ANSYS 18.0有限元分析基礎(chǔ)與實(shí)例教程

前言
第1章 ANSYS概述1
1.1 有限元法的常用術(shù)語1
1.2 有限元法的分析過程2
1.3 ANSYS 18.0的配置3
1.3.1 設(shè)置運(yùn)行參數(shù)3
1.3.2 啟動與退出5
1.4 ANSYS 18.0的用戶界面6
1.5 ANSYS分析的基本過程8
1.5.1 前處理8
1.5.2 加載并求解8
1.5.3 后處理9
第2章 幾何建模10
2.1 幾何建模概論10
2.1.1 自底向上創(chuàng)建幾何模型10
2.1.2 自頂向下創(chuàng)建幾何模型10
2.1.3 布爾運(yùn)算操作11
2.1.4 拖拉和旋轉(zhuǎn)12
2.1.5 移動和復(fù)制12
2.1.6 修改模型（清除和刪除）12
2.1.7 從IGES文件幾何模型導(dǎo)入到ANSYS13
2.2 自頂向下創(chuàng)建幾何模型（體素）13
2.2.1 創(chuàng)建面體素13
2.2.2 創(chuàng)建實(shí)體體素14
2.3 自底向上創(chuàng)建幾何模型15
2.3.1 關(guān)鍵點(diǎn)15
2.3.2 硬點(diǎn)17
2.3.3 線18
2.3.4 面19
2.3.5 體20
2.4 工作平面的使用22
2.4.1 定義一個新的工作平面22
2.4.2 控制工作平面的顯示和樣式23
2.4.3 移動工作平面23
2.4.4 旋轉(zhuǎn)工作平面23
2.4.5 還原一個已定義的工作平面24
2.5 坐標(biāo)系簡介24
2.5.1 總體和局部坐標(biāo)系24
2.5.2 顯示坐標(biāo)系26
2.5.3 節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系27
2.5.4 單元坐標(biāo)系28
2.5.5 結(jié)果坐標(biāo)系28
2.6 使用布爾操作來修正幾何模型28
2.6.1 布爾運(yùn)算的設(shè)置29
2.6.2 布爾運(yùn)算之后的圖元編號29
2.6.3 交運(yùn)算29
2.6.4 兩兩相交30
2.6.5 相加31
2.6.6 相減31
2.6.7 利用工作平面做減運(yùn)算32
2.6.8 搭接33
2.6.9 分割33
2.6.10 粘接（或合并）33
2.7 實(shí)例—軸承座的實(shí)體建模34
2.7.1 GUI方式34
2.7.2 命令流方式40
第3章 劃分網(wǎng)格42
3.1 有限元網(wǎng)格概論42
3.2 設(shè)定單元屬性43
3.2.1 生成單元屬性表43
3.2.2 在劃分網(wǎng)格之前分配單元屬性43
3.3 網(wǎng)格劃分的控制45
3.3.1 ANSYS網(wǎng)格劃分工具（MeshTool）45
3.3.2 映射網(wǎng)格劃分中單元的默認(rèn)尺寸48
3.3.3 局部網(wǎng)格劃分控制48
3.3.4 內(nèi)部網(wǎng)格劃分控制49
3.4 自由網(wǎng)格劃分和映射網(wǎng)格劃分控制51
3.4.1 自由網(wǎng)格劃分控制51
3.4.2 映射網(wǎng)格劃分控制52
3.5 延伸和掃掠生成有限元模型56
3.5.1 延伸（Extrude）生成網(wǎng)格57
3.5.2 掃掠（VSWEEP）生成網(wǎng)格58
3.6 編號控制61
3.6.1 合并重復(fù)項(xiàng)61
3.6.2 編號壓縮62
3.6.3 設(shè)定起始編號62
3.6.4 編號偏差63
3.7 實(shí)例—軸承座的網(wǎng)格劃分63
3.7.1 GUI方式63
3.7.2 命令流方式68
第4章 施加載荷70
4.1 載荷概論70
4.1.1 什么是載荷70
4.1.2 載荷步、子步和平衡迭代71
4.1.3 時間參數(shù)72
4.1.4 階躍載荷與坡道載荷73
4.2 施加載荷73
4.2.1 實(shí)體模型載荷與有限單元載荷73
4.2.2 施加載荷74
4.2.3 利用表格來施加載荷79
4.2.4 軸對稱載荷與反作用力81
4.2.5 利用函數(shù)來施加載荷和邊界條件82
4.3 設(shè)定載荷步選項(xiàng)84
4.3.1 通用選項(xiàng)84
4.3.2 非線性選項(xiàng)86
4.3.3 動力學(xué)分析選項(xiàng)86
4.3.4 輸出控制87
4.3.5 畢-薩選項(xiàng)87
4.3.6 譜分析選項(xiàng)88
4.3.7 創(chuàng)建多載荷步文件88
4.4 實(shí)例—軸承座的載荷和約束施加88
4.4.1 GUI方式88
4.4.2 命令流方式91
第5章 求解93
5.1 求解概論93
5.1.1 使用直接求解法94
5.1.2 使用稀疏矩陣直接求解法求解器94
5.1.3 使用雅克比共軛梯度法求解器94
5.1.4 使用不完全分解共軛梯度法求解器94
5.1.5 使用預(yù)條件共軛梯度法求解器95
5.1.6 使用自動迭代解法選項(xiàng)95
5.1.7 獲得解答96
5.2 利用特定的求解控制器來指定求解類型97
5.2.1 使用Abridged Solution 菜單選項(xiàng)97
5.2.2 使用Solution Controls對話框97
5.3 多載荷步求解98
5.3.1 多重求解法98
5.3.2 使用載荷步文件法99
5.3.3 使用數(shù)組參數(shù)法（矩陣參數(shù)法）100
5.4 重新啟動分析101
5.4.1 重新啟動一個分析102
5.4.2 多載荷步文件的重啟動分析105
5.5 預(yù)測求解時間和估計(jì)文件大小107
5.5.1 估計(jì)運(yùn)算時間107
5.5.2 估計(jì)文件的大小107
5.5.3 估計(jì)內(nèi)存需求107
5.6 實(shí)例—軸承座模型求解108
第6章 后處理109
6.1 后處理概述109
6.1.1 什么是后處理109
6.1.2 結(jié)果文件110
6.1.3 后處理可用的數(shù)據(jù)類型110
6.2 通用后處理器（POST1）111
6.2.1 將數(shù)據(jù)結(jié)果讀入數(shù)據(jù)庫111
6.2.2 列表顯示結(jié)果112
6.2.3 圖像顯示結(jié)果115
6.2.4 映射結(jié)果到某一路徑上115
6.2.5 表面操作115
6.2.6 將結(jié)果旋轉(zhuǎn)到不同坐標(biāo)系中顯示116
6.3 時間歷程后處理（POST26）118
6.3.1 定義和儲存POST26變量118
6.3.2 檢查變量120
6.3.3 POST26后處理器的其他功能122
6.4 實(shí)例—軸承座計(jì)算結(jié)果后處理123
6.4.1 GUI方式123
6.4.2 命令流方式126
第7章 靜力分析127
7.1 靜力分析介紹127
7.1.1 結(jié)構(gòu)靜力分析簡介127
7.1.2 靜力分析的類型128
7.1.3 靜力分析基本步驟128
7.2 實(shí)例導(dǎo)航—內(nèi)六角扳手的靜態(tài)分析128
7.2.1 問題的描述128
7.2.2 建立模型129
7.2.3 定義邊界條件并求解137
7.2.4 查看結(jié)果141
7.2.5 命令流方式146
第8章 模態(tài)分析147
8.1 模態(tài)分析概論147
8.2 模態(tài)分析的基本步驟147
8.2.1 建模147
8.2.2