正版 ANSYS 2020 有限元分析从入门到精通 胡仁喜 解江坤 运行环境配置 程序结构 处理器 工作平面 布尔运

  商品基本信息

商品名称：

  ANSYS 2020 有限元分析从入门到精通

作     者：

  胡仁喜   解江坤

市 场 价：

  139.00元

ISBN  号：

  9787111699033

页     数：

  565

出 版 社：

  机械工业出版社

  目录

目  录 

前言 

第1章  ANSYS概述 . 1 

1.1  CAE软件简介 . 2 

1.2 有限元法简介  4 

1.2.1 有限元法的基本思想 . 4 

1.2.2 有限元法的特点 . 4 

1.2.3 有限元模型 . 6 

1.2.4 自由度 . 6 

1.2.5 节点和单元 . 7 

1.3  ANSYS简介  7 

1.3.1  ANSYS的功能 . 8 

1.3.2  ANSYS的发展 . 9 

1.3.3 ANSYS 2020的启动 . 9 

1.3.4  ANSYS 2020运行环境配置  9 

1.4  程序结构  11 

1.4.1 处理器 . 11 

1.4.2 文件格式 . 12 

1.4.3 输入方式 . 12 

1.4.4 输出文件类型 . 12 

1.5  ANSYS分析求解过程  13 

1.5.1 前处理 . 14 

1.5.2 加载并求解 . 14 

1.5.3 后处理 . 14 

1.5.4 实例导航——导弹发动机药柱承受温度和内压载荷数值模拟  15 

第2章  几何建模 . 17 

2.1 几何建模概述  18 

2.1.1 自底向上创建几何模型 . 18 

2.1.2 自顶向下创建几何模型 . 18 

2.1.3 布尔运算操作 . 19 

2.1.4 拖拉和旋转 . 20 

2.1.5 移动和复制 . 20 

2.1.6 修改模型（清除和删除） . 20 

2.1.7 从IGES文件几何模型导入到ANSYS. 21 

2.2 自顶向下创建几何模型（体素）  21 

2.2.1 创建面体素 . 21 

2.2.2 创建实体体素 . 22 

2.3 自底向上创建几何模型  24 

2.3.1 关键点 . 24 

2.3.2 硬点 . 26 

2.3.3 线 . 27 

2.3.4 面 . 30 

2.3.5 体 . 31 

2.4 工作平面的使用  33 

2.4.1 定义一个新的工作平面 . 33 

2.4.2 控制工作平面的显示和样式 . 34 

2.4.3 移动工作平面 . 34 

2.4.4 旋转工作平面 . 34 

2.4.5 还原一个已定义的工作平面 . 35 

2.4.6 工作平面的高级用途 . 35 

2.5 坐标系简介  37 

2.5.1 总体坐标系和局部坐标系 . 37 

2.5.2 显示坐标系 . 40 

2.5.3 节点坐标系 . 40 

2.5.4 单元坐标系 . 41 

2.5.5 结果坐标系 . 42 

2.6 使用布尔运算来修正几何模型  42 

2.6.1 布尔运算的设置 . 42 

2.6.2 布尔运算后的图元编号 . 43 

2.6.3 交运算 . 43 

2.6.4 两两相交 . 44 

2.6.5 相加 . 45 

2.6.6 相减 . 45 

2.6.7 利用工作平面做减运算 . 47 

2.6.8 搭接 . 47 

2.6.9 分割 . 48 

2.6.10 粘接（或合并） . 48 

2.7 移动、复制和缩放几何模型  48 

2.7.1 按照样本生成图元 . 49 

2.7.2 由对称映像生成图元 . 49 

2.7.3 将样本图元转换坐标系 . 50 

2.7.4 实体模型图元的缩放 . 50 

2.8 实例导航——导弹发动机药柱建模  51 

2.8.1 自底向上创建药柱模型 . 51 

2.8.2 布尔运算创建药柱模型 . 59 

2.8.3 导入SolidWorks中创建的药柱模型  62 

第3章  建模实例 . 65 

3.1 实例导航——几何模型的输入  66

3.1.1 输入IGES单一实体 . 66

3.1.2 输入SAT 单一实体 . 68

3.1.3 输入Parasolid 单一实体  71

3.2 实例导航——修改输入模型  73

3.2.1 自顶向下建模实例 . 77

3.2.2 自底向上建模实例 . 88

第4章  网格划分 . 102 

4.1 有限元网格概述  103 

4.2 设定单元属性  103 

4.2.1 生成单元属性表 . 104 

4.2.2 在划分网格之前分配单元属性 . 104 

4.3 网格划分的控制  105 

4.3.1  ANSYS网格划分工具（MeshTool） . 106 

4.3.2 单元形状 . 106 

4.3.3 选择自由或映射网格划分 . 107 

4.3.4 控制单元边中节点的位置 . 107 

4.3.5 划分自由网格时的单元尺寸控制（SmartSizing）  108 

4.3.6 映射网格划分中单元的默认尺寸 . 108 

4.3.7 局部网格划分控制 . 110 

4.3.8 内部网格划分控制 . 111 

4.3.9 生成过渡棱锥单元 . 112 

4.3.10 将退化的四面体单元转化为非退化的形式  113 

4.3.11 执行层网格划分 . 114 

4.4 自由网格划分和映射网格划分控制  114 

4.4.1 自由网格划分 . 114 

4.4.2 映射网格划分 . 116 

4.5 给实体模型划分有限元网格  121 

4.5.1 用命令生成网格 . 121 

4.5.2 生成带方向节点的梁单元网格 . 122 

4.5.3 在分界线或分界面处生成单位厚度的界面单元  124 

4.6 延伸和扫掠生成有限元模型  125 

4.6.1 延伸生成网格 . 125 

4.6.2 扫掠生成网格 . 127 

4.7 修正有限元模型  130 

4.7.1 局部细化网格 . 130 

4.7.2 移动和复制节点和单元 . 133 

4.7.3 控制面、线和单元的法向 . 134 

4.7.4 修改单元属性 . 136 

4.8 直接通过节点和单元生成有限元模型  136 

4.8.1 节点 . 136 

4.8.2 单元 . 138 

4.9 编号控制  141 

4.9.1 合并重复项 . 141 

4.9.2 编号压缩 . 142 

4.9.3 设定起始编号 . 143 

4.9.4 编号偏差 . 144 

4.10 实例导航——导弹发动机药柱模型网格划分 . 144 

4.10.1 智能分网 . 146 

4.10.2 扫掠分网 . 147 

4.10.3 采用延伸分网 . 153 

第5章  施加载荷 . 158 

5.1 载荷概述  159 

5.1.1 什么是载荷 . 159 

5.1.2 载荷步、子步和平衡迭代 . 160 

5.1.3 时间参数 . 161 

5.1.4 阶跃载荷与坡道载荷 . 162 

5.2 施加载荷  162 

5.2.1 实体模型载荷与有限单元载荷 . 163 

5.2.2 施加载荷 . 163 

5.2.3 利用表格施加载荷 . 170 

5.2.4 轴对称载荷与反作用力 . 172 

5.2.5 利用函数施加载荷和边界条件 . 173 

5.3 设定载荷步选项  175 

5.3.1 通用选项 . 175 

5.3.2 非线性选项 . 179 

5.3.3 动态选项 . 179 

5.3.4 输出控制 . 180 

5.3.5  Biot-Savart选项  181 

5.3.6 谱分析选项 . 182 

5.3.7 创建多载荷步文件 . 182 

5.4 实例导航——导弹发动机药柱模型载荷施加. 183 

5.4.1 单载荷步的施加 . 184 

5.4.2 多载荷步的施加 . 187 

5.4.3 表格及函数载荷的施加 . 190 

第6章  求解 . 192 

6.1 求解概述  193 

6.1.1 使用直接求解法 . 194 

6.1.2 使用稀疏矩阵直接求解法求解器 . 194 

6.1.3 使用雅克比共轭梯度法求解器 . 194 

6.1.4 使用不完全分解共轭梯度法求解器 195 

6.1.5 使用预条件共轭梯度法求解器 . 195 

6.1.6 使用自动迭代法选项 . 196 

6.1.7 获得解答 . 196 

6.2 利用特定的求解控制器来指定求解类型  197 

6.2.1 使用菜单选项 . 197 

6.2.2 使用对话框 . 198 

6.3 多载荷步求解  199 

6.3.1 多重求解法 . 199 

6.3.2 使用载荷步文件法 . 200 

6.3.3 使用数组参数法（矩阵参数法） . 201 

6.4 重新启动分析  202 

6.4.1重新启动一个分析  203 

6.4.2 多载荷步文件的重启动分析 . 206 

6.5 实例导航——导弹发动机药柱模型求解  208 

6.5.1 单载荷步求解 . 209 

6.5.2 多载荷步求解 . 209 

第7章  后处理 . 210 

7.1 后处理概述  211 

7.1.1 什么是后处理 . 211 

7.1.2 结果文件 . 212 

7.1.3 后处理可用的数据类型 . 212 

7.2 通用后处理器（POST1） . 213 

7.2.1 将数据结果读入数据库 . 213 

7.2.2 列表显示结果 . 220 

7.2.3 图像显示结果 . 227 

7.2.4 映射结果到某一路径上 . 234 

7.2.5表面操作  239 

7.2.6 将结果旋转到不同坐标系中显示 . 242 

7.3 时间历程后处理器（POST26） . 244 

7.3.1 定义和储存POST26变量  244 

7.3.2 检查变量 . 246 

7.3.3 POST26后处理器的其他功能  249 

7.4 实例导航——导弹发动机药柱模型结果后处理. 250 

7.4.1 通用后处理器 . 250 

7.4.2 时间历程后处理器 . 259 

第8章  静力分析 . 263 

8.1 静力分析概述  264 

8.1.1 结构静力分析简介 . 264 

8.1.2 静力分析的类型 . 265 

8.1.3 静力分析的基本步骤 . 265 

8.2 实例导航——悬臂梁的横向剪切应力分析  266 

8.2.1 问题描述 . 266 

8.2.2  GUI模式 . 266 

8.2.3 命令流方式 . 279 

8.3 实例导航——内六角扳手的静态分析  279 

8.3.1 问题的描述 . 279 

8.3.2 建立模型 . 280 

8.3.3 定义边界条件并求解 . 289 

8.3.4 后处理 . 294 

8.3.5 命令流方式 . 300 

8.4 实例导航——钢桁架桥的静力分析  300 

8.4.1 问题描述 . 300 

8.4.2 GUI模式  301 

8.4.3 命令流实现 . 317 

8.5 实例导航——联轴体的静力分析  317 

8.5.1 问题描述 . 317 

8.5.2 建立模型 . 317 

8.5.3 定义边界条件并求解 . 323 

8.5.4 后处理 . 327 

8.4.5 命令流方式 . 332 

第9章  模态分析 . 333 

9.1 模态分析概述  334 

9.2 模态分析的基本步骤  334 

9.2.1 建立模型 . 334 

9.2.2 加载及求解 . 335 

9.2.3 扩展模态 . 338 

9.2.4后处理  340 

9.3 实例导航——钢桁架桥模态分析  340 

9.3.1 问题描述 . 340 

9.3.2  GUI模式 . 341 

9.3.3 命令流方式 . 345 

9.4 实例导航——小型发电机转子模态分析  345 

9.4.1 问题描述 . 345 

9.4.2 建立模型 . 346 

9.4.3 进行模态分析设置、定义边界条件并求解  351 

9.4.4 后处理 . 354 

9.4.5 命令流方式 . 354 

9.5 实例导航——压电变换器自振频率分析  354 

9.5.1 问题描述 . 354 

9.5.2 GUI模式  355 

9.5.3 命令流方式 . 371 

字符所限未完

  内容简介

本书对ANSYS2020有限元分析的基本思路、操作步骤、应用技巧进行了详细介绍，并结合典型工程应用实例详细讲述了ANSYS的具体应用方法。

本书前7章为操作基础，详细介绍了ANSYS分析的基本步骤和方法：第1章ANSYS概述；第2章几何建模；第3章建模实例；第4章网格划分；第5章施加载荷；第6章求解；第7章后处理。后8章为专题实例，按不同的分析专题讲解了各种分析专题的参数设置方法与技巧：第8章静力分析；第9章模态分析；第10章谐响应分析；第11章瞬态动力学分析；第12章谱分析；第13章结构屈曲分析；第14章非线性分析；第15章接触问题分析。

本书可作为理工科院校相关专业的高年级本科生、研究生及教师学习ANSYS软件的培训教材，也可作为结构分析相关行业的工程技术人员使用ANSYS软件的参考书。