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第1章 FEA与ANSYS1

1.1有限元方法简介1

1.1.1有限单元法概念1

第一篇 基础知识篇1

1.1.2 平面问题有限单元法2

1.1.3空间问题有限单元法5

1.2 ANSYS简介及在机械领域的应用概况5

1.2.1 ANSYS简介5

1.2.2 ANSYS特点与主要功能6

1.2.3 ANSYS在机械领域的应用6

2.1分析方案的制定8

第2章 ANSYS的基本分析步骤8

2.2创建实体模型9

2.2.1实体建模的概念9

2.2.2坐标系9

2.2.3工作平面9

2.2.4图元的绘制、编号及删除11

2.2.5布尔操作15

2.2.6模型的修正19

2.3网格划分24

2.3.1单元属性24

2.3.3网格控制调整30

2.3.2划分网格30

2.4加载和求解36

2.4.1载荷种类36

2.4.2载荷步设置选项46

2.4.3求解47

2.5结果后处理48

2.5.1通用后处理器（POST1）48

2.5.2时间历程后处理器（POST26）58

2.6分析结果的判定70

2.6.1识别分析结果70

2.6.2调试分析结果70

2.6.3误差估计71

第二篇 专题应用篇72

第3章 结构线性静力分析72

3.1线性静力分析的典型求解过程72

3.1.1建立模型72

3.1.2线性静力分析设置和选项73

3.1.3施加静力分析载荷并求解74

3.1.4查看结果79

3.2实例——曲轴的线性静力分析82

3.2.1实例工程背景82

3.2.2分析解决过程83

3.2.3归纳总结93

4.1非线性静力学分析的典型求解过程94

4.1.1建立模型94

第4章 非线性静力分析94

4.1.2材料非线性分析设置和选项95

4.1.3几何非线性分析设置和选项97

4.1.4接触非线性分析设置和选项101

4.1.5施加载荷和边界条件116

4.1.6查看结果116

4.2实例——管道阀门材料非线性分析117

4.2.1实例工程背景117

4.2.2分析解决过程117

4.2.3归纳总结125

4.3.2分析解决过程126

4.3.1实例工程背景126

4.3实例——齿轮接触非线性分析126

4.3.3归纳总结138

第5章 结构动力学分析139

5.1动力学分析的典型求解过程139

5.1.1建立模型139

5.1.2设置分析类型和选项139

5.1.3施加动力分析载荷并求解149

5.1.4查看结果161

5.2实例——摩托车车架模态分析163

5.2.1实例工程背景163

5.2.2分析解决过程164

5.3.1实例工程背景175

5.3实例——摩托车瞬态响应分析175

5.2.3归纳总结175

5.3.2分析解决过程176

5.3.3归纳总结191

第6章 热分析192

6.1热分析的典型求解过程192

6.1.1建立模型192

6.1.2设置分析类型和选项193

6.1.3施加热分析载荷并求解196

6.1.4查看结果202

6.2实例——散热片的稳态热分析203

6.2.1实例工程背景203

6.2.2分析解决过程204

6.2.3归纳总结214

6.3实例——彩色显像管的瞬态热分析214

6.3.1实例工程背景214

6.3.2分析解决过程215

6.3.3归纳总结236

第7章 流体动力学分析238

7.1流体动力学分析的典型求解过程238

7.1.1建立模型238

7.1.2施加边界条件和载荷238

7.1.3设定分析选项和求解控制243

7.1.4查看结果258

7.2.2分析解决过程260

7.2.1实例工程背景260

7.2实例——导流管二维流体分析260

7.2.3归纳总结273

7.3实例——搅拌棒三维流体分析273

7.3.1实例工程背景273

7.3.2分析解决过程273

7.3.3归纳总结289

第8章 耦合场分析290

8.1物理环境间接耦合方法典型求解过程290

8.1.1建立模型291

8.1.2创建物理环境292

8.1.3读入物理环境文件并依次进行分析293

8.2手工间接耦合方法典型求解过程295

8.2.1求解热分析模型295

8.2.2切换到结构分析295

8.2.3求解结构分析模型297

8.3实例——换热器热应力耦合分析300

8.3.1实例工程背景300

8.3.2分析解决过程300

8.3.3归纳总结321

9.1.1总体坐标系323

9.1坐标系专题323

9.1.2局部坐标系323

第9章 前处理专题323

第三篇 提高篇323

9.1.3节点坐标系325

9.1.4单元坐标系326

9.1.5结果坐标系327

9.1.6显示坐标系328

9.1.7坐标系小结328

9.2单位制专题329

9.3非线性材料定义专题331

9.3.1材料定义基础知识332

9.3.2超弹性材料的定义333

9.3.3塑性材料的定义335

9.3.4粘弹性材料的定义337

9.4网格划分控制专题338

9.4.1混合分网功能338

9.4.2映射网格划分341

9.4.3网格划分精度346

9.5载荷施加专题349

9.5.1时变载荷加载问题349

9.5.2函数加载问题350

9.5.3移动载荷问题358

9.5.4多载荷工况组合问题361

9.6耦合和约束方程365

9.6.1耦合问题366

9.6.2约束方程问题368

9.7接口技术专题372

9.7.1 ANSYS与IGES数据接口373

9.7.2 ANSYS与Pro/E376

9.7.3 ANSYS与UG378

9.7.4 ANSYS与AutoCAD379

9.7.5 ANSYS与Parasolids380

9.7.6 ANSYS与CATIAV4381

9.7.7 ANSYS与CATIAV5382

第10章 求解控制专题383

10.1计算速度的控制383

10.1.1计算规模的控制383

10.1.2求解器的选用387

10.1.3计算容差的控制387

10.2.1增强收敛通用控制388

10.2非线性不收敛的控制388

10.2.2增强收敛其他控制390

10.3计算中途退出的控制391

10.3.1自由度值溢出控制391

10.3.2收敛失效退出控制392

10.3.3软件硬件环境设置控制392

10.4求解器的选用395

10.4.1 Sparse Solver（稀疏矩阵求解器）396

10.4.2 Frontal Solver（波前求解器）396

10.4.3 PCG Solver（预条件共轭梯度求解器）397

10.4.4 JCG Solver（雅可比共轭梯度求解器）397

10.4.6 Automatic Iterative Solver（自动迭代求解器）398

10.4.5 ICCG Solver（不完全乔列夫斯基共轭梯度求解器）398

第11章 后处理专题399

11.1作用力和反作用力的查看399

11.1.1约束反力的查看399

11.1.2接触反力的查看402

11.1.3命令流查看反力404

11.2刚度和质量矩阵提取404

11.2.1总体刚度和质量矩阵提取404

11.2.2单元刚度和质量矩阵提取407

11.3路径操作408

11.3.1定义路径408

11.3.2修改、删除和显示路径410

11.3.3映射数据到路径411

11.3.4显示路径数据413

11.3.5路径数据运算416

11.4截面结果的查看417

11.4.1实体结构截面结果查看417

11.4.2梁、壳结构截面结果查看420

11.5图形和动画显示结果425

11.5.1图形显示模式425

11.5.2图形显示风格控制427

11.5.3图形显示结果保存431

11.5.4动画显示结果433

参考文献435