ANSYS 18.0有限元分析从入门到精通（升级版）

　　本书采用GUI界面操作与APDL命令相互对照的方式，从基础知识、专题技术两个层面详细地阐述ANSYS 18.0有限元软件的使用方法和技巧。本书自始至终采用实例作引导，内容系统完整，且每章又相对独立，是一本简明的ANSYS读本。全书分为基础知识和专题技术两部分，共22章。基础知识部分（第1～7章），讲解了使用ANSYS进行有限元分析的基本流程与方法、ANSYS建模、网格划分、边界条件定义、求解、后处理等知识；专题技术部分（第8～22章），根据工程应用的实际经验，介绍大量高级应用知识，包括ANSYS结构静力学分析、模态分析、谐响应分析、瞬态动力学分析、谱分析、稳态热分析、瞬态热分析、电磁场分析、多物理场耦合分析、几何非线性分析、接触问题、“生死”单元技术、复合材料分析、薄膜结构分析、参数化与优化设计等。 本书以实用为宗旨，深入浅出，实例引导，讲解翔实，适合作为理工科高等院校本科生、研究生的教学用书，也可作为广大科研工程技术人员的技术参考书。

　　CAX技术联盟是由计算机辅助技术领域的专业人员组成，包括来自于中国科学院、清华大学、北京航空航天大学、北京理工大学等高校科研机构以及航空航天、兵器工业、建筑设计院、核工业等工业集团的从业人员。联盟成员均毕业于国内外著名高校，拥有硕士、博士学历，在教学科研第一线，拥有较高的学术专业水平。本联盟已经和正在推出计算机辅助技术领域的科技图书，以提高国内计算机辅助技术领域的水平。

目 录
第一部分 基础知识
第1章 绪论\t1
1．1 有限元法概述\t1
1．1．1 有限元法分析过程\t1
1．1．2 有限元的方法和理论手段\t3
1．2 ANSYS 18．0简介\t4
1．2．1 ANSYS启动与退出\t4
1．2．2 ANSYS操作界面\t4
1．2．3 ANSYS文件管理\t7
1．2．4 ANSYS分析流程\t8
1．2．5 分析实例入门\t9
1．3 本章小结\t14
第2章 APDL基础应用\t15
2．1 APDL参数\t15
2．1．1 参数的概念与类型\t15
2．1．2 参数命名规则\t16
2．1．3 参数的定义与复制操作\t16
2．1．4 参数的删除操作\t17
2．1．5 数组参数\t17
2．2 APDL的流程控制\t19
2．2．1 *GO分支语句\t19
2．2．2 *IF分支语句\t19
2．2．3 *DO循环语句\t19
2．2．4 *DOWHILE循环语句\t20
2．3 宏文件\t20
2．3．1 创建宏文件\t20
2．3．2 调用宏文件\t21
2．4 运算符、函数与函数编辑器\t21
2．5 本章小结\t22
第3章 实体建模\t23
3．1 实体建模操作概述\t23
3．2 用自下向上的方法建模\t25
3．3 自顶向下法\t29
3．4 外部程序导入模型\t32
3．5 常用建模命令汇总\t36
3．6 实体模型的建立\t37
3．7 本章小结\t44
第4章 划分网格\t45
4．1 定义单元属性\t45
4．2 设置网格划分控制\t49
4．2．1 智能网格划分\t49
4．2．2 全局单元尺寸控制\t51
4．2．3 默认单元尺寸控制\t51
4．2．4 关键点尺寸控制\t52
4．2．5 线尺寸控制\t53
4．2．6 面尺寸控制\t54
4．2．7 单元尺寸定义命令的优先顺序\t55
4．2．8 完成划分\t55
4．3 网格的修改\t56
4．3．1 清除网格\t56
4．3．2 网格的局部细化\t57
4．3．3 层状网格划分\t59
4．4 高级网格划分技术\t59
4．4．1 单元选择\t60
4．4．2 映射网格\t61
4．4．3 扫掠网格\t63
4．4．4 拉伸网格\t63
4．5 划分网格命令汇总\t63
4．6 本章小结\t65
第5章 加载\t67
5．1 载荷与载荷步\t67
5．1．1 载荷\t67
5．1．2 载荷步\t68
5．2 加载方式\t69
5．2．1 实体加载的特点\t69
5．2．2 有限元模型的加载特点\t69
5．3 施加载荷\t70
5．4 齿轮泵模型的加载\t82
5．5 耦合与约束方程\t84
5．5．1 耦合\t84
5．5．2 约束方程\t85
5．6 本章小结\t87
第6章 求解\t88
6．1 求解综述\t88
6．2 例题\t91
6．3 求解命令汇总\t92
6．4 本章小结\t93
第7章 后处理\t94
7．1 通用后处理器\t94
7．1．1 结果文件\t94
7．1．2 结果输出\t97
7．1．3 结果处理\t110
7．1．4 结果查看器\t113
7．2 时间历程后处理器\t114
7．2．1 时间历程变量浏览器\t114
7．2．2 定义变量\t117
7．2．3 显示变量\t118
7．3 本章小结\t119
第二部分 专题技术
第8章 结构静力分析\t120
8．1 结构分析概述\t120
8．1．1 结构分析的定义\t120
8．1．2 静力学分析的基本概念\t121
8．1．3 结构静力学分析的方法\t121
8．2 开孔平板静力分析\t124
8．2．1 问题描述\t124
8．2．2 设置分析环境\t124
8．2．3 定义单元与材料属性\t125
8．2．4 建立模型\t127
8．2．5 划分网格\t129
8．2．6 施加边界条件\t130
8．2．7 求解\t134
8．2．8 显示变形图\t135
8．2．9 显示结果云图\t135
8．2．10 查看矢量图\t139
8．2．11 查看约束反力\t140
8．2．12 查询危险点坐标\t141
8．3 平面应力分析\t142
8．3．1 问题描述\t142
8．3．2 设置分析环境\t142
8．3．3 定义几何参数\t143
8．3．4 选择单元\t144
8．3．5 定义实常数\t145
8．3．6 定义材料属性\t146
8．3．7 创建实体模型\t147
8．3．8 设定网格尺寸并划分网格\t149
8．3．9 施加载荷并求解\t151
8．3．10 求解\t153
8．3．11 查看分析结果\t153
8．3．12 命令流\t157
8．4 本章小结\t158
第9章 模态分析\t159
9．1 模态分析的基本假设\t159
9．2 模态分析方法\t159
9．3 立体桁架结构模态分析\t164
9．3．1 问题描述\t164
9．3．2 分析\t165
9．3．3 设置环境变量\t165
9．3．4 设置材料属性\t166
9．3．5 创建几何模型\t167
9．3．6 划分网格\t170
9．3．7 施加约束\t171
9．3．8 设置分析类型\t171
9．3．9 设置分析选项\t172
9．3．10 求解\t173
9．3．11 观察固有频率结果\t173
9．3．12 读入数据结果\t173
9．3．13 观察振型等值线结果\t174
9．3．14 命令流\t176
9．4 本章小结\t178
第10章 谐响应分析\t179
10．1 谐响应分析应用\t179
10．2 两自由度系统谐响应分析\t184
10．2．1 问题描述\t184
10．2．2 设置环境变量\t184
10．2．3 设置材料属性\t185
10．2．4 建立模型\t186
10．2．5 划分网格\t187
10．2．6 加载\t188
10．2．7 求解\t189
10．2．8 后处理\t189
10．2．9 命令流\t190
10．3 本章小结\t191
第11章 瞬态动力学分析\t192
11．1 概述\t192
11．2 斜拉悬臂梁结构瞬态响应分析\t198
11．2．1 问题描述\t198
11．2．2 设置环境变量\t198
11．2．3 设置材料属性\t199
11．2．4 建立模型\t200
11．2．5 划分网格\t201
11．2．6 施加载荷\t202
11．2．7 求解\t204
11．2．8 后处理\t204
11．3 本章小结\t205
第12章 谱分析\t206
12．1 ANSYS谱分析概述\t206
12．2 三角平台结构地震响应分析\t211
12．2．1 问题描述\t211
12．2．2 分析\t212
12．2．3 设置环境变量\t212
12．2．4 设置材料属性\t213
12．2．5 建立模型\t214
12．2．6 划分网格\t215
12．2．7 施加载荷\t216
12．2．8 求解\t217
12．2．9 观察结果\t220
12．3 本章小结\t221
第13章 热分析\t222
13．1 热分析介绍\t222
13．1．1 热分析的类型\t222
13．1．2 热分析的基本过程\t222
13．2 热―应力耦合分析实例\t224
13．2．1 问题描述\t224
13．2．2 设置环境变量\t225
13．2．3 设置材料属性\t226
13．2．4 建模\t228
13．2．5 网格划分\t228
13．2．6 加载\t229
13．2．7 求解\t231
13．2．8 后处理\t233
13．3 本章小结\t234
第14章 电磁场分析\t235
14．1 磁场分析\t235
14．2 电场分析\t237
14．3 屏蔽带状传输线静电场分析\t238
14．3．1 问题描述\t238
14．3．2 设置环境变量\t238
14．3．3 设置材料属性\t239
14．3．4 建模\t240
14．3．5 划分网格\t241
14．3．6 加载\t242
14．3．7 求解\t244
14．3．8 后处理\t244
14．4 本章小结\t247
第15章 多物理场耦合分析\t248
15．1 概述\t248
15．1．1 顺序耦合\t248
15．1．2 直接耦合分析\t249
15．2 双层金属簧片耦合场分析\t249
15．2．1 问题描述\t249
15．2．2 设置环境变量\t250
15．2．3 设置材料属性\t250
15．2．4 建模\t252
15．2．5 划分网格\t253
15．2．6 加载\t253
15．2．7 求解\t254
15．2．8 后处理\t255
15．3 本章小结\t257
第16章 非线性静力分析\t258
16．1 概述\t258
16．1．1 非线性问题的分类\t258
16．1．2 牛顿-拉森方法\t260
16．1．3 非线性求解的组织级别\t261
16．1．4 非线性瞬态过程的分析\t264
16．2 实例分析一\t273
16．2．1 问题描述\t273
16．2．2 分析\t273
16．2．3 设置环境变量\t274
16．2．4 设置属性\t274
16．2．5 建模\t275
16．2．6 划分网格\t276
16．2．7 加载\t276
16．2．8 求解\t278
16．2．9 后处理\t279
16．2．10 命令流\t282
16．3 实例分析二\t283
16．3．1 问题描述\t283
16．3．2 环境变量设置\t283
16．3．3 设置属性\t283
16．3．4 建模\t285
16．3．5 网格划分\t285
16．3．6 加载\t286
16．3．7 求解\t287
16．3．8 后处理\t288
16．3．9 命令流\t291
16．4 本章小结\t293
第17章 接触问题\t294
17．1 概述\t294
17．2 齿轮接触分析\t295
17．2．1 问题描述\t295
17．2．2 设置环境变量\t296
17．2．3 设置属性\t297
17．2．4 建立模型\t298
17．2．5 对齿面划分网格\t304
17．2．6 定义接触对\t304
17．2．7 施加位移边界\t306
17．2．8 求解\t308
17．2．9 后处理\t309
17．3 并列放置两个圆柱体的接触问题\t311
17．3．1 问题描述\t311
17．3．2 分析\t311
17．3．3 设置分析环境\t312
17．3．4 设置属性\t312
17．3．5 建立模型\t314
17．3．6 网格划分\t316
17．3．7 定义约束\t319
17．3．8 加载\t320
17．3．9 求解\t322
17．3．10 后处理\t322
17．4 本章小结\t324
第18章 “生死”单元\t325
18．1 概述\t325
18．1．1 “生死”单元的基本概念\t325
18．1．2 单元“生死”技术的使用\t326
18．2 焊接过程模拟\t328
18．2．1 问题描述\t328
18．2．2 定义材料参数\t328
18．2．3 建立模型\t330
18．2．4 生成钢板的单元\t331
18．2．5 加载\t332
18．2．6 求解\t334
18．2．7 查看图形结果\t339
18．3 本章小结\t340
第19章 复合材料分析\t342
19．1 复合材料的相关概念\t342
19．2 建立复合材料模型\t343
19．2．1 选择合适的单元类型\t343
19．2．2 定义材料的叠层结构\t344
19．2．3 定义失效准则\t347
19．2．4 应遵循的建模和后处理规则\t348
19．3 复合材料分析实例\t350
19．3．1 问题描述\t350
19．3．2 定义单元类型、实常数及材料特性\t351
19．3．3 建立有限元模型\t353
19．3．4 划分网格\t354
19．3．5 添加约束和载荷\t355
19．3．6 求解\t357
19．3．7 后处理\t357
19．3．8 命令流\t360
19．4 本章小结\t361
第20章 机械零件分析\t362
20．1 扳手的静力分析\t362
20．1．1 问题描述\t362
20．1．2 设置分析环境\t363
20．1．3 定义单元与材料属性\t363
20．1．4 建立模型\t364
20．1．5 划分网格\t366
20．1．6 施加边界条件\t367
20．1．7 求解\t368
20．1．8 查看求解结果\t369
20．1．9 退出系统\t370
20．1．10 命令流\t370
20．2 材料非线性分析\t372
20．2．1 问题描述\t373
20．2．2 设置环境变量\t373
20．2．3 定义单元类型\t374
20．2．4 建立实体模型\t375
20．2．5 划分网格\t379
20．2．6 加载\t380
20．2．7 求解\t381
20．2．8 后处理\t382
20．3 螺栓连接件仿真分析\t384
20．3．1 设置分析环境\t385
20．3．2 定义几何参数\t385
20．3．3 生成板梁\t386
20．3．4 生成柱腹板\t389
20．3．5 生成肋板\t391
20．3．6 生成螺栓孔\t394
20．3．7 生成螺栓\t395
20．3．8 黏接\t397
20．3．9 设置属性\t397
20．3．10 划分网格\t398
20．3．11 定义接触\t401
20．3．12 加载\t403
20．3．13 求解\t404
20．3．14 后处理\t405
20．4 本章小结\t406
第21章 薄膜结构分析\t407
21．1 概述\t407
21．2 实例详解：悬链面薄膜结构找形分析\t408
21．2．1 问题描述\t408
21．2．2 设置分析环境\t409
21．2．3 定义单元与材料属性\t409
21．2．4 建立模型\t410
21．2．5 划分网格\t413
21．2．6 施加边界条件\t414
21．2．7 求解\t416
21．2．8 后处理\t416
21．3 命令流\t417
21．4 本章小结\t419
第22章 参数化设计与优化设计\t420
22．1 参数化设计语言\t420
22．1．1 参数化设计语言介绍\t420
22．1．2 参数化设计语言功能\t421
22．1．3 参数化设计语言实例\t423
22．1．4 设置环境变量\t424
22．1．5 定义单元类型\t425
22．1．6 定义材料属性\t425
22．1．7 创建模型并划分网格\t426
22．1．8 施加边界条件\t426
22．1．9 求解\t427
22．1．10 查看结果\t427
22．2 优化设计\t429
22．2．1 优化设计介绍\t429
22．2．2 优化中的基本概念\t430
22．2．3 优化设计步骤\t431
22．4 拓扑优化\t434
22．4．1 拓扑优化方法\t434
22．4．2 拓扑优化步骤\t434
22．4．3 拓扑优化实例\t435
22．5 本章小结\t444