內容介紹
ANSYS軟體是融結構、熱、流體、電磁、聲學於一體的大型通用有限元軟體，它廣泛套用於核工業、鐵道、石油化工、航空航天、機械製造、能源、汽車交通、國防、軍工、電子、土水工程、造船、生物醫學、輕工、地礦、水利、日用家電等工業及科學研究中。
本書通過大量的實例介紹了ANSYS 8.1軟體的基本使用方法，包括建模、格線劃分、施加荷載、求解及後處理等；進而介紹了用ANSYS進行有限元分析過程中常用的高級分析方法，如非線性靜力分析、模態分析、瞬態動力分析、熱力學分析、最佳化設計等；另外 ，本書還對ANSYS參數化程式語言APDL作了初步闡述，力圖使讀者對這種強大的語言有初步的認識。
讀者對象
本書適用於剛剛接觸ANSYS軟體的初級用戶，書中介紹了大量例子也可供高級用戶參考。
光碟內容：本書所涉及重點案例的多媒體視頻演示，並配有語音講解。書中所講述實例的資料庫檔案及用於操作練習的例子檔案。
目錄
第1章ANSYS8.1簡介 1
1.1ANSYS8.1軟體介紹 1 1.1.1ANSYS的發展 1 1.1.2ANSYS功能簡介 1 1.1.3ANSYS8.1的新特性 3 1.2安裝和啟動ANSYS8.1 3 1.2.1安裝ANSYS8.1 3 1.2.2啟動 6 1.3ANSYS8.1常用圖形界面 7 1.3.1套用選單 8 1.3.2工具條 8 1.3.3輸入視窗 8 1.3.4主選單 9 1.3.5圖形視窗 9 1.3.6視圖工具列 9 1.3.7輸出視窗 9 1.4第一個有限元分析實戰 10 1.4.1有限元法的基本架構 10 1.4.2提出問題 11 1.4.3定義參數 12 1.4.4創建幾何模型 17 1.4.5劃分格線 19 1.4.6載入數據 21 1.4.7求解 21 1.4.8結果分析 23 1.5ANSYS8.1程式結構分析 25 1.5.1ANSYS8.1架構 25 1.5.2ANSYS8.1檔案格式 27 1.6小結 28 1.7習題 28 第2章建立有限元模型 30 2.1坐標系與工作平面 30 2.1.1全局坐標系和局部坐標系 30 2.1.2顯示坐標系 34 2.1.3節點坐標系 35 2.1.4單元坐標系 36 2.1.5結果坐標系 37 2.1.6工作平面 37 2.2節點定義 40 2.2.1生成節點 41 2.2.2節點填充及複製 42 2.2.3查看節點 43 2.2.4刪除節點 45 2.2.5移動節點 46 2.3單元定義 47 2.3.1定義單元類型 47 2.3.2定義實常數 49 2.3.3定義材料特性 50 2.3.4生成單元 50 2.4小結 53 2.5習題 53 第3章實體模型的建立 55 3.1實體模型概述 55 3.2自底向上建模 56 3.2.1定義關鍵點 57 3.2.2選擇、查看和刪除關鍵點 59 3.2.3定義線 61 3.2.4選擇、查看和刪除線 64 3.2.5定義面 65 3.2.6選擇、查看和刪除面 66 3.2.7定義體 67 3.2.8選擇、查看和刪除體 68 3.3自頂向下建模 69 3.3.1建立矩形面原始對象 69 3.3.2建立圓或環形面原始對象 70 3.3.3建立正多邊形面原始對象 71 3.3.4建立長方體原始對象 72 3.3.5建立柱體原始對象 73 3.3.6建立多稜柱原始對象 75 3.3.7建立球體或部分球體原始對象 75 3.3.8建立錐體或圓台原始對象 76 3.3.9建立環體或部分環體原始對象 77 3.4布爾運算 77 3.4.1布爾運算的基礎設定 77 3.4.2交運算 79 3.4.3加運算 82 3.4.4減運算 82 3.4.5工作平面減運算 87 3.4.6搭接 87 3.4.7分割 88 3.4.8粘接（或合併） 89 3.5編輯圖元 90 3.5.1移動圖元 91 3.5.2複製圖元 91 3.5.3鏡像圖元 92 3.5.4縮放圖元 93 3.5.5將圖元轉換坐標系 93 3.6運用組件和部件 94 3.6.1組件和部件的操作 94 3.6.2通過組件和部件選擇實體 96 3.7小結 96 3.8習題 97 第4章 格線劃分 984.1 格線劃分的過程 98
4.1.1 定義單元類型 98
4.1.2 定義實常數 101
4.1.3 定義材料參數 104
4.2 格線劃分控制 108
4.2.1 格線劃分工具 109
4.2.2 Smartsize格線劃分控制 111
4.2.3 尺寸控制 113
4.2.4 單元形狀控制 116
4.2.5 格線劃分器選擇 116
4.3 實體模型格線劃分 121
4.3.1 關鍵點格線劃分 121
4.3.2 線格線劃分 122
4.3.3 面格線劃分 122
4.3.4 體格線劃分 123
4.3.5 格線修改 126
4.4 格線檢查 128
4.4.1 設定形狀檢查選項 128
4.4.2 設定形狀限制參數 129
4.4.3 確定格線質量 130
4.5 自適應格線 131
4.6 小結 135
4.7 習題 135
第5章 載入與求解 137
5.1 載荷和載荷步 137
5.1.1 載荷分類 137
5.1.2 載荷步、子步和平衡疊代 138
5.1.3 載荷的顯示 138
5.1.4 載荷步選項 139
5.2 位移約束 140
5.2.1 約束操作 141
5.2.2 對稱和反對稱約束 143
5.2.3 耦合自由度 144
5.2.4 約束方程 146
5.3 集中載荷 146
5.3.1 施加力和力矩 147
5.3.2 重複設定力和力矩 147
5.3.3 縮放力和力矩 148
5.3.4 轉換力和力矩 148
5.4 表面載荷 149
5.4.1 基本操作 149
5.4.2 梁單元上的壓力載荷 150
5.4.3 指定斜率 152
5.4.4 函式載入 153
5.4.5 表面效應單元 156
5.5 體載荷 156
5.5.1 施加體載荷 156
5.5.2 慣性載荷 157
5.6 特殊載荷 157
5.6.1 耦合場載荷 158
5.6.2 軸對稱載荷 158
5.7 求解 159
5.7.1 選擇合適的求解器 159
5.7.2 求解多步載荷 160
5.7.3 中斷和重新啟動 162
5.8 計運行時間和檔案大小 163
5.9 小結 165
5.10 習題 165
第6章 通用後處理器 167
6.1 後處理器概述 167
6.1.1 讀取結果數據 167
6.1.2 數據替換與追加 170
6.1.3 選擇結果數據 170
6.1.4 輸出控制 171
6.2 圖形顯示 172
6.2.1 繪製變形圖 172
6.2.2 繪製等值線圖 174
6.2.3 繪製矢量圖 176
6.2.4 繪製粒子軌跡圖 178
6.2.5 繪製破裂圖和壓碎圖 179
6.3 單元表 180
6.3.1 定義單元表 180
6.3.2 單元表的操作 182
6.3.3 顯示單元表 182
6.4 使用路徑 184
6.4.1 定義路徑 184
6.4.2 觀察沿路徑結果 186
6.4.3 進行沿路徑數學運算 189
6.5 載荷工況 189
6.5.1 定義載荷工況 190
6.5.2 載荷工況的讀寫 190
6.5.3 載荷工況數學運算 191
6.6 小結 192
6.7 習題 192
第7章 時間歷程後處理器 193
7.1 定義和存儲變數 193
7.1.1 變數定義 193
7.1.2 變數存儲 195
7.1.3 變數的導入 197
7.2 變數的操作 197
7.2.1 數學運算 197
7.2.2 變數與數組相互賦值 198
7.2.3 數據平滑 200
7.2.4 生成回響頻譜 202
7.3 查看變數 202
7.3.1 圖形顯示 202
7.3.2 列表顯示 205
7.4 動畫技術 207
7.4.1 直接生成動畫 207
7.4.2 通過動畫幀顯示動畫 208
7.4.3 動畫播放 210
7.5 小結 210
7.6 習題 211
第8章 ANSYS參數化設計語言（APDL） 212
8.1 APDL簡介 212
8.2 使用參數 213
8.2.1 標量參數 213
8.2.2 數組參數 216
8.2.3 數組參數的定義 216
8.2.4 數組參數的賦值 217
8.2.5 數組的圖形顯示 222
8.2.6 參數表達式 224
8.2.7 數學函式 225
8.3 使用工具條 226
8.3.1 工具條基本操作 226
8.3.2 嵌套按鈕 228
8.4 APDL宏語言 229
8.4.1 宏的創建 230
8.4.2 宏的運行 232
8.4.3 APDL程式控制 233
8.4.4 設定用戶互動界面 237
8.5 小結 241
8.6 習題 242
第9章 結構靜力分析 243
9.1 結構分析概述 243
9.2 結構線性靜力分析 244
9.2.1 線性靜力分析基礎 244
9.2.2 線性靜力分析實例 244
9.3 結構非線性分析 252
9.3.1 幾何非線性分析 253
9.3.2 幾何非線性分析實例 254
9.3.3 材料非線性分析 258
9.3.4 材料非線性分析實例 259
9.4 小結 264
9.5 習題 264
第10章 ANSYS 8.1動態分析 266
10.1 模態分析 266
10.1.1 模態分析簡介 266
10.1.2 模態分析步驟 267
10.1.3 模態分析實例 270
10.2 瞬時動態分析 278
10.2.1 瞬態動力分析簡介 278
10.2.2 瞬態動力分析步驟 278
10.2.3 瞬態動力分析實例 281
10.3 諧波回響分析 288
10.3.1 諧波回響分析簡介 288
10.3.2 諧波回響分析步驟 288
10.3.3 諧波回響分析實例 290
10.4 小結 295
10.5 習題 295
第11章 ANSYS 8.1熱力學分析 297
11.1 熱分析的基礎知識 297
11.1.1 符號與單位 297
11.1.2 傳熱學經典理論回顧 298
11.1.3 熱傳遞的方式 298
11.2 穩態熱分析 300
11.2.1 穩態傳熱的定義 300
11.2.2 熱分析的單元 300
11.2.3 ANSYS穩態熱分析的基本過程 300
11.2.4 穩態熱分析實例 303
11.3 瞬態熱分析 309
11.3.1 瞬態傳熱分析的定義 309
11.3.2 瞬態熱分析中的單元及命令 309
11.3.3 ANSYS瞬態熱分析的主要步驟 310
11.3.4 瞬態熱分析實例 312
11.4 小結 320
11.5 習題 320
第12章 最佳化設計 322
12.1 最佳化設計基本概念 322
12.2 最佳化設計的步驟 324
12.2.1 生成分析檔案 324
12.2.2 建立最佳化參數 328
12.2.3 指定分析檔案 328
12.2.4 聲明最佳化變數 328
12.2.5 選擇最佳化工具和方法 331
12.2.6 指定最佳化循環控制方式 332
12.2.7 進行最佳化分析 333
12.2.8 查看最佳化結果 334
12.3 基本最佳化方法和工具 336
12.3.1 單步運行法 336
12.3.2 隨機搜尋法 337
12.3.3 乘子評估法 337
12.3.4 等步長搜尋法 337
12.3.5 最優梯度法 337
12.3.6 零階方法 338
12.3.7 一階方法 339
12.4 最佳化設計實例 339
12.4.1 問題描述 339
12.4.2 GUI操作步驟 340
12.4.3 命令流方式 348
12.5 小結 351
12.6 習題 351
附錄 353
