《ANSYS 15.0有限元分析從入門到精通》是2016年1月清華大學出版社出版的圖書，作者是CAD/CAM/CAE技術聯盟。
基本介紹
- 中文名：ANSYS 15.0有限元分析從入門到精通
- 作者：CAD/CAM/CAE技術聯盟
- 出版時間：2016年1月
- 出版社：清華大學出版社
- ISBN：9787302413721
- 定價：79.8 元
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《ANSYS 15.0有限元分析從入門到精通》以 ANSYS 15.0為依據，對ANSYS分析的基本思路、操作步驟和套用技巧進行了詳細介紹，並結合典型工程套用實例詳細講述了ANSYS具體工程套用方法。書中儘量避開了煩瑣的理論描述，從實際套用出發，結合作者使用該軟體的經驗，實例部分採用GUI方式一步步地對操作過程和步驟進行了講解。為了幫助讀者熟悉 ANSYS 的相關操作命令，在每個實例的後面都列出了分析過程的命令流檔案。
本書分為5篇，共24章，第1篇為操作基礎篇，共6章，詳細介紹了ANSYS分析全流程的基本步驟和方法；第2篇為專題實例篇，共9章，講解了各種分析專題的參數設定方法與技巧；第3篇為熱分析篇，共2章，分別介紹了熱分析、熱輻射和相變分析；第4篇為電磁分析篇，共4章，分別介紹了電磁場分析、二維磁場分析、三維磁場分析和電場分析；第5篇為耦合場分析篇，共3章，分別介紹了耦合場分析、直接耦合場分析和多場求解-MFS單碼的耦合分析。
本書適用於 ANSYS 軟體的初、中級用戶，以及有初步使用經驗的技術人員；可作為理工科類院校相關專業的本科生、研究生及教師學習 ANSYS 軟體的培訓教材；也可作為從事結構分析相關行業的工程技術人員使用ANSYS軟體的參考書。
圖書目錄
第1篇 操作基礎篇
第1章 ANSYS 15.0入門 2
1.1 ANSYS 15.0的用戶界面 3
1.2 ANSYS檔案系統 4
1.2.1 檔案類型 4
1.2.2 檔案管理 5
1.3 ANSYS分析過程 8
1.3.1 建立模型 8
1.3.2 載入並求解 8
1.3.3 後處理 9
1.4 實例入門—托架受力分析 9
1.4.1 分析實例描述 9
1.4.2 建立模型 10
1.4.3 查看計算結果 19
第2章 幾何建模 21
（ 視頻講解：20分鐘）
2.1 坐標系簡介 22
2.1.1 總體和局部坐標系 22
2.1.2 顯示坐標系 24
2.1.3 節點坐標系 24
2.1.4 單元坐標系 25
2.1.5 結果坐標系 26
2.2 工作平面的使用 26
2.2.1 定義一個新的工作平面 27
2.2.2 控制工作平面的顯示和樣式 27
2.2.3 移動工作平面 27
2.2.4 旋轉工作平面 28
2.2.5 還原一個已定義的工作平面 28
2.3 布爾操作 28
2.3.1 布爾運算的設定 29
2.3.2 交運算 29
2.3.3 兩兩相交 30
2.3.4 相加 31
2.3.5 相減 31
2.3.6 利用工作平面做減運算 32
2.3.7 搭接 33
2.3.8 分割 33
2.3.9 粘接（或合併） 33
2.4 編輯幾何模型 34
2.4.1 按照樣本生成圖元 34
2.4.2 由對稱映像生成圖元 35
2.4.3 將樣本圖元轉換坐標系 35
2.4.4 實體模型圖元的縮放 35
2.5 自底向上創建幾何模型 36
2.5.1 關鍵點 37
2.5.2 硬點 38
2.5.3 線 39
2.5.4 面 41
2.5.5 體 43
2.6 實例—儲液罐的實體建模 44
2.6.1 GUI方式 44
2.6.2 命令流方式 48
2.7 自頂向下創建幾何模型（體素） 49
2.7.1 創建面體素 49
2.7.2 創建實體體素 50
2.8 實例—軸承座的實體建模 51
2.8.1 GUI方式 52
2.8.2 命令流方式 57
2.9 從IGES檔案中將幾何模型
導入ANSYS 59
第3章 劃分格線 60
（ 視頻講解：11分鐘）
3.1 有限元格線概論 61
3.2 設定單元屬性 61
3.2.1 生成單元屬性表 61
3.2.2 在劃分格線之前分配單元屬性 62
3.3 格線劃分的控制 64
3.3.1 ANSYS格線劃分工具
（MeshTool） 64
3.3.2 單元形狀 64
3.3.3 選擇自由或映射格線劃分 65
3.3.4 控制單元邊中節點的位置 66
3.3.5 劃分自由格線時的單元尺寸
控制（SmartSizing） 66
3.3.6 映射格線劃分中單元的默認
尺寸 67
3.3.7 局部格線劃分控制 68
3.3.8 內部格線劃分控制 68
3.3.9 生成過渡稜錐單元 70
3.3.10 將退化的四面體單元轉化為
非退化的形式 70
3.3.11 執行層格線劃分 70
3.4 自由格線劃分和映射格線劃分
控制 71
3.4.1 自由格線劃分 71
3.4.2 映射格線劃分 72
3.5 給實體模型劃分有限元格線 77
3.5.1 用xMESH命令生成格線 77
3.5.2 生成帶方向節點的梁單元格線 77
3.5.3 在分界線或者分界面處生成單位
厚度的界面單元 79
3.6 實例—儲液罐的格線劃分 79
3.6.1 GUI方式 79
3.6.2 命令流方式 83
3.7 延伸和掃掠生成有限元模型 83
3.7.1 延伸（Extrude）生成格線 84
3.7.2 掃掠（VSWEEP）生成格線 86
3.8 修正有限元模型 88
3.8.1 局部細化格線 88
3.8.2 移動和複製節點及單元 91
3.8.3 控制面、線和單元的法向 91
3.8.4 修改單元屬性 92
3.9 直接通過節點和單元生成有限元
模型 93
3.9.1 節點 93
3.9.2 單元 95
3.10 編號控制 97
3.10.1 合併重複項 97
3.10.2 編號壓縮 98
3.10.3 設定起始編號 98
3.10.4 編號偏差 99
3.11 實例—軸承座的格線劃分 99
3.11.1 GUI方式 100
3.11.2 命令流方式 104
第4章 施載入荷 106
4.1 載荷概論 107
4.1.1 什麼是載荷 107
4.1.2 載荷步、子步和平衡疊代 108
4.1.3 時間參數 109
4.1.4 階躍載荷與坡道載荷 109
4.2 施載入荷 110
4.2.1 載荷分類 110
4.2.2 軸對稱載荷與反作用力 115
4.2.3 利用表格施載入荷 116
4.2.4 利用函式施載入荷和邊界
條件 118
4.3 實例—軸承座的載荷和約束
施加 120
4.3.1 GUI方式 120
4.3.2 命令流方式 123
4.4 設定載荷步選項 124
4.4.1 通用選項 124
4.4.2 動力學分析選項 127
4.4.3 非線性選項 128
4.4.4 輸出控制 128
4.4.5 Biot-Savart選項 129
4.4.6 譜分析選項 130
4.4.7 創建多載荷步檔案 130
4.5 實例—儲液罐的載荷和約束
施加 131
4.5.1 GUI方式 131
4.5.2 命令流方式 134
第5章 求解 137
5.1 求解概論 138
5.1.1 使用直接求解法 138
5.1.2 使用其他求解器 139
5.1.3 獲得解答 139
5.2 利用特定的求解控制器指定求解
類型 140
5.2.1 使用Abridged Solution選單
選項 140
5.2.2 使用求解控制對話框 140
5.3 多載荷步求解 141
5.3.1 多重求解法 142
5.3.2 使用載荷步檔案法 142
5.3.3 使用數組參數法（矩陣參數法） 143
5.4 實例—軸承座和儲液罐模型
求解 144
第6章 後處理 146
6.1 後處理概述 147
6.1.1 結果檔案 148
6.1.2 後處理可用的數據類型 148
6.2 通用後處理器（POST1） 149
6.2.1 將數據結果讀入資料庫 149
6.2.2 圖像顯示結果 155
6.2.3 列表顯示結果 162
6.2.4 將結果旋轉到不同坐標系中並
顯示 164
6.3 實例—軸承座計算結果後
處理 165
6.3.1 GUI方式 165
6.3.2 命令流方式 169
6.4 時間歷程後處理（POST26） 169
6.4.1 定義和儲存POST26變數 170
6.4.2 檢查變數 172
6.4.3 POST26後處理器的其他功能 174
6.5 實例—儲液罐計算結果後
處理 175
6.5.1 GUI方式 175
6.5.2 命令流方式 178
第2篇 專題實例篇
第7章 結構靜力分析 180
（ 視頻講解：24分鐘）
7.1 結構靜力概論 181
7.2 實例—高速齒輪應力分析 181
7.2.1 分析問題 181
7.2.2 建立模型 182
7.2.3 定義邊界條件並求解 197
7.2.4 查看結果 199
7.2.5 命令流執行方式 203
第8章 模態分析 204
（ 視頻講解：28分鐘）
8.1 模態分析概論 205
8.2 實例—高速齒輪模態分析 205
8.2.1 分析問題 205
8.2.2 建立模型 205
8.2.3 進行模態設定、定義邊界條件並
求解 212
8.2.4 查看結果 215
8.2.5 命令流模式 218
第9章 諧回響分析 219
（ 視頻講解：10分鐘）
9.1 諧回響分析概論 220
9.1.1 Full Method（完全法） 220
9.1.2 Reduced Method（減縮法） 221
9.1.3 Mode Superposition Method（模態疊加法） 221
9.1.4 3種方法的共同局限性 221
9.2 實例—彈簧質子系統的諧回響
分析 221
9.2.1 問題描述 222
9.2.2 建立模型 222
9.2.3 分析模型 228
9.2.4 觀察結果 230
9.2.5 命令流方式 233
第10章 瞬態動力學分析 234
（ 視頻講解：12分鐘）
10.1 瞬態動力學概論 235
10.1.1 Full Method（完全法） 235
10.1.2 Mode Superposition Method
（模態疊加法） 235
10.1.3 Reduced Method（減縮法） 236
10.2 實例—彈簧阻尼系統的自由
振動分析 236
10.2.1 分析問題 236
10.2.2 建立模型 237
10.2.3 進行瞬態動力分析設定、定義
邊界條件並求解 242
10.2.4 查看結果 246
10.2.5 命令流模式 249
第11章 譜分析 250
（ 視頻講解：22分鐘）
11.1 譜分析概論 251
11.1.1 回響譜 251
11.1.2 動力設計分析方法
（DDAM） 251
11.1.3 功率譜密度（PSD） 251
11.2 實例—支撐平板動力效果譜
分析 252
11.2.1 問題描述 252
11.2.2 建立模型 252
11.2.3 命令流方式 271
第12章 非線性分析 272
（ 視頻講解：11分鐘）
12.1 非線性分析概論 273
12.1.1 非線性行為的原因 273
12.1.2 非線性分析的基本信息 274
12.1.3 幾何非線性 276
12.1.4 材料非線性 277
12.1.5 其他非線性問題 281
12.2 實例—鉚釘衝壓應力分析 281
12.2.1 分析問題 281
12.2.2 建立模型 281
12.2.3 定義邊界條件並求解 288
12.2.4 查看結果 290
12.2.5 命令流 294
第13章 結構屈曲分析 295
13.1 結構屈曲概論 296
13.2 實例—圓盤邊緣屈曲分析 296
13.2.1 分析問題 296
13.2.2 建立模型 296
13.2.3 定義邊界條件並求解 300
13.2.4 查看結果 304
13.2.5 命令流 309
第14章 接觸問題分析 310
（ 視頻講解：31分鐘）
14.1 接觸問題概論 311
14.1.1 一般分類 311
14.1.2 接觸單元 311
14.2 實例—齒輪副的接觸分析 312
14.2.1 分析問題 312
14.2.2 建立模型 312
14.2.3 定義邊界條件並求解 323
14.2.4 查看結果 325
14.2.5 命令流方式 327
第15章 結構最佳化 328
（ 視頻講解：24分鐘）
15.1 結構最佳化設計概論 329
15.2 實例—梁結構最佳化設計 330
15.2.1 問題描述 330
15.2.2 命令流方式 347
第3篇 熱分析篇
第16章 穩態熱分析與瞬態熱分析 350
（ 視頻講解：28分鐘）
16.1 熱分析概論 351
16.1.1 熱分析的特點 351
16.1.2 熱分析單元 352
16.2 熱載荷和邊界條件的類型 352
16.2.1 概述 352
16.2.2 熱載荷和邊界條件注意事項 353
16.3 穩態熱分析概述 353
16.3.1 穩態熱分析定義 353
16.3.2 穩態熱分析的控制方程 353
16.4 瞬態熱分析概述 354
16.4.1 瞬態熱分析特性 354
16.4.2 瞬態熱分析前處理考慮
因素 354
16.4.3 控制方程 354
16.4.4 初始條件的施加 355
16.5 穩態熱分析實例—換熱管的
熱分析 356
16.5.1 GUI分析過程 356
16.5.2 命令流方式 366
16.6 瞬態熱分析實例—鋼球淬火
過程溫度分析 366
16.6.1 GUI分析過程 366
16.6.2 命令流方式 375
第17章 熱輻射和相變分析 376
（ 視頻講解：51分鐘）
17.1 熱輻射基本理論及在ANSYS中的
處理方法 377
17.1.1 熱輻射特性 377
17.1.2 ANSYS中熱輻射的處理
方法 377
17.2 實例—兩同心圓柱體間熱輻射
分析 377
17.2.1 問題描述 377
17.2.2 問題分析 378
17.2.3 GUI操作步驟 378
17.2.4 APDL命令流程式 390
17.3 實例—一長方體形坯料空冷
過程分析 390
17.3.1 問題描述 390
17.3.2 問題分析 390
17.3.3 GUI操作步驟 391
17.3.4 APDL命令流程式 396
17.4 相變分析概述 396
17.4.1 相和相變 396
17.4.2 潛在熱量和焓 396
17.4.3 相變分析基本思路 397
17.5 實例—某零件鑄造過程
分析 399
17.5.1 問題描述 399
17.5.2 問題分析 399
17.5.3 GUI操作步驟 400
17.5.4 APDL命令流程式 410
第4篇 電磁分析篇
第18章 電磁場有限元分析簡介 412
18.1 電磁場有限元分析概述 413
18.1.1 電磁場中常見邊界條件 413
18.1.2 ANSYS電磁場分析對象 413
18.1.3 電磁場單元概述 414
18.1.4 電磁宏 415
18.2 遠場單元及遠場單元的使用 416
18.2.1 遠場單元 417
18.2.2 使用遠場單元的注意事項 417
第19章 二維磁場分析 419
（ 視頻講解：67分鐘）
19.1 二維靜態磁場分析中要用到的
單元 420
19.2 實例—載流導體的電磁力
分析 420
19.2.1 問題描述 420
19.2.2 GUI操作方法 421
19.2.3 命令流實現 433
19.3 二維諧波磁場分析中要用到的
單元 433
19.4 實例—二維非線性諧波分析 433
19.4.1 問題描述 433
19.4.2 GUI操作方法 434
19.4.3 命令流實現 442
19.5 二維瞬態磁場分析中要用到的
單元 442
19.6 實例—二維螺線管制動器內
瞬態磁場的分析 443
19.6.1 問題描述 443
19.6.2 創建物理環境 444
19.6.3 建立模型、賦予特性、劃分
格線 446
19.6.4 加邊界條件和載荷 451
19.6.5 求解 453
19.6.6 命令流實現 456
第20章 三維磁場分析 457
（ 視頻講解：36分鐘）
20.1 三維靜態磁場標量法分析中要
用到的單元 458
20.2 實例—三維螺線管靜態磁
分析 459
20.2.1 問題描述 459
20.2.2 創建物理環境 460
20.2.3 建立模型、賦予特性、劃分
格線 463
20.2.4 加邊界條件和載荷 467
20.2.5 求解 470
20.2.6 查看計算結果 470
20.2.7 命令流實現 472
20.3 棱邊單元邊方法中用到的單元 473
20.4 實例—電動機溝槽中瞬態磁場
分布 473
20.4.1 問題描述 473
20.4.2 創建物理環境 474
20.4.3 建立模型、賦予特性、劃分
格線 476
20.4.4 加邊界條件和載荷 477
20.4.5 求解 478
20.4.6 查看計算結果 481
20.4.7 命令流實現 485
第21章 電場分析 486
（ 視頻講解：53分鐘）
21.1 電場分析要用到的單元 487
21.2 實例—正方形電流環中的
磁場 489
21.2.1 問題描述 489
21.2.2 創建物理環境 490
21.2.3 建立模型、賦予特性、劃分
格線 491
21.2.4 加邊界條件和載荷 493
21.2.5 求解 494
21.2.6 查看計算結果 495
21.2.7 命令流實現 497
21.3 h方法靜電場分析中用到的
單元 498
21.4 實例—電容計算 498
21.4.1 問題描述 498
21.4.2 創建物理環境 499
21.4.3 建立模型、賦予特性、劃分
格線 501
21.4.4 加邊界條件和載荷 505
21.4.5 求解 507
21.4.6 命令流實現 508
21.5 電路分析中要用到的單元 508
21.5.1 使用CIRCU124單元 508
21.5.2 使用CIRCU125單元 511
21.6 實例—瞬態電路分析 512
21.6.1 問題描述 512
21.6.2 創建物理環境 512
21.6.3 建立模型、賦予特性、劃分
格線 512
21.6.4 加邊界條件和載荷 517
21.6.5 求解 517
21.6.6 查看計算結果 520
21.6.7 命令流實現 523
21.7 高頻分析中要用到的單元 523
21.8 實例—腔體高頻模態分析 523
21.8.1 問題描述 523
21.8.2 創建物理環境 524
21.8.3 建立模型、賦予特性、劃分
格線 526
21.8.4 加邊界條件和載荷 528
21.8.5 求解 528
21.8.6 查看計算結果 529
21.8.7 命令流實現 532
第5篇 耦合場分析篇
第22章 耦合場分析簡介 534
22.1 耦合場分析的定義 535
22.2 耦合場分析的類型 535
22.2.1 直接方法 535
22.2.2 載荷傳遞分析 535
22.2.3 直接方法和載荷傳遞 536
22.2.4 其他分析方法 538
22.3 耦合場分析的單位制 538
第23章 直接耦合場分析 542
（ 視頻講解：53分鐘）
23.1 熱應力耦合分析實例—換熱管的
熱應力分析 543
23.1.1 前處理 543
23.1.2 求解 544
23.1.3 後處理 546
23.1.4 命令流方式 547
23.2 熱電耦合分析實例—熱電發電機
耦合分析 548
23.2.1 前處理 548
23.2.2 求解 557
23.2.3 後處理 558
23.2.4 命令流方式 561
23.3 機電耦合分析實例—梳齒式電機
耦合分析 561
23.3.1 前處理 561
23.3.2 求解 574
23.3.3 後處理 577
23.3.4 命令流方式 578
第24章 多場求解-MFS單碼的耦合分析 579
（ 視頻講解：110分鐘）
24.1 厚壁圓筒的熱應力分析 580
24.1.1 前處理 580
24.1.2 求解 588
24.1.3 後處理 593
24.1.4 命令流方式 596
24.2 圓鋼坯的感應加熱分析 596
24.2.1 前處理 597
24.2.2 求解 609
24.2.3 後處理 615
24.2.4 命令流方式 619
24.3 使用物理環境方法求解熱-應力
問題實例 620
24.3.1 前處理（熱分析） 620
24.3.2 前處理（結構分析） 625
24.3.3 求解（熱分析） 628
24.3.4 後處理（熱分析） 629
24.3.5 求解（結構分析） 631
24.3.6 後處理（結構分析） 632
24.3.7 命令流 634
24.4 機電-電路耦合分析實例 634
24.4.1 前處理 635
24.4.2 求解 641
24.4.3 後處理 644
24.4.4 命令流方式 646
