ANSYS 14.0工程實(shí)例解析與常見問題解答

前言

ANSYS是目前國內(nèi)外使用最廣泛的計(jì)算機(jī)輔助分析軟件之一，經(jīng)過40多年的發(fā)展，其強(qiáng)大的求解功能和良好的用戶界面深受廣大用戶的歡迎。ANSYS軟件是一個(gè)集結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁和聲學(xué)于一體的大型通用有限元分析軟件，該軟件很好地實(shí)現(xiàn)了前、后處理，分析求解及多場耦合分析統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫功能。同時(shí)，它還是世界上第一個(gè)通過ISO9001質(zhì)量認(rèn)證的分析設(shè)計(jì)類軟件。ANSYS軟件可廣泛應(yīng)用于核工業(yè)、鐵道、石油化工、航空航天、機(jī)械制造、材料成形、能源、汽車交通、國防軍工、電子、土木工程、造船、生物醫(yī)學(xué)、輕工、地礦、水利、日用家電等工業(yè)及科學(xué)研究等領(lǐng)域。ANSYS 14.0是目前最新的ANSYS版本，不僅為當(dāng)前的商業(yè)應(yīng)用提供了新技術(shù)，而且在以下方面取得了顯著進(jìn)步：放大工程、模擬最復(fù)雜的工程產(chǎn)品和高性能計(jì)算（HPC）。本書以工程實(shí)例為載體，向讀者詳細(xì)講解了ANSYS的靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、材料非線性、接觸分析、屈曲分析、斷裂力學(xué)、復(fù)合材料、熱-結(jié)構(gòu)分析的步驟和方法，并詳細(xì)講解了ANSYS使用過程中常見的問題。全書內(nèi)容全面新穎，理論與實(shí)踐操作有機(jī)結(jié)合，并能做到以理論指導(dǎo)軟件操作，讓用戶不但知道如何操作，而且知道為什么這樣操作。本書實(shí)例工程背景強(qiáng)，講述循序漸進(jìn)，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。通過學(xué)習(xí)，讀者可逐步提高自身的ANSYS操作水平及利用有限元分析理論進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的能力，最終具備在結(jié)構(gòu)分析領(lǐng)域解決實(shí)際工程問題的思路、方法和能力。 本書幾乎涵蓋了ANSYS應(yīng)用的所有分析類型，讀者閱讀完本書就能夠使用ANSYS進(jìn)行產(chǎn)品分析。本書編寫時(shí)采用了目前最新的ANSYS 14.0版本，所涉及的知識(shí)也都是基于最新版本進(jìn)行介紹的，在講解分析過程中，結(jié)合了圖形用戶界面（GUI）操作和命令行操作兩種模式，讀者可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行選擇。全書共21章，18個(gè)工程實(shí)例，覆蓋了大部分工程問題，也詳細(xì)地講解了一些熱門問題，如切削分析、三維裂紋、熱障涂層、輪胎與路面動(dòng)態(tài)接觸分析、攪拌摩擦焊接模擬、金屬塑性成型、網(wǎng)格重分，并配有詳細(xì)的講解視頻教程，可以幫助讀者在短時(shí)間內(nèi)掌握這些復(fù)雜問題的分析流程和技巧，領(lǐng)會(huì)到實(shí)際工程問題的分析思路，并能解決相關(guān)領(lǐng)域的問題。本書適合于初、中級(jí)用戶入門與提高階段使用。全書主要由長春裝甲兵技術(shù)學(xué)院張洪才撰寫，參加本書編寫的還有長春裝甲兵技術(shù)學(xué)院的劉憲偉、王海鵬、程華、錢永產(chǎn)、尹奇、金頂云和黃健，白城兵器試驗(yàn)中心的蔣陸德，中國北方車輛研究所的邢彥斌。編者長期從事CAE的研究工作，并根據(jù)自己的研究工作整理完成本書內(nèi)容。本書在編寫過程中參考了很多寶貴的文獻(xiàn)，編者對(duì)文獻(xiàn)作者表示真心的感謝。同時(shí)作者向所有參與和關(guān)心本書出版的領(lǐng)導(dǎo)、老師、親人和朋友致以誠摯的謝意！由于時(shí)間倉促，難免在寫作方式和內(nèi)容上存在疏漏之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

書籍目錄

出版說明前言第1章  重分網(wǎng)格技術(shù) 11.1  重分網(wǎng)格的優(yōu)點(diǎn)和限制 11.1.1  重分網(wǎng)格的優(yōu)點(diǎn) 11.1.2  重分網(wǎng)格的限制 11.2  重分網(wǎng)格的要求 21.3  確定開始重分網(wǎng)格的子步 31.4  開始重分網(wǎng)格 31.5  選擇重分網(wǎng)格區(qū)域 41.6  執(zhí)行重分網(wǎng)格操作 51.6.1  選擇重分網(wǎng)格方法 51.6.2  網(wǎng)格控制 111.6.3  在同一子步網(wǎng)格重畫多個(gè)區(qū)域 111.7  檢查施加的接觸邊界、載荷和邊界條件 121.7.1  接觸邊界 121.7.2  壓力和連續(xù)位移 121.7.3  力和獨(dú)立的位移約束 131.7.4  節(jié)點(diǎn)溫度 131.7.5  其他邊界條件和載荷 131.8  自動(dòng)映射變量和平衡殘差 131.8.1  映射求解變量 131.8.2  平衡殘余力 131.8.3  映射結(jié)果的含義 151.8.4  處理收斂困難 151.9  執(zhí)行多重啟動(dòng) 151.10  重復(fù)執(zhí)行重分網(wǎng)格操作 151.11  后處理重分網(wǎng)格的結(jié)果 161.11.1  數(shù)據(jù)庫后處理 161.11.2  時(shí)間歷程后處理器 17第2章  流體壓力滲透載荷 182.1  施加流體滲透載荷 182.2  指定流體滲透開始點(diǎn) 192.3  指定壓力滲透準(zhǔn)則 202.4  指定流體滲透作用時(shí)間 202.5  重新定義或修改壓力滲透載荷 212.6  后處理流體壓力滲透載荷 22第3章  基于重分網(wǎng)格的密封圈大變形分析 233.1  引言 233.2  幾何模型 233.3  材料模型 233.4  單元的選擇 243.5  邊界條件和載荷 243.6  GUI操作 243.6.1  前處理 243.6.2  求解 293.6.3  后處理 343.7  命令流 35第4章  超彈密封墊分析 374.1  引言 374.2  幾何模型 374.3  材料本構(gòu)模型 384.4  單元的選擇 384.5  邊界條件和載荷 394.6  GUI操作 394.6.1  前處理 394.6.2  求解 454.6.3  后處理 514.7  命令流 52第5章  金屬塑性成型的非線性有限元分析 555.1  引言 555.2  幾何模型 555.3  材料的本構(gòu)關(guān)系 555.4  單元的選擇 565.5  邊界條件和載荷 565.6  GUI操作 565.6.1  前處理 565.6.2  求解 615.6.3  后處理 715.7  命令流 73第6章  功能梯度材料靜、動(dòng)態(tài)斷裂力學(xué)分析 776.1  引言 776.2  幾何模型 776.3  材料的本構(gòu)模型 786.4  單元的選擇 786.5  邊界條件與載荷 786.6  GUI操作 796.6.1  前處理 796.6.2  靜態(tài)斷裂力學(xué)求解 836.6.3  靜態(tài)求解后處理 866.6.4  動(dòng)態(tài)斷裂力學(xué)求解 906.6.5  動(dòng)態(tài)求解后處理 966.7  命令流 986.7.1  靜態(tài)分析命令流 986.7.2  動(dòng)態(tài)分析命令流 101第7章  變厚度圓盤的有限元分析 1067.1  引言 1067.2  幾何模型 1067.3  材料的本構(gòu)關(guān)系 1077.4  單元的選擇 1077.5  邊界條件與載荷 1077.6  GUI操作 1077.6.1  前處理 1077.6.2  求解 1137.6.3  后處理 1157.7  命令流 116第8章  汽車制動(dòng)器尖叫的有限元分析 1198.1  引言 1198.2  幾何模型 1208.3  材料的本構(gòu)模型 1208.4  單元的選擇 1208.5  邊界條件與載荷 1208.6  GUI操作 1218.6.1  前處理 1218.6.2  求解 1258.6.3  后處理 1308.7  命令流 130第9章   纖維纏繞復(fù)合材料壓力容器的可靠性分析 1369.1  引言 1369.2  幾何模型 1369.3  材料的本構(gòu)模型 1379.4  復(fù)合材料壓力容器的失效參數(shù) 1379.5  單元的選擇 1389.6  邊界條件與載荷 1399.7  GUI操作 1399.7.1  前處理 1399.7.2  求解 1459.7.3  后處理 1489.8  命令流 149第10章  梁結(jié)構(gòu)的有限元分析 15310.1  引言 15310.2  幾何模型 15310.3  材料的本構(gòu)模型 15410.4  單元的選擇 15410.5  邊界條件與載荷 15410.6  GUI操作 15410.6.1  前處理 15410.6.2  求解 15610.6.3  后處理 16010.7  命令流 161第11章  熱障涂層的熱應(yīng)力分析 16411.1  引言 16411.2  幾何模型 16411.3  材料的本構(gòu)模型 16511.3.1  陶瓷層的本構(gòu)關(guān)系 16511.3.2  粘結(jié)層和基體本構(gòu)關(guān)系 16611.4  單元的選擇 16611.5  邊界條件及載荷 16611.6  GUI操作 16611.6.1  前處理 16611.6.2  求解 17111.6.3  后處理 17611.7  命令流 178第12章  拉伸頸縮有限元分析 18512.1  引言 18512.2  幾何模型 18512.3  材料的本構(gòu)關(guān)系 18512.4  單元的選擇 18512.5  邊界條件及載荷 18512.6  GUI操作 18612.6.1  前處理 18612.6.2  求解 18812.6.3  后處理 19112.7  命令流 192第13章  三維復(fù)合裂紋的有限元分析 19513.1  引言 19513.2  幾何模型 19513.3  材料的本構(gòu)模型 19613.4  單元的選擇 19613.5  邊界條件與載荷 19613.6  GUI操作 19613.6.1  前處理 19613.6.2  求解 20013.6.3  后處理 20313.7  命令流 205第14章  印制電路板裝配體的PSD分析 20814.1  引言 20814.2  幾何模型 20814.3  材料的本構(gòu)模型 20914.4  單元的選擇 20914.5  邊界條件和載荷 20914.6  GUI操作 21014.6.1  前處理 21014.6.2  模態(tài)分析 21614.6.3  諧響應(yīng)分析 21714.6.4  譜分析 22014.6.5  后處理 22314.7  命令流 225第15章  加強(qiáng)筋板的屈曲和后屈曲分析 23015.1  引言 23015.2  幾何模型 23015.3  材料的本構(gòu)關(guān)系 23115.4  單元的選擇 23115.5  邊界條件及載荷 23115.6  GUI操作 23115.6.1  前處理 23115.6.2  靜力學(xué)求解 23515.6.3  特征值屈曲分析 23715.6.4  添加初始缺陷 23815.6.5  非線性屈曲分析 23815.6.6  后處理 24115.7  命令流 244第16章  切削過程模擬 24816.1  引言 24816.2  幾何模型 24816.3  材料的本構(gòu)關(guān)系 24916.4  單元的選擇 24916.5  邊界條件及載荷 24916.6  GUI操作 24916.6.1  前處理 24916.6.2  求解 25516.6.3  后處理 25716.7  命令流 258第17章  金屬桿沖擊剛性墻分析 26317.1  引言 26317.2  幾何模型 26317.3  材料的本構(gòu)關(guān)系 26317.4  單元的選擇 26417.5  邊界條件及載荷 26417.6  GUI操作 26417.6.1  前處理 26417.6.2  求解 26717.6.3  后處理 27117.7  命令流 273第18章  汽車充氣輪胎與地面接觸的有限元分析 27618.1  引言 27618.2  幾何模型 27618.3  材料的本構(gòu)模型 27618.3.1  輪胎的本構(gòu)模型 27618.3.2  輪胎內(nèi)空氣的本構(gòu)模型 27718.3.3  輪胎內(nèi)強(qiáng)化纖維的本構(gòu)關(guān)系 27718.4  單元的選擇 27718.5  邊界條件和載荷 27718.6  GUI操作 27718.6.1  前處理 27718.6.2  求解 28718.6.3  后處理 29118.7  命令流 293第19章  攪拌摩擦焊接模擬 30019.1  引言 30019.2  幾何模型 30019.3  材料的本構(gòu)模型 30119.4  單元的選擇 30119.5  邊界條件和載荷 30119.5.1  熱邊界條件 30119.5.2  力學(xué)邊界條件 30219.5.3  載荷 30219.6  GUI操作 30319.6.1  前處理 30319.6.2  求解 31019.6.3  后處理 31619.7  命令流 319第20章  汽車橡膠罩的非線性分析 32720.1  引言 32720.2  幾何模型 32720.3  材料的本構(gòu)模型 32720.4  單元的選擇 32720.5  邊界條件和載荷 32820.5.1  邊界條件 32820.5.2  載荷 32820.6  GUI操作 32820.6.1  前處理 32820.6.2  求解 33420.6.3  后處理 33820.7  命令流 339第21章  ANSYS常見問題解答 34321.1  ANSYS的單位制 34321.2  前處理中的常見問題 34421.2.1  坐標(biāo)系問題 34421.2.2  函數(shù)加載問題 34821.2.3  約束方程 35121.2.4  載荷步、子步和平衡迭代 35321.2.5  斜坡載荷與階躍載荷 35321.3  材料非線性分析中的常見問題 35421.3.1  激活材料非線性的方法 35421.3.2  材料模型分類簡介 35521.4  接觸分析中的常見問題 35721.4.1  接觸分析關(guān)鍵字詳解 35721.4.2  接觸分析實(shí)常數(shù)詳解 35921.4.3  接觸對(duì)的正確法向 36621.4.4  接觸算法簡介 36621.5  動(dòng)力學(xué)分析常見問題 36721.5.1  動(dòng)力學(xué)分析類型作用和聯(lián)系 36721.5.2  動(dòng)力學(xué)基本方程 36721.5.3  模態(tài)分析中的常見問題 36821.5.4  諧響應(yīng)分析中常見問題 37021.5.5  瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析中常見問題 37221.5.6  譜分析中常見問題 37321.6  后處理中常見問題 37521.6.1  輸出應(yīng)力的含義 37521.6.2  常用強(qiáng)度理論 37721.6.3  失效準(zhǔn)則 37921.6.4  單元表 381

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《ANSYS14.0工程實(shí)例解析與常見問題解答(附光盤)/ANSYS系列/CAD\CAM\CAE工程應(yīng)用叢書》編著者張洪才。    本書以有限元分析軟件ANSYS 14．0為平臺(tái)，工程實(shí)例為載體，詳細(xì)地講解了靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、材料非線性、接觸分析、屈曲分析、斷裂力學(xué)、復(fù)合材料、熱一結(jié)構(gòu)分析的步驟和方法。書中給出了18個(gè)具有工程背景的實(shí)例。    本書具有以下特點(diǎn)：實(shí)例工程背景強(qiáng)，理論與軟件操作結(jié)合緊密，并詳細(xì)講解軟件使用過程中的常見問題，能夠快速提高讀者的工程實(shí)例分析能力；切實(shí)從讀者學(xué)習(xí)和使用的實(shí)際出發(fā)，安排章節(jié)順序和內(nèi)容；圖文并茂，講述過程中結(jié)合大量分析實(shí)例，力求易于理解并方便學(xué)習(xí)和實(shí)踐。本書配套光盤提供了18個(gè)實(shí)例的視頻教程和ANSYS實(shí)例文件。    本書不僅適合高等學(xué)校理工類高年級(jí)本科生或研究生學(xué)習(xí)ANSYS，還可供從事結(jié)構(gòu)分析的工程技術(shù)人員參考使用，同時(shí)書中提供的大量實(shí)例也可供高級(jí)用戶參考。

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