.2 约束方程135
4.4 载荷施加实例137
4.5 求解139
4.5.1 求解器139
4.5.2 关于分析失败141
4.5.3 求解的一般步骤142
4.6 本章小结144
第5章 ANSYS后处理146
5.1 通用后处理器146
5.1.1 结果文件146
5.1.2 读取结果146
5.1.3 结果输出148
5.1.4 结果处理162
5.1.5 结果查看器164
5.1.6 载荷工况165
5.1.7 将结果转换到不同的坐标系167
5.2 时间历程后处理器168
5.2.1 时间历程变量浏览器168
5.2.2 定义变量170
5.2.3 显示变量171
5.3 本章小结172
第6章 ANSYS参数化设计语言174
6.1 APDL语言的参数174
6.1.1 参数的概念与类型174
6.1.2 参数命名规则175
6.1.3 参数的定义与赋值操作175
6.1.4 参数的删除操作175
6.1.5 数组参数176
6.2 APDL语言的流程控制177
6.2.1 *GO分支语句177
6.2.2 *IF分支语句177
6.2.3 *DO循环语句178
6.2.4 *DOWHILE循环语句178
6.2.5 *REPEAT循环语句179
6.3 宏文件179
6.3.1 创建宏文件179
6.3.2 调用宏文件181
6.4 运算符、函数与函数编辑器181
6.5 APDL分析方式介绍183
6.5.1 基本应用与建模183
6.5.2 网格划分184
6.5.3 加载与求解186
6.5.4 *GET命令187
6.6 本章小结194
第7章 ANSYS结构静力学分析195
7.1 ANSYS静力学分析基础知识195
7.1.1 静力学分析的基本概念195
7.1.2 结构静力学分析的方法196
7.2 ANSYS结构静力学分析实例198
7.2.1 带轮结构静力学分析198
7.2.2 内六角扳手静力学分析209
7.2.3 高压气罐静力学分析221
7.2.4 桁架结构静力学分析239
7.3 本章小结250
第8章 ANSYS结构动力学分析251
8.1 结构动力学基础知识251
8.1.1 关于载荷251
8.1.2 结构动力学问题的分类252
8.2 ANSYS模态分析253
8.2.1 模态提取方法254
8.2.2 网架结构的模态分析255
8.3 ANSYS谐响应分析266
8.3.1 谐响应分析的方法267
8.3.2 吉他发声过程仿真分析268
8.4 ANSYS瞬态动力学分析284
8.4.1 瞬态动力学问题求解方法285
8.4.2 曲柄滑块机构运动学分析285
8.5 ANSYS谱分析295
8.5.1 谱分析简介295
8.5.2 结构抗震分析296
8.6 本章小结320
第9章 ANSYS显式动态分析321
9.1 ANSYS显式动态分析简介321
9.1.1 显式动态分析的流程322
9.1.2 显式动态单元323
9.1.3 显式动态分析建模327
9.1.4 显式动态分析的边界条件332
9.1.5 显式动态分析求解339
9.1.6 显式动态接触分析342
9.1.7 显式动态分析的材料模型349
9.1.8 显式动态分析中的刚性体360
9.1.9 显式动态分析后处理363
9.1.10 跌落测试模块367
9.2 ANSYS显式动态分析实例370
9.2.1 问题背景370
9.2.2 分析过程370
9.3 本章小结378
第10章 ANSYS超单元380
10.1 ANSYS超单元技术简介380
10.1.1 ANSYS超单元技术的应用场合380
10.1.2 ANSYS超单元分析步骤380
10.2 空腹工字梁结构分析386
10.2.1 问题描述387
10.2.2 分析求解387
10.3 本章小结407
第11章 ANSYS热分析409
11.1 热力学基础知识409
11.1.1 符号与单位409
11.1.2 传热学经典理论回顾410
11.1.3 热传递的方式410
11.1.4 热分析的线性与非线性411
11.1.5 热分析的边界条件和初始条件411
11.1.6 热分析误差估计412
11.2 ANSYS热分析应用实例412
11.2.1 ANSYS热分析实例412
11.2.2 ANSYS热-结构耦合分析实例429
11.3 本章小结439
第12章 ANSYS电磁分析440
12.1 电磁学基础知识440
12.1.1 磁场分析440
12.1.2 电场分析442
12.2 ANSYS电磁分析应用实例442
12.2.1 ANSYS磁场分析实例443
12.2.2 ANSYS静电场分析实例451
12.3 本章小结461
第13章 ANSYS非线性分析462
13.1 概述462
13.1.1 非线性分析基础知识463
13.1.2 非线性问题的分类463
13.1.3 非线性分析的收敛问题464
13.2 非线性分析实例465
13.2.1 几何与材料非线性综合问题465
13.2.2 接触问题实例474
13.3 本章小结490
第14章 ANSYS屈曲分析491
14.1 屈曲分析基础知识491
14.1.1 几何非线性491
14.1.2 材料屈曲493
14.2 屈曲分析实例495
14.2.1 特征值屈曲分析实例496
14.2.2 非线性屈曲分析实例501
14.3 本章小结513
第15章 ANSYS生死单元技术514
15.1 概述514
15.1.1 生死单元的概念514
15.1.2 生死单元技术应用步骤515
15.2 隧道施工过程分析516
15.2.1 实例背景517
15.2.2 分析过程517
15.3 本章小结527
第16章 ANSYS有限元分析综合实例528
16.1 门式起重机528
16.1.1 实例背景528
16.1.2 分析过程529
16.2 金属焊接件分析558
16.2.1 实例背景558
16.2.2 分析过程561
16.3 本章小结572
参考文献573
