《Ansys 2022有限元分析從入門到精通》是2023年8月1日清華大學出版社出版的圖書，作者：CAD/CAM/CAE技術聯盟。
基本介紹
- 中文名：Ansys 2022有限元分析從入門到精通
- 作者：CAD/CAM/CAE技術聯盟
- 出版時間：2023年8月1日
- 出版社：清華大學出版社
- ISBN：9787302636885
- 定價：118 元
- 印次：1-1
- 印刷日期：2023.08.04
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《Ansys 2022有限元分析從入門到精通》以Ansys 2022為依託，對Ansys分析的基本思路、操作步驟和套用技巧進行詳細介紹，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。本書共分為4篇20章：第1篇為操作基礎篇（第1~6章），詳細介紹Ansys分析全流程的基本步驟和方法；第2篇為專題實例篇（第7~14章），按不同的分析專題講解其中的參數設定方法與技巧；第3篇為熱分析篇（第15~16章），依次介紹穩態熱分析與瞬態熱分析、熱輻射和相變分析；第4篇為電磁分析篇（第17~20章），分別介紹電磁場有限元分析、二維磁場分析、三維磁場分析和電場分析等內容。另附3章線上擴展學習內容，主要對結構靜力分析、耦合場分析、直接耦合場分析進行拓展。
另外，本書隨書電子資源中還配備了極為豐富的學習資源，具體內容如下。
1. 128集高清同步微課視頻，可像看電影一樣輕鬆學習，然後對照書中實例進行練習。
2. 39個經典實例，學以致用，動手會做才是硬道理。
3. 附贈8種類型常見零部件分析的動畫演示和源檔案，可以拓寬視野，增強實戰能力。
4. 全書實例的源檔案和素材，方便按照書中實例操作時直接調用。
本書適合Ansys軟體的初、中級用戶，以及有初步使用經驗的技術人員。本書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軟體的教材，也可作為從事結構分析相關工作的工程技術人員使用Ansys軟體的參考書。
圖書目錄
目 錄
第1篇 操作基礎篇
第1章 Ansys 2022入門 2
（ 視頻講解：12分鐘）
1.1 Ansys 2022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 9
1.3.3 後處理器 9
1.4 實例入門—角托架受力分析 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 17
第2章 幾何建模 19
（ 視頻講解：27分鐘）
2.1 坐標系簡介 20
2.1.1 總體和局部坐標系 20
2.1.2 顯示坐標系 22
2.1.3 節點坐標系 23
2.1.4 單元坐標系 24
2.1.5 結果坐標系 24
2.2 工作平面的使用 25
2.2.1 定義一個新的工作平面 25
2.2.2 控制工作平面的顯示和樣式 26
2.2.3 移動工作平面 26
2.2.4 旋轉工作平面 26
2.2.5 還原一個已定義的工作平面 27
2.3 布爾操作 27
2.3.1 布爾運算的設定 27
2.3.2 布爾交運算 28
2.3.3 布爾兩兩相交運算 29
2.3.4 布爾相加運算 29
2.3.5 布爾相減運算 29
2.3.6 利用工作平面進行減運算 31
2.3.7 布爾搭接運算 31
2.3.8 布爾分割運算 31
2.3.9 布爾粘接（或合併）運算 32
2.4 編輯幾何模型 32
2.4.1 按照樣本生成圖元 33
2.4.2 由對稱映像生成圖元 33
2.4.3 將樣本圖元轉換到坐標系 33
2.4.4 實體模型圖元的縮放 34
2.5 自底向上創建幾何模型 35
2.5.1 關鍵點 35
2.5.2 硬點 36
2.5.3 線 37
2.5.4 面 40
2.5.5 體 41
2.6 實例—儲液罐的實體建模 42
2.6.1 GUI方式 43
2.6.2 命令流方式 46
2.7 自頂向下創建幾何模型（體素） 47
2.7.1 創建面體素 47
2.7.2 創建實體體素 48
2.8 實例—軸承座的實體建模 49
2.8.1 GUI方式 49
2.8.2 命令流方式 54
2.9 從IGES檔案中將幾何模型導入Ansys軟體 55
2.10 實例—輸入IGES單一實體 56
2.11 實例—對輸入模型進行修改 58
第3章 劃分格線 61
（ 視頻講解：8分鐘）
3.1 有限元格線概論 62
3.2 設定單元屬性 62
3.2.1 生成單元屬性表 62
3.2.2 在劃分格線之前分配單元屬性 63
3.3 格線劃分的控制 65
3.3.1 Ansys格線劃分工具（MeshTool） 65
3.3.2 單元形狀 65
3.3.3 選擇自由或映射格線劃分 66
3.3.4 控制單元中間節點的位置 67
3.3.5 劃分自由格線時的單元尺寸控制（SmartSizing） 67
3.3.6 映射格線劃分中單元的默認尺寸 68
3.3.7 局部格線劃分控制 69
3.3.8 內部格線劃分控制 69
3.3.9 生成過渡稜錐單元 71
3.3.10 將退化的四面體單元轉化為非退化的形式 71
3.3.11 執行層格線劃分 72
3.4 自由格線劃分和映射格線劃分控制 73
3.4.1 自由格線劃分 73
3.4.2 映射格線劃分 74
3.5 實例—儲液罐的格線劃分 78
3.5.1 GUI方式 78
3.5.2 命令流方式 80
3.6 延伸和掃掠生成有限元格線模型 80
3.6.1 延伸（Extrude）生成格線 81
3.6.2 掃掠（VSWEEP）生成格線 83
3.7 修改有限元模型 85
3.7.1 局部細化格線 85
3.7.2 複製、移動節點和單元 88
3.7.3 控制面、線和單元的法向 88
3.7.4 修改單元屬性 89
3.8 直接通過節點和單元生成有限元模型 89
3.8.1 節點 90
3.8.2 單元 91
3.9 編號控制 93
3.9.1 合併重複項 94
3.9.2 編號壓縮 94
3.9.3 設定起始編號 95
3.9.4 編號偏差 95
3.10 實例—軸承座的格線劃分 96
3.10.1 GUI方式 96
3.10.2 命令流方式 99
第4章 施載入荷 101
（ 視頻講解：7分鐘）
4.1 載荷概論 102
4.1.1 什麼是載荷 102
4.1.2 載荷步、子步和平衡疊代 103
4.1.3 時間參數 103
4.1.4 階躍載荷與坡道載荷 104
4.2 施載入荷 105
4.2.1 載荷分類 105
4.2.2 軸對稱載荷與反作用力 111
4.2.3 利用表格施載入荷 112
4.2.4 利用函式施載入荷和邊界條件 116
4.3 實例—軸承座的載荷和約束施加 117
4.3.1 GUI方式 117
4.3.2 命令流方式 120
4.4 設定載荷步選項 120
4.4.1 通用選項 121
4.4.2 動力學分析選項 124
4.4.3 非線性選項 124
4.4.4 輸出控制 125
4.4.5 Biot-Savart選項 126
4.4.6 譜分析選項 126
4.4.7 創建多載荷步檔案 126
4.5 實例——儲液罐的載荷和約束施加 128
4.5.1 GUI方式 128
4.5.2 命令流方式 130
第5章 求解 132
（ 視頻講解：2分鐘）
5.1 求解概論 133
5.1.1 選擇求解器 133
5.1.2 求解器的類型 133
5.1.3 獲得解答 134
5.2 利用特定的求解控制器指定求解類型 135
5.2.1 使用Abridged Solution選單選項 135
5.2.2 使用求解控制對話框 136
5.3 多載荷步求解 137
5.3.1 多重求解法 137
5.3.2 使用載荷步檔案法 138
5.3.3 使用數組參數法
（矩陣參數法） 138
5.4 實例—軸承座和儲液罐模型求解 140
第6章 後處理 141
（ 視頻講解：5分鐘）
6.1 後處理概述 142
6.1.1 結果檔案 142
6.1.2 後處理可用的數據類型 143
6.2 通用後處理器（POST1） 143
6.2.1 將數據結果讀入資料庫 143
6.2.2 圖像顯示結果 149
6.2.3 列表顯示結果 155
6.2.4 將結果旋轉到不同坐標系中並顯示 157
6.3 實例—軸承座計算結果後處理 158
6.3.1 GUI方式 158
6.3.2 命令流方式 161
6.4 時間歷程後處理器（POST26） 162
6.4.1 定義和儲存POST26變數 162
6.4.2 檢查變數 164
6.4.3 POST26後處理器的其他功能 166
6.5 實例—儲液罐計算結果後處理 167
6.5.1 GUI方式 167
6.5.2 命令流方式 169
第2篇 專題實例篇
第7章 結構靜力分析 172
（ 視頻講解：31分鐘）
7.1 結構靜力概論 173
7.2 實例—高速齒輪應力分析 173
7.2.1 分析問題 173
7.2.2 建立模型 174
7.2.3 定義邊界條件並求解 186
7.2.4 查看結果 188
7.2.5 命令流方式 190
第8章 模態分析 191
（ 視頻講解：39分鐘）
8.1 模態分析概論 192
8.2 實例—高速齒輪模態分析 192
8.2.1 分析問題 192
8.2.2 建立模型 192
8.2.3 進行模態分析設定、施加邊界條件並求解 198
8.2.4 查看結果 200
8.2.5 命令流方式 203
8.3 實例—鋼桁架橋模態分析 203
8.3.1 問題描述 203
8.3.2 GUI操作方法 204
8.3.3 命令流方式 208
第9章 諧回響分析 209
（ 視頻講解：18分鐘）
9.1 諧回響分析概論 210
9.1.1 full method 210
9.1.2 frequency-sweep method 211
9.1.3 mode superposition method 211
9.1.4 3種方法的共同局限性 212
9.2 實例—懸臂樑諧回響分析 212
9.2.1 分析問題 212
9.2.2 建立模型 212
9.2.3 查看結果 222
9.2.4 命令流方式 224
第10章 譜分析 225
（ 視頻講解：28分鐘）
10.1 譜分析概論 226
10.1.1 回響譜 226
10.1.2 動力設計分析方法（DDAM） 226
10.1.3 功率譜密度（PSD） 226
10.2 實例—支撐平板動力效果譜分析 227
10.2.1 問題描述 227
10.2.2 GUI操作方法 227
10.2.3 命令流方式 244
第11章 瞬態動力學分析 245
（ 視頻講解：13分鐘）
11.1 瞬態動力學概論 246
11.1.1 full method 246
11.1.2 mode superposition method 246
11.2 實例—哥倫布阻尼的自由振動分析 247
11.2.1 問題描述 247
11.2.2 GUI模式 247
11.2.3 命令流方式 257
第12章 非線性分析 258
（ 視頻講解：17分鐘）
12.1 非線性分析概論 259
12.1.1 非線性行為的原因 259
12.1.2 非線性分析的基本信息 260
12.1.3 幾何非線性 262
12.1.4 材料非線性 263
12.1.5 其他非線性問題 266
12.2 實例—深溝球軸承 266
12.2.1 分析問題 266
12.2.2 GUI方式 267
12.2.3 查看結果 275
12.2.4 命令流方式 278
第13章 接觸問題分析 279
（ 視頻講解：17分鐘）
13.1 接觸問題概論 280
13.1.1 一般分類 280
13.1.2 接觸單元 280
13.2 實例—齒輪副的接觸分析 281
13.2.1 分析問題 281
13.2.2 建立模型 282
13.2.3 定義邊界條件並求解 291
13.2.4 查看結果 294
13.2.5 命令流方式 295
第14章 結構屈曲分析 296
（ 視頻講解：19分鐘）
14.1 結構屈曲概論 297
14.2 實例—框架結構屈曲分析 297
14.2.1 分析問題 297
14.2.2 GUI路徑模式 298
14.2.3 命令流方式 310
第3篇 熱分析篇
第15章 穩態熱分析與瞬態熱分析 312
（ 視頻講解：42分鐘）
15.1 熱分析概論 313
15.1.1 熱分析的特點 313
15.1.2 熱分析單元 314
15.2 熱載荷和邊界條件的類型 314
15.2.1 概述 314
15.2.2 熱載荷和邊界條件注意事項 315
15.3 穩態熱分析概述 315
15.3.1 穩態熱分析定義 315
15.3.2 穩態熱分析的控制方程 315
15.4 實例—電熱絲生熱穩態熱分析 316
15.4.1 GUI操作步驟 316
15.4.2 命令流方式 329
15.5 瞬態熱分析概述 329
15.5.1 瞬態熱分析特性 329
15.5.2 瞬態熱分析前處理考慮因素 330
15.5.3 控制方程 330
15.5.4 初始條件的施加 330
15.6 實例—鋼球淬火過程瞬態熱分析 331
15.6.1 GUI分析過程 332
15.6.2 命令流方式 339
第16章 熱輻射和相變分析 340
（ 視頻講解：65分鐘）
16.1 熱輻射基本理論及在Ansys中的處理方法 341
16.1.1 熱輻射特性 341
16.1.2 Ansys中熱輻射的處理方法 341
16.2 實例—兩同心圓柱體間熱輻射分析 341
16.2.1 問題描述 341
16.2.2 問題分析 342
16.2.3 GUI操作步驟 342
16.2.4 命令流方式 352
16.3 實例—圓台形物體熱輻射分析 352
16.3.1 問題描述 352
16.3.2 問題分析 352
16.3.3 GUI操作步驟 352
16.3.4 命令流方式 358
16.4 相變分析概述 358
16.4.1 相和相變 358
16.4.2 潛在熱量和焓 359
16.4.3 相變分析基本思路 359
16.5 實例—茶杯中水結冰過程分析 361
16.5.1 問題描述 361
16.5.2 問題分析 362
16.5.3 GUI操作步驟 362
16.5.4 命令流方式 374
第4篇 電磁分析篇
第17章 電磁場有限元分析簡介 376
17.1 電磁場有限元分析概述 377
17.1.1 電磁場中常見邊界條件 377
17.1.2 Ansys電磁場分析對象 377
17.1.3 電磁場單元概述 378
17.1.4 電磁宏 379
17.2 遠場單元及遠場單元的使用 379
17.2.1 遠場單元 380
17.2.2 使用遠場單元的注意事項 380
第18章 二維磁場分析 382
（ 視頻講解：73分鐘）
18.1 二維靜態磁場分析中要使用的單元 383
18.2 實例—二維螺線管制動器內靜態磁場的分析 383
18.2.1 問題描述 383
18.2.2 GUI操作方法 385
18.2.3 命令流方式 394
18.3 二維諧波磁場分析中要使用的單元 394
18.4 實例—二維自由空間線圈的諧波磁場的分析 394
18.4.1 問題描述 394
18.4.2 GUI操作方法 395
18.4.3 命令流方式 404
18.5 二維瞬態磁場分析中要使用的單元 404
18.6 實例—二維螺線管制動器內瞬態磁場的分析 405
18.6.1 問題描述 405
18.6.2 GUI操作方法 406
18.6.3 命令流方式 419
第19章 三維磁場分析 420
（ 視頻講解：36分鐘）
19.1 三維靜態磁場標量法分析中要使用的單元 421
19.2 實例—帶空氣隙的永磁體 422
19.2.1 問題描述 422
19.2.2 GUI操作方法 423
19.2.3 命令流方式 433
19.3 棱邊單元邊方法中要使用的單元 433
19.4 實例—電動機溝槽中瞬態磁場分布 434
19.4.1 問題描述 434
19.4.2 創建物理環境 435
19.4.3 建立模型、賦予特性、劃分格線 436
19.4.4 加邊界條件和載荷 437
19.4.5 求解 438
19.4.6 查看計算結果 439
19.4.7 命令流方式 441
第20章 電場分析 442
（ 視頻講解：64分鐘）
20.1 電場分析中要使用的單元 443
20.2 實例—正方形電流環中的磁場分布 446
20.2.1 問題描述 446
20.2.2 創建物理環境 447
20.2.3 建立模型、賦予特性、劃分格線 449
20.2.4 加邊界條件和載荷 451
20.2.5 求解 452
20.2.6 查看計算結果 452
20.2.7 命令流方式 454
20.3 h方法靜電場分析中要使用的單元 454
20.4 實例—禁止微帶傳輸線的靜電分析 455
20.4.1 問題描述 455
20.4.2 GUI操作方法 456
20.4.3 命令流方式 464
20.5 電路分析中要使用的單元 464
20.5.1 使用CIRCU124單元 464
20.5.2 使用CIRCU125單元 467
20.6 實例—諧波電路分析 467
20.6.1 問題描述 467
20.6.2 GUI操作方法 468
20.6.3 命令流方式 475
20.7 多導體系統求解電容 475
20.7.1 對地電容和集總電容 475
20.7.2 步驟 475
20.8 實例—電容計算實例 477
20.8.1 問題描述 477
20.8.2 創建物理環境 477
20.8.3 建立模型、賦予特性、劃分格線 480
20.8.4 加邊界條件和載荷 483
20.8.5 求解 484
20.8.6 命令流方式 485
