內容簡介
《ANSYS有限元基礎教程》是有限元法的入門教材，簡明易學，堅持理論與實踐的結合，強調實用性和可操作性。全書分為兩篇，第1篇由第1～4章組成，介紹有限元法的基本理論和分析過程；第2篇由第5～11章組成，介紹ANSYS軟體的操作及工程套用。其主要內容包括有限元法的基本理論、平面問題的有限元法、空間問題和軸對稱問題的有限元法、等參數單元、ANSYS軟體的實體建模技術、格線劃分技術、施載入荷與求解、結果後處理技術及工程套用實例。為了兼顧缺乏彈性力學知識的讀者，在第1章對有限元法中涉及的彈性力學基本知識進行了簡要介紹。同時，還免費為採用《ANSYS有限元基礎教程》授課的教師提供電子課件。
圖書目錄
第1章 緒論 （1）
1.1 有限元法的產生 （1）
1.1.1 有限元法的發展過程 （1）
1.1.2 有限元法的基本思想 （2）
1.1.3 有限元法的特點 （3）
1.2 有限元法的基本步驟 （4）
1.3 有限元法的套用 （5）
1.3.1 有限元法的套用領域 （5）
1.3.2 有限元法在產品開發中的套用 （6）
1.4 彈性力學基本知識 （7）
1.4.1 彈性力學的基本假設 （7）
1.4.2 彈性力學的基本變數 （8）
1.4.3 彈性力學的基本方程 （11）
1.4.4 彈性問題的能量原理 （13）
1.4.5 彈性力學的平面問題 （15）
習題 （19）
第2章 平面問題的有限元法 （20）
2.1 結構的離散化 （20）
2.2 單元分析 （21）
2.2.1 位移函式 （22）
2.2.2 單元應變 （25）
2.2.3 單元應力 （26）
2.2.4 單元剛度矩陣 （27）
2.3 整體分析 （29）
2.4 有限元法解題過程與算例 （35）
2.5 單元等效節點力 （40）
2.6 邊界條件的處理 （42）
2.7 計算結果的整理 （43）
2.8 矩形單元 （44）
2.8.1 位移函式 （45）
2.8.2 單元應變 （46）
2.8.3 單元應力 （46）
2.8.4 單元剛度矩陣 （47）
2.8.5 單元等效節點力 （47）
2.8.6 整體平衡方程 （47）
2.8.7 矩形單元與三角形單元比較 （48）
2.8.8 解答的收斂性 （48）
習題 （48）
第3章 空間問題和軸對稱問題有限元法 （52）
3.1 空間問題的特點 （52）
3.2 採用四面體單元解一般空間問題 （52）
3.2.1 結構離散化 （52）
3.2.2 單元位移函式 （53）
3.2.3 單元的應變與應力 （54）
3.2.4 單元剛度矩陣 （55）
3.2.5 單元等效節點力 （56）
3.3 軸對稱問題的有限元法 （57）
3.3.1 軸對稱問題定義 （57）
3.3.2 基本變數和基本方程 （58）
3.3.3 軸對稱問題單元分析 （59）
習題 （65）
第4章 等參數單元與數值積分 （67）
4.1 等參數單元的基本概念 （68）
4.2 平面8節點四邊形等參數單元 （69）
4.2.1 單元位移函式 （70）
4.2.2 單元應變 （72）
4.2.3 單元應力 （74）
4.2.4 單元剛度矩陣 （74）
4.3 空間20節點六面體等參數單元 （75）
4.3.1 單元位移函式 （76）
4.3.2 單元應變 （77）
4.3.3 單元應力 （79）
4.3.4 單元剛度矩陣 （79）
4.3.5 單元等效節點力 （81）
4.4 高斯求積法 （82）
習題 （85）
第5章 ANSYS軟體簡介 （86）
5.1 ANSYS概述 （86）
5.2 ANSYS啟動、退出與GUI環境 （87）
5.2.1 ANSYS啟動 （87）
5.2.2 ANSYS互動界面環境組成 （87）
5.2.3 退出ANSYS （87）
5.3 ANSYS常用選單與對話框操作 （88）
5.3.1 主選單 （88）
5.3.2 工具選單 （89）
5.3.3 繪圖選單 （89）
5.3.4 輸入視窗 （90）
5.3.5 快捷功能圖示按鈕 （90）
5.3.6 工具條按鈕 （90）
5.3.7 可見/隱藏按鈕 （90）
5.3.8 對話框執行按鈕 （91）
5.3.9 圖形變換對話框 （91）
5.3.10 圖形拾取 （93）
5.4 ANSYS檔案操作 （94）
5.4.1 新分析相關檔案及其操作 （94）
5.4.2 ANSYS檔案重命名、複製與刪除 （96）
5.4.3 導入與導出幾何檔案 （96）
5.5 ANSYS的坐標系與工作平面 （97）
5.5.1 總體坐標系 （97）
5.5.2 局部坐標系 （97）
5.5.3 工作平面 （99）
5.5.4 激活坐標系（當前坐標系） （102）
5.6 ANSYS標準有限元分析過程 （103）
5.6.1 ANSYS有限元求解的基本步驟 （103）
5.6.2 ANSYS標準求解過程實例 （104）
習題 （112）
第6章 實體建模技術 （114）
6.1 實體建模概述 （114）
6.1.1 ANSYS實體建模的思路 （114）
6.1.2 ANSYS實體建模選單系統簡介 （115）
6.2 創建基本幾何對象 （115）
6.2.1 關鍵點、硬點及其創建方法 （115）
6.2.2 線的類型與創建方法 （117）
6.2.3 面的類型與創建方法 （119）
6.2.4 體的類型與創建方法 （122）
6.3 布爾運算 （126）
6.4 拖拉 （129）
6.5 編輯功能 （130）
6.5.1 縮放 （130）
6.5.2 移動 （131）
6.5.3 複製 （132）
6.5.4 鏡像 （133）
6.5.5 編輯操作綜合訓練 （134）
6.6 合併重合幾何對象 （135）
6.7 刪除幾何對象 （136）
習題 （137）
第7章 格線劃分與創建有限元模型技術 （139）
7.1 格線劃分過程 （139）
7.1.1 ANSYS創建有限元模型的方法 （139）
7.1.2 格線劃分基本過程 （139）
7.1.3 定義單元類型 （140）
7.1.4 定義單元實常數 （142）
7.1.5 定義材料屬性 （144）
7.2 格線劃分控制 （146）
7.2.1 格線劃分工具 （147）
7.2.2 SmartSize格線劃分控制 （148）
7.2.3 尺寸控制 （149）
7.2.4 單元形狀控制 （151）
7.2.5 格線劃分器選擇 （151）
7.3 清除實體模型上的格線 （152）
習題 （152）
第8章 施載入荷與求解 （154）
8.1 分析類型與求解過程 （154）
8.1.1 單載荷步求解過程 （154）
8.1.2 選擇分析類型 （155）
8.2 載荷與載荷步選項 （155）
8.2.1 載荷分類 （155）
8.2.2 設定載荷步選項 （156）
8.2.3 施載入荷的途徑 （156）
8.2.4 載荷顯示 （157）
8.3 施加結構載荷 （157）
8.3.1 施加位移約束 （158）
8.3.2 施加集中力載荷 （160）
8.3.3 施加表面載荷 （161）
8.3.4 施加體載荷 （164）
8.3.5 施加慣性載荷 （165）
8.3.6 施加特殊載荷 （165）
8.4 求解控制 （166）
8.4.1 求解控制的Basic選項卡 （166）
8.4.2 選擇合適的求解器 （167）
8.5 多載荷步求解 （168）
8.6 中斷和重新啟動求解過程 （168）
習題 （169）
第9章 通用後處理技術 （170）
9.1 後處理器、結果檔案與結果數據 （170）
9.1.1 後處理器 （170）
9.1.2 結果檔案 （170）
9.1.3 結果數據 （170）
9.1.4 通用後處理一般步驟及常用技術 （171）
9.2 選擇結果檔案與結果數據 （171）
9.3 查看結果檔案包含的結果序列 （172）
9.4 讀入用於後處理的結果序列 （172）
9.5 結果輸出方式控制 （173）
9.6 繪製變形圖 （174）
9.7 繪製等值線圖 （175）
9.8 抓取結果顯示圖片 （177）
9.9 動畫顯示結果 （177）
習題 （178）
第10章 時間歷程後處理技術 （179）
10.1 定義和存儲變數 （179）
10.1.1 變數定義 （179）
10.1.2 變數存儲 （181）
10.1.3 變數導入 （182）
10.2 變數的操作 （182）
10.2.1 數學運算 （182）
10.2.2 變數與數組相互賦值 （183）
10.2.3 數據平滑 （185）
10.2.4 生成回響頻譜 （185）
10.3 查看變數 （186）
10.3.1 繪製變數曲線 （186）
10.3.2 列表顯示變數 （187）
10.4 動畫技術 （188）
10.4.1 直接生成動畫 （188）
10.4.2 通過動畫幀顯示動畫 （189）
習題 （190）
第11章 ANSYS有限元分析實例 （191）
11.1 結構靜力分析實例 （191）
11.1.1 鋼支架靜力分析 （191）
11.1.2 懸臂樑幾何非線性分析 （196）
11.1.3 轉輪軸對稱結構靜力分析 （200）
11.2 結構動力分析實例 （211）
11.2.1 ANSYS動力分析簡介 （211）
11.2.2 飛機機翼模態分析 （212）
11.2.3 鋼樑瞬態動力分析 （216）
11.2.4 彈簧質量系統諧回響分析 （224）
習題 （229）
參考文獻 （230）
