基本介紹
- 書名：ANSYS有限元基礎教程（第3版）
- 作者：王新榮
- 頁數：344
- 出版時間：2019-07
- 開本：16開
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書介紹有限元法的基本原理、ANSYS軟體的功能及操作、套用實例，堅持理論與實踐的結合，強調實用性和可操作性。全書分為三部分，第一部分由第1～4章組成，介紹有限元法的基本原理和分析過程；第二部分由第5～9章組成，介紹ANSYS軟體的功能及操作；第三部分由第10～13章組成，介紹有限元分析的工程套用實例。本書內容包括：有限元法的基本理論，平面問題的有限元法，空間問題和軸對稱問題的有限元法，等參數單元，ANSYS軟體的實體建模技術，格線劃分技術，施載入荷與求解，結果後處理技術及分析實例。為了兼顧缺乏彈性力學知識的讀者，在第1章對有限元法中涉及的彈性力學基本知識作了簡要介紹。
圖書目錄
第1章 有限元法簡介 （1）
1.1 有限元法的產生 （1）
1.1.1 有限元法的發展過程 （1）
1.1.2 有限元法的基本思想 （2）
1.1.3 有限元法的分類 （3）
1.2 有限元法的基本步驟、誤差和特點 （3）
1.2.1 有限元法基本步驟 （3）
1.2.2 有限元解的誤差及產生原因 （5）
1.2.3 有限元法的特點 （5）
1.3 有限元法的套用 （6）
1.3.1 有限元法的套用領域 （6）
1.3.2 有限元法在工程中的套用 （7）
1.3.3 有限元法在產品開發中的作用 （8）
1.4 彈性力學基本知識 （9）
1.4.1 彈性力學的基本假設 （9）
1.4.2 彈性力學的基本變數 （9）
1.4.3 彈性力學的基本方程 （13）
1.4.4 彈性問題的能量原理 （15）
1.4.5 彈性力學的平面問題 （17）
習題 （21）
第2章 平面問題的有限元法 （22）
2.1 結構的離散化 （22）
2.2 單元分析 （23）
2.2.1 位移函式 （24）
2.2.2 單元應變 （27）
2.2.3 單元應力 （28）
2.2.4 單元剛度矩陣 （29）
2.3 單元等效節點力 （31）
2.4 整體分析 （33）
2.5 有限元法解題過程與算例 （38）
2.6 邊界條件的處理 （45）
2.7 計算結果的整理 （46）
2.8 矩形單元 （46）
2.8.1 位移函式 （47）
2.8.2 單元應變 （48）
2.8.3 單元應力 （49）
2.8.4 單元剛度矩陣 （49）
2.8.5 單元等效節點力 （49）
2.8.6 整體平衡方程 （50）
2.8.7 矩形單元與三角形單元的比較 （50）
2.8.8 解的收斂性 （50）
習題 （50）
第3章 空間問題和軸對稱問題有限元法 （54）
3.1 空間問題的特點 （54）
3.2 採用四面體單元解一般空間問題 （54）
3.2.1 結構離散化 （54）
3.2.2 單元位移函式 （54）
3.2.3 單元的應變與應力 （56）
3.2.4 單元剛度矩陣 （57）
3.2.5 單元等效節點力 （58）
3.3 軸對稱問題的有限元法 （59）
3.3.1 軸對稱問題的定義 （59）
3.3.2 基本變數和基本方程 （59）
3.3.3 軸對稱問題的格線劃分 （60）
3.3.4 軸對稱問題的單元分析 （61）
習題 （66）
第4章 等參數單元與數值積分 （50）
4.1 等參數單元的基本概念 （68）
4.2 平面八節點四邊形等參數單元 （70）
4.2.1 單元位移函式 （71）
4.2.2 單元應變 （73）
4.2.3 單元應力 （74）
4.2.4 單元剛度矩陣 （75）
4.3 空間二十節點六面體等參數單元 （76）
4.3.1 單元位移函式 （76）
4.3.2 單元應變 （77）
4.3.3 單元應力 （79）
4.3.4 單元剛度矩陣 （80）
4.3.5 單元等效節點力 （81）
4.4 高斯求積法 （82）
習題 （85）
第5章 ANSYS基本操作 （87）
5.1 ANSYS概述 （87）
5.1.1 ANSYS簡介 （87）
5.1.2 ANSYS的啟動、退出與互動界面環境 （88）
5.2 ANSYS常用選單與對話框操作 （89）
5.2.1 主選單 （89）
5.2.2 工具選單 （91）
5.2.3 命令輸入視窗 （96）
5.2.4 快捷功能按鈕 （97）
5.2.5 工具條按鈕 （97）
5.2.6 （可見/隱藏）按鈕 （97）
5.2.7 “OK”與“Apply”（對話框執行）按鈕 （97）
5.2.8 Pan Zoom Rotate（圖形變換）對話框 （98）
5.2.9 “拾取”對話框 （100）
5.3 ANSYS的坐標系 （101）
5.3.1 總體坐標系 （101）
5.3.2 局部坐標系 （102）
5.3.3 工作平面 （104）
5.3.4 激活坐標系 （107）
5.4 ANSYS有限元分析過程及實例入門 （108）
5.4.1 ANSYS主選單系統 （108）
5.4.2 ANSYS有限元分析的標準步驟 （108）
5.4.3 ANSYS分析任務與分析目標 （109）
5.4.4 ANSYS分析實例 （109）
習題 （120）
第6章 實體建模 （121）
6.1 實體建模概述 （121）
6.1.1 實體建模的方法 （121）
6.1.2 實體建模選單系統 （122）
6.2 創建基本幾何對象 （122）
6.2.1 關鍵點的創建 （123）
6.2.2 線的創建 （125）
6.2.3 面的創建 （127）
6.2.4 體的創建 （132）
6.3 布爾運算 （136）
6.4 拖拉 （140）
6.5 編輯功能 （141）
6.5.1 縮放 （141）
6.5.2 移動 （142）
6.5.3 複製 （142）
6.5.4 鏡像 （143）
6.5.5 編輯操作綜合訓練 （144）
6.6 刪除幾何對象 （146）
6.7 合併重合幾何對象 （146）
6.8 軸承座實體建模 （147）
習題 （154）
第7章 格線劃分與創建有限元模型 （157）
7.1 創建有限元模型概述 （157）
7.1.1 創建有限元模型的方法 （157）
7.1.2 創建有限元模型的基本過程 （157）
7.2 定義單元屬性 （158）
7.2.1 定義單元類型 （158）
7.2.2 定義實常數 （160）
7.2.3 定義材料屬性 （162）
7.3 直接法創建有限元模型實例 （165）
7.4 格線劃分控制 （168）
7.4.1 格線劃分工具 （168）
7.4.2 設定單元屬性 （169）
7.4.3 格線密度控制 （169）
7.4.4 單元尺寸控制 （172）
7.4.5 單元形狀控制 （173）
7.4.6 格線劃分器選擇 （175）
7.4.7 格線加密操作 （175）
7.4.8 清除實體模型上的格線 （176）
習題 （177）
第8章 施載入荷與求解 （178）
8.1 施載入荷與求解概述 （178）
8.1.1 選擇分析類型 （178）
8.1.2 設定分析類型選項 （179）
8.1.3 載荷及其分類 （180）
8.1.4 載荷步與載荷子步 （180）
8.1.5 設定載荷步選項 （181）
8.1.6 求解控制 （182）
8.1.7 多載荷步求解 （183）
8.1.8 載荷施加的途徑 （184）
8.1.9 載荷的顯示 （184）
8.2 載荷的施加 （185）
8.2.1 施加自由度約束 （185）
8.2.2 施加集中載荷 （189）
8.2.3 施加表面載荷 （191）
8.2.4 施加體載荷 （195）
8.2.5 施加慣性載荷 （196）
8.2.6 施加特殊載荷 （197）
8.3 求解 （198）
8.3.1 模型檢查 （198）
8.3.2 選擇合適的求解器 （198）
8.3.3 執行求解 （199）
8.3.4 中斷和重新啟動 （200）
習題 （201）
第9章 後處理 （202）
9.1 後處理概述 （202）
9.1.1 後處理 （202）
9.1.2 後處理器 （202）
9.1.3 結果檔案 （202）
9.1.4 結果數據 （203）
9.2 通用後處理技術 （203）
9.2.1 通用後處理的一般步驟及選單系統 （203）
9.2.2 選擇結果檔案與結果數據 （203）
9.2.3 查看結果檔案包含的結果序列 （204）
9.2.4 讀入用於後處理的結果序列 （204）
9.2.5 結果輸出方式控制 （205）
9.2.6 圖形顯示結果 （206）
9.2.7 列表顯示結果信息 （209）
9.2.8 查詢節點及單元結果 （210）
9.2.9 抓取結果顯示圖片 （211）
9.2.10 動畫顯示結果 （211）
9.3 時間歷程後處理技術 （212）
9.3.1 定義和存儲變數 （213）
9.3.2 變數的操作 （216）
9.3.3 查看變數 （220）
習題 （224）
第10章 結構線性靜力分析 （226）
10.1 結構靜力分析簡介 （226）
10.2 鋼支架的平面問題分析 （226）
10.3 聯軸器的三維結構分析 （233）
10.4 轉輪的軸對稱結構分析 （241）
10.5 輪子的周期對稱結構分析 （250）
習題 （254）
第11章 結構動力學分析 （256）
11.1 ANSYS動力學分析簡介 （256）
11.1.1 動力學分析的概念 （256）
11.1.2 動力學分析的類型 （256）
11.1.3 動力學分析的基本步驟 （257）
11.2 飛機機翼的模態分析 （262）
11.3 彈簧質量系統的諧回響分析 （268）
11.4 鋼樑的瞬態動力學分析 （275）
習題 （285）
第12章 非線性結構分析 （287）
12.1 非線性分析概述 （287）
12.1.1 非線性分析的定義 （287）
12.1.2 非線性分析的步驟 （288）
12.2 幾何非線性分析 （288）
12.2.1 幾何非線性基礎 （288）
12.2.2 懸臂樑的幾何非線性分析 （288）
12.3 彈塑性分析 （293）
12.3.1 彈塑性分析基礎 （293）
12.3.2 沖孔過程分析 （294）
12.4 接觸分析 （298）
12.4.1 接觸分析基礎 （298）
12.4.2 銷與銷孔接觸分析 （299）
12.4.3 鋁材擠壓成型接觸分析 （308）
習題 （312）
第13章 熱分析 （314）
13.1 熱分析概述 （314）
13.1.1 熱分析的目的 （314）
13.1.2 熱傳遞的方式 （314）
13.1.3 熱分析單元 （315）
13.1.4 ANSYS熱分析的載荷 （315）
13.1.5 ANSYS熱分析的基本過程 （316）
13.2 供熱管道穩態熱分析 （316）
13.3 淬火過程瞬態熱分析 （318）
13.4 鑄造過程瞬態熱分析 （321）
13.4.1 相變問題套用 （321）
13.4.2 鑄造過程模擬仿真 （321）
13.5 包含焊縫的金屬板熱膨脹分析 （324）
習題 （331）
附錄 ANSYS程式中常用量和單位 （333）
參考文獻 （334）
