內容簡介
本書主要面向土木工程的學習人員和科研、設計人員,針對土木工程中的一些主要力學問題,全面詳細地介紹了其建模要點,並提供相應的經典算例。全書通俗易懂、內容豐富且全面,極 具參考價值。
全書共分15章,首先介紹了ANSYS軟體的歷史和發展技術歷程,然後對土木工程結構的一些建模要點和方法進行了歸納,並在介紹ANSYS基本操作和界面的基礎上,全面闡述了其APDL語言、格線劃分技術和前後處理技術,深入介紹了土木工程結構中的桿繫結構、實體結構的靜力分析方法。以這些技術和方法為基礎,以土木工程結構為分析對象,詳細介紹了土木工程結構各種力學問題的分析理論和分析流程,藉助眾多的經典實例深入闡述了ANSYS與土木工程分析相關的分析技術,包括非線性問題、穩定問題、動力問題、混凝土問題、單元生死問題、殘餘應力問題、隧道開挖、薄壁結構、可靠度問題和索類結構問題等多個力學問題和現象,每個力學問題均提供了詳細的建模要點、分析過程和學習範例。讀者通過研讀本書,可以快速全面掌握ANSYS在土木工程中的套用方法,便於讀者掌握有限元方法和ANSYS操作,提高解決工程結構實際問題的能力。
本書內容全面完整、針對性強、實用性好,可作為面向高等院校土木、水利和機械等工科專業的本科生或研究生教材,也可以作為工程設計人員的參考書籍。
圖書目錄
第 1 章 概述....................................... 9
1.1 ANSYS 的歷史.............................................9
1.2 ANSYS 的功能...........................................10
1.3 ANSYS 16.0 版本的新亮點.........................11
本章小結....................................12
第 2 章 制定ANSYS 分析方案.................................... 13
2.1 概述.....................................13
2.2 確定分析類型............................................14
2.3 建模...................................14
2.3.1 整體受力或局部受力........................... 14
2.3.2 模型對稱性........................................ 14
2.3.3 選用合理的單元類型........................... 15
2.3.4 格線離散方案..................................... 16
2.3.5 處理連線關係..................................... 19
2.3.6 預留荷載作用位置.............................. 20
2.3.7 制定求解過程方案.............................. 20
2.3.8 專題分析........................................... 21
2.4 典型的分析過程........................................22
2.5 一個簡單的分析例子(GUI 方式)............22
本章小結........................................27
第3 章 模型建立........................................ 28
3.1 單位設定...................................................28
3.2 坐標系和工作平面.....................................29
3.2.1 全局和局部坐標系.............................. 29
3.2.2 活動坐標系........................................ 30
3.2.3 顯示坐標系........................................ 30
3.2.4 節點坐標系........................................ 30
3.2.5 單元坐標系........................................ 31
3.2.6 結果坐標系........................................ 32
3.2.7 工作平面........................................... 32
3.3 顯示設定...................................................33
3.3.1 編號和顏色顯示控制........................... 33
3.3.2 邊界條件和荷載的顯示設定.................. 34
3.3.3 尺寸和形狀........................................ 34
3.4 實體模型的建立........................................35
3.4.1 自底向上建模..................................... 36
3.4.2 自頂向下建模..................................... 38
3.5 實體建模—導入AutoCAD 模型..................40
3.6 布爾運算...................................................41
3.6.1 布爾運算的設定.................................. 41
3.6.2 布爾操作........................................... 42
3.6.3 布爾操作注意要點.............................. 44
3.7 實體建模實例............................................44
本章小結........................................48
第4 章 格線劃分..................................... 49
4.1 格線劃分流程............................................49
4.1.1 設定單元屬性..................................... 49
4.1.2 設定格線劃分尺寸.............................. 51
4.1.3 選擇格線劃分方法.............................. 51
4.1.4 生成格線........................................... 51
4.1.5 格線檢查與修改.................................. 51
4.2 實體分網技術............................................51
4.2.1 單元屬性設定..................................... 52
4.2.2 格線劃分尺寸控制.............................. 53
4.2.3 自由格線和映射格線........................... 57
4.3 高 級分網技術............................................63
4.3.1 掃掠生成體格線.................................. 63
4.3.2 過渡金字塔單元.................................. 65
4.3.3 自適應格線劃分.................................. 67
4.4 單元形狀及格線檢查................................69
4.4.1 單元形狀檢查..................................... 69
4.4.2 格線有效性檢查.................................. 71
4.5 格線修改...................................................71
4.5.1 重新劃分格線..................................... 72
4.5.2 清除格線........................................... 72
4.5.3 細化格線........................................... 72
4.5.4 四面體單元的修改.............................. 74
4.6 直接建模...................................................74
4.6.1 節點.................................................. 74
4.6.2 單元.................................................. 75
4.7 格線劃分實例............................................75
本章小結......................................82
第5 章 載入與求解............................. 83
5.1 荷載及載入基礎........................................83
5.1.1 分類............................................