ANSYS 2020 機械與結構有限元分析從入門到精通

本書以ANSYS 2020為平台，對應用ANSYS進行機械與結構有限元分析的基本思路、操作步驟和應用技巧進行了詳細介紹，
全書從實際應用出發，結合編者使用該軟件的經驗，
對實例部分的操作過程採用GUI方式逐步進行了講解。
為了幫助讀者熟悉ANSYS的相關操作命令，
在每個實例的後面均列出了分析過程的命令流文件。
 全書共10章，
第1章為緒論，
第2章介紹了ANSYS 2020圖形用戶界面；
第3章介紹了建立實體模型，
第4章介紹了ANSYS分析基本步驟，
第5章介紹了靜力分析，
第6章介紹了非線性分析，
第7章介紹了動力學分析，
第8章介紹了熱分析，
第9章介紹了參數化與單元的生和死，
第10章介紹了子模型。
本書適用於ANSYS軟件的初、中級用戶，
可作為理工科院校相關專業高年級本科生、研究生的培訓教材，
也可作為從事結構分析相關行業的工程技術人員的參考書。

目  錄
前言
第壹章  緒論1
1.1  有限元法簡介2
1.1.1  有限元法的基本思想2
1.1.2  有限元法的基本概型3
1.1.3  有限元法的分析步驟5
1.2  ANSYS簡介5
1.2.1  ANSYS的發展5
1.2.2  ANSYS的功能6
1.3  ANSYS 2020的啟動和配置7
1.3.1  ANSYS 2020的啟動7
1.3.2  ANSYS 2020運行環境配置8
1.4  ANSYS程序結構9
1.4.1  處理器9
1.4.2  文件格式9
1.4.3  輸入方式9
1.4.4  輸出文件類型10

第2章  ANSYS 2020圖形用戶界面11
2.1  圖形用戶界面的組成12
2.2  啟動圖形用戶界面13
2.3  對話框及其組件14
2.3.1  文本框14
2.3.2  單選列表14
2.3.3  雙列選擇列表15
2.3.4  標籤對話框15
2.3.5  選取框15
2.4  通用菜單16
2.4.1  文件菜單17
2.4.2  選取菜單19
2.4.3  列表菜單21
2.4.4  繪圖菜單25
2.4.5  繪圖控制菜單25
2.4.6  工作平面菜單32
2.4.7  參量菜單34
2.4.8  宏菜單36
2.4.9  菜單控制菜單38
2.4.10  幫助菜單38
2.5  輸入窗口40
2.6  主菜單40
2.6.1  優選項41
2.6.2  預處理器42
2.6.3  求解器46
2.6.4  通用後處理器49
2.6.5  時間歷程後處理器52
2.6.6  記錄編輯器54
2.7  輸出窗口55
2.8  工具條55
2.9  圖形窗口56
2.9.1  圖形顯示56
2.9.2  多窗口繪圖58
2.9.3  增強圖形顯示61
2.10  個性化界面62
2.10.1  改變字體和顏色62
2.10.2  改變GUI的啟動菜單顯示62
2.10.3  改變菜單鏈接和對話框62

第3章  建立實體模型64
3.1  實例導航——幾何模型的輸入65
3.1.1  輸入IGES單一實體65
3.1.2  輸入SAT 單一實體67
3.1.3  輸入SAT集合70
3.1.4  輸入Parasolid 單一實體74
3.2  實例導航——對輸入模型進行修改76
3.3  實例導航——自主建模80
3.3.1  自頂向下建模實例80
3.3.2  自底向上建模實例90

第4章  ANSYS分析基本步驟102
4.1  分析問題103
4.1.1  問題描述103
4.1.2  確定問題的範圍104
4.2  建立有限元模型106
4.2.1  創建實體模型106
4.2.2  對實體模型進行網格劃分113
4.3  施加載荷115
4.4  進行求解119
4.4.1  求解器的類別119
4.4.2  求解檢查120
4.4.3  求解的實施120
4.4.4  求解會碰到的問題121
4.5  後處理121
4.6  分析步驟示例——懸臂梁125
4.6.1  分析問題125
4.6.2  建立有限元模型125
4.6.3  施加載荷131
4.6.4  進行求解132
4.6.5  後處理132
4.6.6  命令流134

第5章  靜力分析136
5.1  靜力分析介紹137
5.1.1  結構靜力分析簡介137
5.1.2  靜力分析的類型138
5.1.3  靜力分析基本步驟138
5.2  平面問題靜力分析實例——平面齒輪138
5.2.1  分析問題139
5.2.2  建立模型139
5.2.3  定義邊界條件並求解154
5.2.4  查看結果157
5.2.5  命令流方式161
5.3  軸對稱結構靜力分析實例——旋轉外輪161
5.3.1  分析問題161
5.3.2  建立模型161
5.3.3  定義邊界條件並求解171
5.3.4  查看結果173
5.3.5  命令流方式178
5.4  週期對稱結構的靜力分析實例——標準齒輪178
5.4.1  分析問題178
5.4.2  建立模型179
5.4.3  定義邊界條件並求解188
5.4.4  查看結果190
5.4.5 命令流方式196
5.5  任意三維結構的靜力分析實例——聯軸器197
5.5.1  分析問題197
5.5.2  建立模型197
5.5.3  定義邊界條件並求解201
5.5.4  查看結果205
5.5.5  命令流方式212

第6章  非線性分析213
6.1  非線性分析介紹214
6.1.1  非線性分析簡介214
6.1.2  非線性分析的類型214
6.1.3  非線性分析基本步驟215
6.2  幾何非線性分析實例——薄圓盤216
6.2.1  分析問題217
6.2.2  建立模型217
6.2.3  定義邊界條件並求解221
6.2.4  查看結果225
6.2.5  命令流方式229
6.3  材料非線性分析實例——鉚釘230
6.3.1  分析問題230
6.3.2  建立模型231
6.3.3  定義邊界條件並求解237
6.3.4  查看結果239
6.3.5  命令流方式243
6.4  狀態非線性分析實例——齒輪嚙合243
6.4.1  分析問題243
6.4.2  建立模型244
6.4.3  定義邊界條件並求解254
6.4.4  查看結果257
6.4.5  命令流方式259
6.5  非線性蠕變分析實例——螺栓蠕變259
6.5.1  問題描述260
6.5.2  建立模型260
6.5.3  設置分析並求解263
6.5.4  查看結果266
6.5.5  命令流方式269
6.6  接觸問題分析實例——深溝球軸承269
6.6.1  問題描述269
6.6.2  GUI方式270
6.6.3  查看結果280
6.6.4  命令流方式283

第7章  動力學分析284
7.1  動力分析介紹285
7.1.1  動力分析簡介285
7.1.2  動力分析的類型285
7.1.3  動力分析基本步驟286
7.2  結構模態分析實例——齒輪結構291
7.2.1  分析問題292
7.2.2  建立模型292
7.2.3  進行模態設置、定義邊界條件並求解299
7.2.4  查看結果303
7.2.5  命令流方式306
7.3  諧響應分析實例——彈簧質子306
7.3.1  問題描述306
7.3.2  建模及劃分網格307
7.3.3  模態分析311
7.3.4  諧響應分析313
7.3.5  觀察結果315
7.3.6  命令流方式318
7.4  瞬態動力學分析實例——振動系統318
7.4.1  分析問題318
7.4.2  建立模型319
7.4.3  進行瞬態動力分析設置、定義邊界條件並求解324
7.4.4  查看結果329
7.4.5  命令流方式331
7.5  譜分析實例——平板結構331
7.5.1  分析問題332
7.5.2  建立模型332
7.5.3  定義邊界條件並求解340
7.5.4  查看結果347
7.5.5  命令流方式354

第8章  熱分析355
8.1  熱分析介紹356
8.1.1  熱分析的類型356
8.1.2  熱分析的基本過程356
8.2  穩態熱分析的實例——換熱管357
8.2.1  分析問題357
8.2.2  建立模型358
8.2.3  定義邊界條件並求解367
8.2.4  查看結果368
8.2.5  命令流方式369
8.3  瞬態熱分析實例——鋼球淬火369
8.3.1  分析問題369
8.3.2  建立模型369
8.3.3  定義邊界條件並求解373
8.3.4  查看結果376
8.3.5  命令流方式380
8.4  熱輻射分析實例——長方體形坯料空冷過程分析380
8.4.1  問題描述380
8.4.2  問題分析380
8.4.3  GUI操作步驟381
8.4.4  命令流方式386

第9章  參數化與單元的生和死387
9.1  參數化設計語言388
9.1.1  參數化設計語言介紹388
9.1.2  參數化設計語言的功能388
9.2  參數化設計語言實例——懸臂梁390
9.2.1  分析問題390
9.2.2  建立模型391
9.2.3  定義邊界條件並求解394
9.2.4  查看結果396
9.2.5  命令流方式397
9.3  單元的生和死398
9.3.1  單元的生和死介紹399
9.3.2  單元的生和死方法399
9.3.3  單元的生和死步驟400
9.4  單元的生和死實例——等截面桿401
9.4.1  分析問題401
9.4.2  建立模型402
9.4.3  關閉單元410
9.4.4  命令流方式412