《ANSYS 2022有限元分析從入門到精通（微課視頻版）》，2022年人民郵電出版社出版的圖書，作者是龍凱、李志尊。
基本介紹
- 中文名：ANSYS 2022有限元分析從入門到精通（微課視頻版）
- 作者：龍凱、李志尊
- 出版社：人民郵電出版社
- 出版時間：2022年12月
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝
- ISBN：9787115596840
- 語種：中文
內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書以ANSYS 2022軟體為依據，介紹了ANSYS的操作基礎，以及利用ANSYS進行有限元分析的技巧和方法。本書府付擊15章，分為ANSYS概述、圖形用戶界面、幾何建模、格線劃分、施載入荷、求解、後處理、靜力分析、模態分析、諧回響分析、譜分析、舉蜜捉舟非線性分析、瞬態動力學分析、結構屈曲分析、熱分析等，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。
本書可作為ANSYS軟體的初級/中級用戶、從事結構分析相關行業的工程技術人員及相關專業師生的參考書。本書配套電子資源包括全書實例源檔案和實例操作視頻檔案，供讀者學習參考。
作者簡介
龍凱，華北電力大學副教授。主持承擔了多項省部級重大科研項目，曾獲得多項重大獎項，發表論文60多篇，獲得15項科技發明授權，出版著作8部。
李志尊，陸軍工程大學副教授，現任職於陸軍工程大學石家莊校區機械基礎教研室，多年來從事機械設計與材料工程方面教學和科研工作，主持或參與省部級科研項目20多項，獲軍隊科技進步獎一等獎一項，發表SCI等級別論文30餘篇，出版著作20餘部。
圖書目錄
第 1章 ANSYS概述 1
1.1 有限元常用術語 1
1.2 有限元法的分析過程 2
1.3 ANSYS 2022的安裝與啟動 3
1.3.1 系統要求 3
1.3.2 設定運行參數 4
1.3.3 啟動與退出 6
1.4 ANSYS分析的基本過程 7
1.4.1 前處理 7
1.4.2 載入並求解 7
1.4.3 後處理 8
1.5 ANSYS檔案系統 8
1.5.1 檔案類型 8
1.5.2 檔案管理 9
第 2章 圖形用戶界面 12
2.1 ANSYS 2022 R1圖形用戶界面的組成 12
2.2 對話框及其組件 13
2.2.1 文本框 14
2.2.2 單選列表 14
2.2.3 雙列選擇列表 14
2.2.4 標籤對話框 15
2.2.5 選取框 15
2.3 通用選單 16
2.3.1 檔案選單 16
2.3.2 選取菜淋葛戶單 18
2.3.3 列表選單 20
2.3.4 繪圖選單 23
2.3.5 繪圖控制選單 24
2.3.6 工作平面選單 29
2.3.7 參量選單 31
2.3.8 宏菜碑淋匪喇單 33
2.3.9 選單控制選單 34
2.4 輸入視窗 34
2.5 主選單 35
2.5.1 優選項 35
2.5.2 預處理器 36
2.5.3 求解器 39
2.5.4 通用後處理器 42
2.5.5 時間歷程後處理器 44
2.5.6 記錄編輯器 46
2.6 輸出視窗 46
2.7 工具條 47
2.8 圖形視窗 47
2.8.1 圖形顯示 47
2.8.2 多視窗繪圖 49
2.8.3 增強圖形顯示 51
2.9 個性化界面 52
2.9.1 改變字型和顏色 52
2.9.2 改變GUI的啟動選單顯示 52
2.9.3 改變選單連結和對話框 52
第3章 幾何建模 53
3.1 幾何建模概論 53
3.2 坐標系簡介 55
3.2.1 總體坐標系和局部坐標系 55
3.2.2 顯示坐標系 57
3.2.3 節點坐標系 57
3.2.4 單元坐標系 58
3.2.5 結果坐標系 59
3.3 工作平面 59
3.3.1 定義一個新的工作平面 59
3.3.2 移動工作平面 60
3.3.3 旋轉工作平面 60
3.3.4 還原一個已定義的工作平面 60
3.4 自底向上創建幾何模型 61
3.4.1 關鍵點 61
3.4.2 硬點 62
3.4.3 線 63
3.4.4 面 65
3.4.5 體 66
3.5 自頂向下創建幾何模型 67
3.5.1 創建面體素 67
3.5.2 創建實體體素 68
3.6 使用布爾運算操作來修正幾何模型 69
3.6.1 布爾運算的設定 69
3.6.2 布爾運算之後的圖元編號 69
3.6.3 交運算 69
3.6.4 兩兩相交 70
3.6.5 相加 71
3.6.6 相減 71
3.6.7 利用工作平面做減運算 72
3.6.8 搭接 72
3.6.9 分割 72
3.6.10 合併 73
3.7 移動、複製和縮放幾何模型 73
3.7.1 按照樣本生成圖元 73
3.7.2 由對稱鏡像生成圖元 74
3.7.3 將樣本圖元轉換坐標系 74
3.7.4 實體模型圖元的縮放 74
3.8 實例導航——旋轉外輪的實體建模 75
第4章 格線劃分 82
4.1 有多囑限元格線概論 82
4.2 設定單元屬性 82
4.2.1 生成達主頸單元屬性表歸轎墊 83
4.2.2 在劃分格線之前分配單元屬性 83
4.3 格線劃分的控制 84
4.3.1 ANSYS格線劃分工具（MeshTool） 84
4.3.2 單元形狀 84
4.3.3 選擇自由或映射格線劃分 85
4.3.4 控制單元邊中間節點的位置 85
4.3.5 劃分自由格線時的單元尺寸控制 85
4.3.6 映射格線劃分中單元的默認尺寸 86
4.3.7 局部格線劃分控制 87
4.3.8 內部格線劃分控制 87
4.3.9 生成過渡稜錐單元 88
4.3.10 將退化的四面體單元轉化為非退化的形式 89
4.3.11 執行層格線劃分 89
4.4 自由格線劃分和映射格線劃分控制 90
4.4.1 自由格線劃分 90
4.4.2 映射格線劃分 91
4.4.3 實例導航——托架的格線劃分 94
4.5 延伸和掃掠生成有限元模型 95
4.5.1 延伸生成格線 95
4.5.2 掃掠生成格線 96
4.6 修正有限元模型 98
4.6.1 局部細化格線 98
4.6.2 移動和複製節點及單元 101
4.6.3 控制面、線和單元的法向 101
4.6.4 修改單元屬性 102
4.7 直接通過節點和單元生成有限元模型 103
4.7.1 節點 103
4.7.2 單元 104
4.8 編號控制 106
4.8.1 合併重複項 107
4.8.2 編號壓縮 107
4.8.3 設定起始編號 108
4.8.4 編號偏差 108
4.9 實例導航——旋轉外輪的格線劃分 108
第5章 施載入荷 113
5.1 載荷概論 113
5.1.1 載荷定義 113
5.1.2 載荷步、子步和平衡疊代 114
5.1.3 時間參數 115
5.1.4 階躍載荷與坡道載荷 115
5.2 施載入荷 116
5.2.1 實體模型載荷與有限單元載荷 116
5.2.2 施載入荷 117
5.2.3 利用表格來施載入荷 121
5.2.4 軸對稱載荷與反作用力 123
5.2.5 實例導航——托架施載入荷 124
5.3 設定載荷步選項 125
5.3.1 通用選項 125
5.3.2 非線性選項 128
5.3.3 動力學分析選項 128
5.3.4 輸出控制 128
5.3.5 創建多載荷步檔案 129
5.4 實例導航——旋轉外輪的載荷和約束施加 130
第6章 求解 133
6.1 求解概論 133
6.1.1 使用直接求解法 134
6.1.2 使用稀疏矩陣直接求解法 134
6.1.3 使用雅可比共軛梯度法 134
6.1.4 使用不完全分解共軛梯度法 135
6.1.5 使用預條件共軛梯度法 135
6.1.6 使用自動疊代解法選項 136
6.1.7 獲得解答 136
6.2 利用特定的求解控制器來指定求解類型 137
6.2.1 使用“Abridged Solution”選單選項 137
6.2.2 使用求解控制對話框 137
6.3 多載荷步求解 139
6.3.1 多重求解法 139
6.3.2 使用載荷步檔案法 139
6.3.3 使用數組參數法（矩陣參數法） 140
6.4 重新啟動分析 141
6.4.1 重新啟動一個分析 141
6.4.2 多載荷步檔案的重新啟動分析 144
6.5 實例導航——旋轉外輪模型求解 146
第7章 後處理 147
7.1 後處理概述 147
7.1.1 什麼是後處理 147
7.1.2 結果檔案 148
7.1.3 後處理可用的數據類型 148
7.2 通用後處理器（POST1） 148
7.2.1 將數據結果讀入資料庫 148
7.2.2 列表顯示結果 154
7.2.3 圖像顯示結果 159
7.2.4 實例導航——查看計算結果 163
7.3 時間歷程後處理器（POST26） 164
7.3.1 定義和保存POST26變數 164
7.3.2 檢查變數 166
7.3.3 POST26的其他功能 168
7.4 實例導航——旋轉外輪計算結果後處理 169
第8章 靜力分析 173
8.1 靜力分析介紹 173
8.1.1 結構靜力分析簡介 173
8.1.2 靜力分析的類型 174
8.1.3 靜力分析基本步驟 174
8.2 實例導航——建築物內支撐柱靜力分析 175
8.2.1 問題描述 175
8.2.2 GUI方式 175
8.3 實例導航——聯軸體的靜力分析 181
8.3.1 問題描述 181
8.3.2 建立模型 181
8.3.3 定義邊界條件並求解 185
8.3.4 查看結果 187
第9章 模態分析 192
9.1 模態分析概論 192
9.2 模態分析的基本步驟 192
9.2.1 建模 192
9.2.2 載入及求解 193
9.2.3 擴展模態 195
9.2.4 觀察結果和後處理 197
9.3 實例導航——彈簧-質量系統模態分析 198
9.3.1 問題描述 198
9.3.2 GUI方式 198
9.4 實例導航——小發電機轉子模態分析 203
9.4.1 分析問題 203
9.4.2 建立模型 204
9.4.3 進行模態設定、定義邊界條件並求解 208
9.4.4 查看結果 210
第 10章 諧回響分析 211
10.1 諧回響分析概論 211
10.2 諧回響分析的基本步驟 212
10.2.1 建立模型（前處理） 212
10.2.2 載入和求解 212
10.2.3 觀察模型（後處理） 217
10.3 實例導航——彈簧質子系統的諧回響分析 219
10.3.1 問題描述 219
10.3.2 建模及分網 219
10.3.3 模態分析 223
10.3.4 諧回響分析 224
10.3.5 觀察結果 225
第 11章 譜分析 229
11.1 譜分析概論 229
11.1.1 回響譜分析 229
11.1.2 動力設計分析 230
11.1.3 隨機振動分析 230
11.2 譜分析的基本步驟 230
11.2.1 前處理 230
11.2.2 模態分析 230
11.2.3 譜分析 230
11.2.4 擴展模態 233
11.2.5 合併模態 234
11.2.6 後處理 235
11.3 實例導航——三層框架結構地震回響分析 236
11.3.1 問題描述 236
11.3.2 GUI方式 237
第 12章 非線性分析 248
12.1 非線性分析概論 248
12.1.1 非線性行為的原因 248
12.1.2 非線性分析的基本信息 249
12.1.3 幾何非線性 251
12.1.4 材料非線性 252
12.1.5 其他非線性問題 255
12.2 非線性分析的基本步驟 255
12.2.1 前處理（建模和分網） 256
12.2.2 設定求解控制器 256
12.2.3 設定其他求解選項 258
12.2.4 載入 259
12.2.5 求解 259
12.2.6 後處理 259
12.3 實例導航——鉚釘衝壓變形分析 261
12.3.1 問題描述 261
12.3.2 建立模型 261
12.3.3 定義邊界條件並求解 267
12.3.4 查看結果 268
第 13章 瞬態動力學分析 272
13.1 瞬態動力學概論 272
13.1.1 完全法 272
13.1.2 模態疊加法 273
13.2 瞬態動力學的基本步驟 273
13.2.1 前處理（建模和分網） 273
13.2.2 建立初始條件 274
13.2.3 設定求解控制器 274
13.2.4 設定其他求解選項 276
13.2.5 施載入荷 276
13.2.6 設定多載荷步 277
13.2.7 瞬態求解 278
13.2.8 後處理 278
13.3 實例導航——振動系統瞬態動力學分析 280
13.3.1 分析問題 280
13.3.2 建立模型 281
13.3.3 進行模態分析 285
13.3.4 進行瞬態動力學分析設定、定義邊界條件並求解 286
13.3.5 查看結果 290
第 14章 結構屈曲分析 293
14.1 結構屈曲概論 293
14.2 結構屈曲分析的基本步驟 293
14.2.1 前處理 293
14.2.2 獲得靜力解 294
14.2.3 獲得特徵值屈曲解 294
14.2.4 擴展解 295
14.2.5 後處理（觀察結果） 296
14.3 實例導航——薄壁圓筒屈曲分析 297
14.3.1 問題描述 297
14.3.2 GUI方式 297
第 15章 熱分析 304
15.1 熱分析概論 304
15.1.1 熱分析的特點 304
15.1.2 熱分析單元 305
15.2 熱分析的基本過程 306
15.2.1 穩態熱分析 306
15.2.2 瞬態熱分析 310
15.3 實例導航——兩環形零件在圓筒形水箱中冷卻過程 315
15.3.1 問題描述 315
15.3.2 問題分析 315
15.3.3 GUI方式 315
2.6 輸出視窗 46
2.7 工具條 47
2.8 圖形視窗 47
2.8.1 圖形顯示 47
2.8.2 多視窗繪圖 49
2.8.3 增強圖形顯示 51
2.9 個性化界面 52
2.9.1 改變字型和顏色 52
2.9.2 改變GUI的啟動選單顯示 52
2.9.3 改變選單連結和對話框 52
第3章 幾何建模 53
3.1 幾何建模概論 53
3.2 坐標系簡介 55
3.2.1 總體坐標系和局部坐標系 55
3.2.2 顯示坐標系 57
3.2.3 節點坐標系 57
3.2.4 單元坐標系 58
3.2.5 結果坐標系 59
3.3 工作平面 59
3.3.1 定義一個新的工作平面 59
3.3.2 移動工作平面 60
3.3.3 旋轉工作平面 60
3.3.4 還原一個已定義的工作平面 60
3.4 自底向上創建幾何模型 61
3.4.1 關鍵點 61
3.4.2 硬點 62
3.4.3 線 63
3.4.4 面 65
3.4.5 體 66
3.5 自頂向下創建幾何模型 67
3.5.1 創建面體素 67
3.5.2 創建實體體素 68
3.6 使用布爾運算操作來修正幾何模型 69
3.6.1 布爾運算的設定 69
3.6.2 布爾運算之後的圖元編號 69
3.6.3 交運算 69
3.6.4 兩兩相交 70
3.6.5 相加 71
3.6.6 相減 71
3.6.7 利用工作平面做減運算 72
3.6.8 搭接 72
3.6.9 分割 72
3.6.10 合併 73
3.7 移動、複製和縮放幾何模型 73
3.7.1 按照樣本生成圖元 73
3.7.2 由對稱鏡像生成圖元 74
3.7.3 將樣本圖元轉換坐標系 74
3.7.4 實體模型圖元的縮放 74
3.8 實例導航——旋轉外輪的實體建模 75
第4章 格線劃分 82
4.1 有限元格線概論 82
4.2 設定單元屬性 82
4.2.1 生成單元屬性表 83
4.2.2 在劃分格線之前分配單元屬性 83
4.3 格線劃分的控制 84
4.3.1 ANSYS格線劃分工具（MeshTool） 84
4.3.2 單元形狀 84
4.3.3 選擇自由或映射格線劃分 85
4.3.4 控制單元邊中間節點的位置 85
4.3.5 劃分自由格線時的單元尺寸控制 85
4.3.6 映射格線劃分中單元的默認尺寸 86
4.3.7 局部格線劃分控制 87
4.3.8 內部格線劃分控制 87
4.3.9 生成過渡稜錐單元 88
4.3.10 將退化的四面體單元轉化為非退化的形式 89
4.3.11 執行層格線劃分 89
4.4 自由格線劃分和映射格線劃分控制 90
4.4.1 自由格線劃分 90
4.4.2 映射格線劃分 91
4.4.3 實例導航——托架的格線劃分 94
4.5 延伸和掃掠生成有限元模型 95
4.5.1 延伸生成格線 95
4.5.2 掃掠生成格線 96
4.6 修正有限元模型 98
4.6.1 局部細化格線 98
4.6.2 移動和複製節點及單元 101
4.6.3 控制面、線和單元的法向 101
4.6.4 修改單元屬性 102
4.7 直接通過節點和單元生成有限元模型 103
4.7.1 節點 103
4.7.2 單元 104
4.8 編號控制 106
4.8.1 合併重複項 107
4.8.2 編號壓縮 107
4.8.3 設定起始編號 108
4.8.4 編號偏差 108
4.9 實例導航——旋轉外輪的格線劃分 108
第5章 施載入荷 113
5.1 載荷概論 113
5.1.1 載荷定義 113
5.1.2 載荷步、子步和平衡疊代 114
5.1.3 時間參數 115
5.1.4 階躍載荷與坡道載荷 115
5.2 施載入荷 116
5.2.1 實體模型載荷與有限單元載荷 116
5.2.2 施載入荷 117
5.2.3 利用表格來施載入荷 121
5.2.4 軸對稱載荷與反作用力 123
5.2.5 實例導航——托架施載入荷 124
5.3 設定載荷步選項 125
5.3.1 通用選項 125
5.3.2 非線性選項 128
5.3.3 動力學分析選項 128
5.3.4 輸出控制 128
5.3.5 創建多載荷步檔案 129
5.4 實例導航——旋轉外輪的載荷和約束施加 130
第6章 求解 133
6.1 求解概論 133
6.1.1 使用直接求解法 134
6.1.2 使用稀疏矩陣直接求解法 134
6.1.3 使用雅可比共軛梯度法 134
6.1.4 使用不完全分解共軛梯度法 135
6.1.5 使用預條件共軛梯度法 135
6.1.6 使用自動疊代解法選項 136
6.1.7 獲得解答 136
6.2 利用特定的求解控制器來指定求解類型 137
6.2.1 使用“Abridged Solution”選單選項 137
6.2.2 使用求解控制對話框 137
6.3 多載荷步求解 139
6.3.1 多重求解法 139
6.3.2 使用載荷步檔案法 139
6.3.3 使用數組參數法（矩陣參數法） 140
6.4 重新啟動分析 141
6.4.1 重新啟動一個分析 141
6.4.2 多載荷步檔案的重新啟動分析 144
6.5 實例導航——旋轉外輪模型求解 146
第7章 後處理 147
7.1 後處理概述 147
7.1.1 什麼是後處理 147
7.1.2 結果檔案 148
7.1.3 後處理可用的數據類型 148
7.2 通用後處理器（POST1） 148
7.2.1 將數據結果讀入資料庫 148
7.2.2 列表顯示結果 154
7.2.3 圖像顯示結果 159
7.2.4 實例導航——查看計算結果 163
7.3 時間歷程後處理器（POST26） 164
7.3.1 定義和保存POST26變數 164
7.3.2 檢查變數 166
7.3.3 POST26的其他功能 168
7.4 實例導航——旋轉外輪計算結果後處理 169
第8章 靜力分析 173
8.1 靜力分析介紹 173
8.1.1 結構靜力分析簡介 173
8.1.2 靜力分析的類型 174
8.1.3 靜力分析基本步驟 174
8.2 實例導航——建築物內支撐柱靜力分析 175
8.2.1 問題描述 175
8.2.2 GUI方式 175
8.3 實例導航——聯軸體的靜力分析 181
8.3.1 問題描述 181
8.3.2 建立模型 181
8.3.3 定義邊界條件並求解 185
8.3.4 查看結果 187
第9章 模態分析 192
9.1 模態分析概論 192
9.2 模態分析的基本步驟 192
9.2.1 建模 192
9.2.2 載入及求解 193
9.2.3 擴展模態 195
9.2.4 觀察結果和後處理 197
9.3 實例導航——彈簧-質量系統模態分析 198
9.3.1 問題描述 198
9.3.2 GUI方式 198
9.4 實例導航——小發電機轉子模態分析 203
9.4.1 分析問題 203
9.4.2 建立模型 204
9.4.3 進行模態設定、定義邊界條件並求解 208
9.4.4 查看結果 210
第 10章 諧回響分析 211
10.1 諧回響分析概論 211
10.2 諧回響分析的基本步驟 212
10.2.1 建立模型（前處理） 212
10.2.2 載入和求解 212
10.2.3 觀察模型（後處理） 217
10.3 實例導航——彈簧質子系統的諧回響分析 219
10.3.1 問題描述 219
10.3.2 建模及分網 219
10.3.3 模態分析 223
10.3.4 諧回響分析 224
10.3.5 觀察結果 225
第 11章 譜分析 229
11.1 譜分析概論 229
11.1.1 回響譜分析 229
11.1.2 動力設計分析 230
11.1.3 隨機振動分析 230
11.2 譜分析的基本步驟 230
11.2.1 前處理 230
11.2.2 模態分析 230
11.2.3 譜分析 230
11.2.4 擴展模態 233
11.2.5 合併模態 234
11.2.6 後處理 235
11.3 實例導航——三層框架結構地震回響分析 236
11.3.1 問題描述 236
11.3.2 GUI方式 237
第 12章 非線性分析 248
12.1 非線性分析概論 248
12.1.1 非線性行為的原因 248
12.1.2 非線性分析的基本信息 249
12.1.3 幾何非線性 251
12.1.4 材料非線性 252
12.1.5 其他非線性問題 255
12.2 非線性分析的基本步驟 255
12.2.1 前處理（建模和分網） 256
12.2.2 設定求解控制器 256
12.2.3 設定其他求解選項 258
12.2.4 載入 259
12.2.5 求解 259
12.2.6 後處理 259
12.3 實例導航——鉚釘衝壓變形分析 261
12.3.1 問題描述 261
12.3.2 建立模型 261
12.3.3 定義邊界條件並求解 267
12.3.4 查看結果 268
第 13章 瞬態動力學分析 272
13.1 瞬態動力學概論 272
13.1.1 完全法 272
13.1.2 模態疊加法 273
13.2 瞬態動力學的基本步驟 273
13.2.1 前處理（建模和分網） 273
13.2.2 建立初始條件 274
13.2.3 設定求解控制器 274
13.2.4 設定其他求解選項 276
13.2.5 施載入荷 276
13.2.6 設定多載荷步 277
13.2.7 瞬態求解 278
13.2.8 後處理 278
13.3 實例導航——振動系統瞬態動力學分析 280
13.3.1 分析問題 280
13.3.2 建立模型 281
13.3.3 進行模態分析 285
13.3.4 進行瞬態動力學分析設定、定義邊界條件並求解 286
13.3.5 查看結果 290
第 14章 結構屈曲分析 293
14.1 結構屈曲概論 293
14.2 結構屈曲分析的基本步驟 293
14.2.1 前處理 293
14.2.2 獲得靜力解 294
14.2.3 獲得特徵值屈曲解 294
14.2.4 擴展解 295
14.2.5 後處理（觀察結果） 296
14.3 實例導航——薄壁圓筒屈曲分析 297
14.3.1 問題描述 297
14.3.2 GUI方式 297
第 15章 熱分析 304
15.1 熱分析概論 304
15.1.1 熱分析的特點 304
15.1.2 熱分析單元 305
15.2 熱分析的基本過程 306
15.2.1 穩態熱分析 306
15.2.2 瞬態熱分析 310
15.3 實例導航——兩環形零件在圓筒形水箱中冷卻過程 315
15.3.1 問題描述 315
15.3.2 問題分析 315
15.3.3 GUI方式 315
