第1章 ANSYS基礎操作入門

1.1 ANSYS圖形用戶界面

1.1.1 GUI布局

1.1.2 GUI使用介紹

1.1.3 對話框組件介紹

1.2 ANSYS使用環境

1.2.1 程序處理器

1.2.2 ANSYS數據庫

1.2.3 ANSYS文件

1.2.4 ANSYS啟動和交互

1.3 圖形化選取

1.3.1 鼠標按鍵選擇功能分配

1.3.2 空間選取和實體選取

1.3.3 查詢選取

1.4 ANSYS分析入門

1.5 實例：添加Tiff格式照片輸出快捷按鈕設置

1.6 本章小結

第2章 幾何建模

2.1 ANSYS建模概述

2.2 坐標繫

2.2.1 全局坐標繫

2.2.2 局部坐標繫

2.2.3 節點坐標繫

2.2.4 其他坐標繫

2.3 工作平面

2.3.1 創建工作平面

2.3.2 工作平面操作

2.4 幾何建模

2.4.基本操作

2.4.2 幾何建模通用操作

2.4.3 布爾操作

2.4.4 查看幾何模型性質

2.5 實例：斜齒輪幾何建模

2.6 模型文件導入

2.7 本章小結

第3章 建模型

3.1 幾何模型網格劃分

3.1.1 劃分方式

3.1.2 屬性

3.1.3 網格劃分控制

3.1.4 網格劃分

3.1.5 網格檢查與修改

3.1.6 螺栓網格劃分

3.2 直接生成簡介

3.3 耦合與約束方程

3.3.1 耦合

3.3.2 約束方程

3.4 本章小結

第4章 加載與求解

4.1 對像選取與組件、集合

4.1.1 對像選取

4.1.2 組件與集合

4.2 加載

4.2.1 加載過程

4.2.2 施載對像

4.2.3 載荷類型

4.2.4 載荷步通用設置

4.2.5 施加載荷方式

4.3 求解

4.3.1 分析類型

4.3.2 求解器

4.3.3 求解與輸出

4.3.4 多載荷步求解

4.3.5 重啟動分析

4.4 本章小結

第5章 後處理

5.1 後處理概述

5.1.1 後處理器類型

5.1.2 結果文件

5.1.3 後處理中的數據

5.2 通用後處理器（POST1）

5.2.1 讀取結果數據

5.2.2 圖形方式查看結果

5.2.3 面操作

5.2.4 列表顯示結果

5.2.5 將結果映射到路徑

5.2.6 結果查看器

5.2.7 部分其他操作

5.3 時間歷程後處理器（POST26）

5.3.1 時間歷程變量查看器

5.3.2 定義變量

5.3.3 變量數據運算操作

5.3.4 查看變量

5.4 本章小結

第6章 ANSYS參數化處理

6.1 APDL概述

6.2 使用參數

6.2.1 標量參數

6.2.2 數組參數

6.2.3 參數表達式

6.2.4 函數處理

6.3 APDL程序控制

6.3.1 宏的調用

6.3.2 無條件轉移控制

6.3.3 條件轉移控制

6.3.4 重復操作

6.3.5 循環

6.4 本章小結

第7章 線性靜力學分析

7.1 線性靜力學分析概述

7.1.1 線性結構力學知識基礎

7.1.2模型屬性

7.2 線性靜力學分析過程

7.2.1 前處理

7.2.2 加載求解

7.2.3 後處理

7.3 算例1：非均勻截面梁受扭矩分析

7.3.1 問題描述與分析

7.3.2 前處理

7.3.3 加載與求解

7.3.4 後處理

7.4 算例2：開孔板應力集中分析

7.4.1 問題描述與分析

7.4.2 前處理

7.4.3 加載與求解

7.4.4 後處理

7.5 算例3：各向異性材料與熱膨脹

7.5.1 問題描述與分析

7.5.2 前處理

7.5.3 加載與求解

7.5.4 後處理

7.6 算例4：軸對稱結構承受函數載荷和角速度

7.6.1 問題描述與分析

7.6.2 前處理

7.6.3 加載與求解

7.6.4 後處理

7.7 本章小結

第8章 非線性分析

8.1 非線性分析概述

8.1.1 幾何非線性

8.1.2 材料非線性

8.2 靜態非線性分析基本過程

8.2.1 前處理

8.2.2 加載與求解

8.2.3 後處理

8.3 算例1：桁架大變形分析

8.3.1 問題描述與分析

8.3.2 前處理

8.3.3 加載與求解

8.3.4 後處理

8.4 算例2：多線性各向同性強化材料應力—應變分析

8.4.1 問題描述與分析

8.4.2 前處理

8.4.3 加載與求解

8.4.4 後處理

8.5 本章小結

第9章 屈曲分析

9.1 屈曲分析概述

9.2 線性屈曲分析步驟

9.2.1 前處理

9.2.2 求取靜態解

9.2.3 求取屈曲解

9.4.4 後處理

9.3 非線性屈曲分析步驟

9.3.1 前處理

9.3.2 加載與求解

9.3.3 後處理

9.4 算例1：中間鉸支增強穩定性線性分析

9.4.1 問題描述與分析

9.4.2 前處理

9.4.3 求取靜態解

9.4.4 求取屈曲解

9.4.5 後處理

9.5 算例2：中間鉸支增強穩定性非線性分析

9.5.1 問題描述與分析

9.4.2 前處理

9.4.3 加載與求解

9.4.4 後處理

9.6 本章小結

第10章 模態分析

10.1 模態分析概論

10.2 模態分析過程

10.2.1 前處理

10.2.2 加載與求解

10.2.3 後處理

10.2.4 施加預應力效應

10.2.5 循環對稱結構的模態分析

10.3 算例1：帶集中質量結構扭振分析

10.3.1 問題描述與分析

10.3.2 前處理

10.3.3 加載與求解

10.3.4 後處理

10.4 算例2：音叉固有頻率分析

10.4.1 問題描述與分析

10.4.2 前處理

10.4.3 加載與求解

10.4.4 後處理

10.5 算例3：循環對稱結構振動模態分析

10.5.1 問題描述與分析

10.5.2 前處理

10.5.3 加載與求解

10.5.4 後處理

10.6 本章小結

第11章 諧響應分析

11.1 諧響應分析概論

11.1.1 諧響應分析簡介

11.1.2 諧響應分析理論簡介

11.2 諧響應分析過程

11.2.1 完全法分析過程

11.2.2 縮減法分析過程

11.2.3 模態疊加法分析過程

11.3 算例1：機翼諧響應完全法分析

11.3.1 問題描述與分析

11.3.2 前處理

11.3.3 加載與求解

11.3.4 後處理

11.4 算例2：機翼諧響應縮減法分析

11.4.1 問題描述與分析

11.4.2 前處理

11.4.3 模態分析求解

11.4.4 諧響應分析求解

11.4.5 後處理

11.5 算例3：機翼諧響應模態疊加法分析

11.5.1 問題描述與分析

11.5.2 前處理

11.5.3 模態分析求解

11.5.4 諧響應分析求解

11.5.5 後處理

11.6 本章小結

第12章 瞬態分析

12.1 瞬態分析概論

12.2 瞬態分析過程

12.2.1 完全法分析瞬態過程

12.2.2 縮減法分析瞬態過程

12.3.3 模態疊加法分析瞬態過程

12.3 算例1：懸板瞬態響應完全法分析

12.3.1 問題描述與分析

12.3.2 前處理

12.3.3 加載與求解

12.3.4 後處理

12.4 算例2：懸板瞬態響應縮減法分析

12.4.1 問題描述與分析

12.4.2 前處理

12.4.3 加載與求解

12.4.4 後處理

12.5 算例3：懸板瞬態響應模態疊加法分析

12.5.1 問題描述與分析

12.5.2 前處理

12.5.3 模態分析求解

12.5.4 瞬態分析求解

12.5.5 後處理

12.6 本章小結

第13章 譜分析

13.1 譜分析概述

13.2 譜分析過程

13.2.1 單點響應譜分析過程

13.2.2 隨機振動功率譜密度分析

13.3 算例1：屋頂單點響應譜分析

13.3.1 問題描述與分析

13.3.2 前處理

13.3.3 模態分析求解

13.3.4 譜分析求解

13.3.5 後處理

13.4 算例2：屋頂多點響應譜分析

13.4.1 問題描述與分析

13.4.2 前處理

13.4.3 模態分析求解

13.4.4 譜分析求解

13.4.5 後處理

13.5 算例3：屋頂隨機振動譜分析

13.5.1 問題描述與分析

13.5.2 前處理

13.5.3 模態分析求解

13.5.4 譜分析求解

13.5.5 後處理

13.6 本章小結

第14章 線性擾動分析

14.1 線性擾動分析概述

14.1.1 假設與限制

14.1.2 線性擾動分析理論概述

14.2 線性擾動分析過程

14.2.1 線性擾動模態分析過程

14.2.2 線性擾動屈曲分析過程

14.2.3 線性擾動諧響應分析過程

14.3 算例：線性擾動模態分析

14.3.1 問題描述與分析

14.3.2 前處理

14.3.3 基礎分析求解

14.3.4 重建剛度矩陣

14.3.5 線性擾動模態分析求解

14.3.6 後處理

14.4 本章小結

第15章 密封墊片分析

15.1 密封墊片分析概述

15.2 密封墊片分析過程

15.2.1

15.2.2 材料定義

15.2.3 網格劃分

15.2.4 求解與查看結果

15.3 算例：密封墊片分析

15.3.1 問題描述與分析

15.3.2 前處理

15.3.3 加載與求解

15.3.4 後處理

15.4 本章小結

第16章 斷裂分析

16.1 斷裂分析概論

16.1.1 斷裂模式

16.1.2 斷裂力學參數計算

16.1.3 斷裂仿真方法

16.2 斷裂分析過程

16.2.1 J積分計算過程

16.2.2 能量釋放率計算過程

16.2.3 應力密度繫數計算過程

16.3 算例：應力集中點斷裂分析

16.3.1 問題描述與分析

16.3.2 前處理

16.3.3 靜態分析加載

16.3.4 設置計算參數

16.3.5 求解

16.3.6 後處理

16.4 本章小結

第17章 脫落分析

17.1 脫落分析過程

17.1.1 基於VCCT的裂紋擴展仿真

17.1.2 基於的界面脫落建模方式

17.1.3 基於的界面脫落建模方式

17.2 算例：基於VCCT法的懸臂梁界面開裂分析

17.2.1 問題描述與分析

17.2.2 前處理

17.2.3 設置裂紋擴展路徑

17.2.4 加載與求解

17.2.5 後處理

17.3 本章小結

第18章 復合材料分析

18.1 復合材料建模分析過程

18.1.1 選擇合類型

18.1.2 定義復合材料構造

18.1.3 設置失效準則

18.1.4 復合材料建模和後處理建議

18.2 算例1：復合材分析

18.2.1 問題描述與分析

18.2.2 前處理

18.2.3 加載與求解

18.2.4 後處理

18.3 算例2：復合材料分析

18.3.1 問題描述與分析

18.3.2 前處理

18.3.3 加載與求解

18.3.4 後處理

18.4 本章小結

第19章 疲勞分析

19.1 疲勞分析概述

19.2 疲勞分析過程

19.2.1 疲勞分析操作步驟

19.2.2 疲勞分析命令流樣式

19.3 算例：L架疲勞分析

19.3.1 問題描述與分析

19.3.2 前處理

19.3.3 加載與求解

19.3.4 後處理

19.3.5 疲勞計算

19.4 本章小結

第20章模型分析

20.1概述

20.2建模

20.2.1 創建梁截面

20.2.2 使用非線性及復合材料梁截面

20.3 算例：復合截面與普通截面梁靜力對比分析

20.3.1 問題描述與分析

20.3.2 前處理

20.3.3 加載與求解

20.3.4 後處理

20.4 本章小結

第21章模型分析

21.1 創截面過程

21.1.1 普通截面

21.1.2 合成截面

21.2 算例：復合截面與普通截面殼靜力對比分析

21.2.1 問題描述與分析

21.2.2 前處理

21.2.3 加載與求解

21.2.4 後處理

21.3 本章小結

第22章 強化材料建模分析

22.1 強化材料建模

22.2 算例1：離散強化分析

22.2.1 問題描述與分析

22.2.2 前處理

22.2.3 加載與求解

22.2.4 後處理

22.3 算例2：層片強化分析

22.3.1 問題描述與分析

22.3.2 前處理

22.3.3 加載與求解

22.3.4 後處理

22.4 本章小結

第23章 接觸分析

23.1 接觸概述

23.2 GUI交互工具

23.2.1 接觸管理器

23.2.2 接觸向導

23.3 面面接觸

23.3.1 面面

23.3.2 面面接觸分析

23.4 點面接觸

23.4.1 點面

23.4.2 點面接觸分析

23.5 三維梁梁接觸分析

23.5.1 三維線線

23.5.2 梁梁接觸建模

23.5.3 三維梁梁接觸分析

23.6 線面接觸

23.6.1 線面

23.6.2 線面接觸分析

23.7 點點接觸

23.7.1 點點

23.7.2 點點接觸分析

23.8 多點約束和裝配

23.8.1 實體-實體裝配和殼-殼裝配

23.8.2 殼-實體裝配

23.8.3 基於面的約束

23.9 算例：赫茲接觸分析

23.9.1 問題描述與分析

23.9.2 前處理

23.9.3 加載與求解

23.9.4 後處理

23.10 本章小結

第24章 多體運動學分析

24.1 多體運動學分析概述

24.2 多體運動學分析過程

24.2.1 柔體建模

24.2.2 剛體建模

24.2.3 連接部件

24.2.4 多體運動學分析過程

24.3 算例：搖杆機構運動學分析

24.3.1 問題描述與分析

24.3.2 前處理

24.3.3 加載與求解

24.3.4 後處理

24.4 本章小結

第25章 熱分析

25.1 熱分析概述

25.1.1 物理量與單位

25.1.類型

25.1.3 基礎理論

25.2 分析過程

25.2.1 穩態熱分析過程

25.2.2 瞬態熱分析過程

25.3 算例1：自適應網格溫度場及熱應力分析

25.3.1 問題描述與分析

25.3.2 熱分析前處理

25.3.3 求解溫度場

25.3.4 熱分析結果處理

25.3.5 結構分析前處理

25.3.6 求解應力場

25.3.7 結構分析結果處理

25.4 算例2：無限平板的瞬態熱分析

25.4.1 問題描述與分析

25.4.2 前處理

25.4.3 施加載荷並求解

25.4.4 查看結果

25.5 本章小結

第26章 DESIGNXPLORER設計優化

26.1 DesignXplorer概述

26.1.1 DesignXplorer介紹

26.1.2 基本操作

26.1.類型

26.2 算例：板厚優化設計

26.2.1 問題描述與分析

26.2.2 預分析前處理

26.2.3 預分析求解

26.2.4 預分析結果查看

26.2.5 設計問題求解

26.2.6 查看設計結果

26.2.7 優化設計

26.3 本章小結

前 言 ANSYS
14是2011年年底推出的版本，它為工程分析提供了充分的分析手段。目前，ANSYS已經在很多領域得到了應用，結構分析領域無疑是ANSYS應用的成功案例之一。本書針對ANSYS在結構分析領域成功應用的結果及國內機械類、土木類等領域急需進行結構工程分析的專業人纔的需求，編寫了本書。本書分為兩部分共26章，部分為基礎部分（第1~6章），第二部分為專題部分（第7~26章），各章內容簡單介紹如下。第1章：ANSYS基礎操作入門。主要介紹ANSYS圖形用戶界面、使用環境、選取操作和分析基本流程等內容，主要為ANSYS新用戶介紹部分基礎知識。第2章：幾何建模。主要介紹坐標繫、工作平面、幾何建模等。在幾何建模部分，詳細介紹了關鍵點、硬點、線、面、體的創建、一般操作和布爾操作的命令方式和GUI方式。另外，還通過案例說明了從其他CAD軟件建立的模型導入到ANSYS中的方法。第3章：建模型。主要介紹建模型的相關內容，包括幾何模型網格劃分、直接生成和耦合與約束方程等內容。第4章：加載與求解。主要介紹加載與求解過程相關的設置和內容，為了進行合理地加載，首先介紹了對像選取相關內容；在加載相關內容中，詳細講解了加載過程、施載對像、載荷類型、載荷步設置和施載方式等內容；在求解相關內容中，介紹了分析類型、求解器、輸出控制、多載荷步求解和重啟動等內容。第5章：後處理。主要介紹在通用後處理器和時間歷程後處理器進行結果處理的方法，包括在通用後處理器中，查看特定時間點或頻率點上整個模型的響應狀況；在時間歷程後處理器中，查看特定模型實體求解結果在整個時間或頻率範圍內的變化情況。第6章：ANSYS參數化處理。主要介紹標量參數和數組參數的使用、參數表達式和參數的函數處理方法，以及APDL設計語言中宏的調用、無條件轉移控制、條件轉移控制、重復操作和循環等方面的內容。第7章：線性靜力學分析。主要介紹線性靜力學分析的相關理論和分析過程，並通過算例詳細說明了分析過程。第8章：非線性分析。主要介紹非線性分析的種類及其相關內容，並通過算例比較了在幾何非線性條件下結構的響應與線性條件下結構的響應的區別，還通過算例分析了非線性材料在外力作用下的響應情況。第9章：屈曲分析。主要介紹線性屈曲分析和非線性屈曲分析，並通過算例對這兩種方法的分析過程進行了說明，並對結果進行了簡單對比。第10章：模態分析。主要介紹模態分析的相關理論與模態分析過程，並通過算例分別說明了簡單模型、實體模型和循環對稱結構模態分析的基本步驟。第11章：諧響應分析。主要介紹用完全法、縮減法和模態疊加法求解諧響應分析的基本過程，並通過算例分析對分析過程進行了說明。第12章：瞬態分析。主要介紹使用完全法、縮減法和模態疊加法求解瞬態分析的基本過程，並通過算例分析對分析過程進行了說明。第13章：譜分析。主要介紹單點響應譜分析、多點響應譜分析和功率譜密度分析等
3類譜分析的方法，並通過算例分析對分析過程進行了說明。第14章：線性擾動分析。主要介紹線性擾動模態分析、線性擾動屈曲分析和線性擾動諧響應分析的操作過程，並使用算例進行了線性擾動模態分析。第15章：密封墊片分析。主要介紹密封墊片類材料分析過類型、材料屬性和建模方法，並使用算例進行了說明。第16章：斷裂分析。主要介紹斷裂參數J積分、能量釋放率和應力密度的計算方法和斷裂區域建模方法，並使用算例進行了說明。第17章：脫落分析。主要介紹基於或基於的建模方式，並使用算例對基於VCCT法分析和基於建立的裂紋擴展模型的脫落分析過程進行了說明。第18章：復合材料分析。主要介紹復合材料支、構造、失效準則等，並使用算例對復合材和的建模分析過程進行了說明。第19章：疲勞分析。主要介紹疲勞計算的參數設置和疲勞分析過程，並使用算例對疲勞分析過程進行了說明。第20章模型分析。主要介紹主要介的截面構造及建模過程，並使用算例對不同截面建立的模型進行了分析和說明。第21章模型分析。主要介的截面構造及建模過程，並使用算例對不同截面建立的模型進行了分析和說明。第22章：強化材料建模分析。主要介紹離散強化和層片強化的建模方式及分析過程，並使用算例對兩種強化方式進行了說明。第23章：接觸分析。主要介紹接觸分析的交互工類型，以及多種接觸類型的分析過程，包括面面接觸、點面接觸、梁梁接觸、線面接觸、點點接觸和多點約束和裝配等，並使用算例對面面接觸分析過程進行了說明。第24章：多體運動學分析。主要介紹多體運動學分析過程、柔體建模、剛體建模、連接及其使用，並使用算例對多體運動學的分析過程進行了說明。第25章：熱分析。主要介紹熱分析使用的物理量及其單類型以及熱分析的理論基礎、穩態熱分析和瞬態熱分析的分析過程，並通過兩個算例分別對穩態熱分析和瞬態熱分析的分析過程進行了說明。第26章：DesignXplorer設計優化。主要介紹使用DesignXplorer進行設計的基本操作、支持DesignXplorer設類型及其參數，並通過板厚優化設計算例，簡單說明了優化設計的過程。本書由陳艷霞、林金寶編著，其中第1~6、14~23章由陳艷霞編寫，第7~13，24~26章由林金寶編寫，參與編寫的還有丁金濱、張衛東、白明輝、王淑明、王俊峰、陳丹、呂小軍、高靜、張少華、吳永福、程國華、石良臣等。由於作者水平和編寫時間有限，書中欠妥錯誤之處在所難免。作者真誠希望廣大讀者朋友和各位同仁能夠及時指出書中任何需要修改的地方，共同促進本書質量的提高。後，在此與大家共勉！編者郵箱：comshu@126.com
官方網址：www.ourcax.com 編著者