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目录1

第1章 ANSYS 8.1简介1

1.1 ANSYS 8.1软件介绍1

1.1.1 ANSYS的发展1

1.1.2 ANSYS功能简介1

1.1.3 ANSYS 8.1的新特性3

1.2 安装和启动ANSYS 8.13

1.2.1 安装ANSYS 8.13

1.2.2 启动6

1.3 ANSYS 8.1常用图形界面7

1.3.1 应用菜单8

1.3.2 工具条8

1.3.3 输入窗口8

1.3.4 主菜单9

1.3.5 图形窗口9

1.3.6 视图工具栏9

1.3.7 输出窗口9

1.4.1 有限元法的基本架构10

1.4 第一个有限元分析实战10

1.4.2 提出问题11

1.4.3 定义参数12

1.4.4 创建几何模型17

1.4.5 划分网格19

1.4.6 加载数据21

1.4.7 求解21

1.4.8 结果分析23

1.5 ANSYS 8.1程序结构分析25

1.5.1 ANSYS 8.1架构25

1.5.2 ANSYS 8.1文件格式27

1.6 小结28

1.7 习题28

第2章 建立有限元模型30

2.1 坐标系与工作平面30

2.1.1 全局坐标系和局部坐标系30

2.1.2 显示坐标系34

2.1.3 节点坐标系35

2.1.4 单元坐标系36

2.1.5 结果坐标系37

2.1.6 工作平面37

2.2 节点定义40

2.2.1 生成节点41

2.2.2 节点填充及复制42

2.2.3 查看节点43

2.2.4 删除节点45

2.2.5 移动节点46

2.3 单元定义47

2.3.1 定义单元类型47

2.3.2 定义实常数49

2.3.3 定义材料特性50

2.3.4 生成单元50

2.4 小结53

2.5 习题53

3.1 实体模型概述55

第3章 实体模型的建立55

3.2 自底向上建模56

3.2.1 定义关键点57

3.2.2 选择、查看和删除关键点59

3.2.3 定义线61

3.2.4 选择、查看和删除线64

3.2.5 定义面65

3.2.6 选择、查看和删除面66

3.2.7 定义体67

3.2.8 选择、查看和删除体68

3.3 自顶向下建模69

3.3.1 建立矩形面原始对象69

3.3.2 建立圆或环形面原始对象70

3.3.3 建立正多边形面原始对象71

3.3.4 建立长方体原始对象72

3.3.5 建立柱体原始对象73

3.3.6 建立多棱柱原始对象75

3.3.7 建立球体或部分球体原始对象75

3.3.8 建立锥体或圆台原始对象76

3.3.9 建立环体或部分环体原始对象77

3.4 布尔运算77

3.4.1 布尔运算的基础设置77

3.4.2 交运算79

3.4.3 加运算82

3.4.4 减运算82

3.4.5 工作平面减运算87

3.4.6 搭接87

3.4.7 分割88

3.4.8 粘接（或合并）89

3.5 编辑图元90

3.5.1 移动图元91

3.5.2 复制图元91

3.5.3 镜像图元92

3.5.4 缩放图元93

3.5.5 将图元转换坐标系93

3.6.1 组件和部件的操作94

3.6 运用组件和部件94

3.6.2 通过组件和部件选择实体96

3.7 小结96

3.8 习题97

第4章 网格划分98

4.1 网格划分的过程98

4.1.1 定义单元类型98

4.1.2 定义实常数101

4.1.3 定义材料参数104

4.2 网格划分控制108

4.2.1 网格划分工具109

4.2.2 Smartsize网格划分控制111

4.2.3 尺寸控制113

4.2.4 单元形状控制116

4.2.5 网格划分器选择116

4.3 实体模型网格划分121

4.3.1 关键点网格划分121

4.3.3 面网格划分122

4.3.2 线网格划分122

4.3.4 体网格划分123

4.3.5 网格修改126

4.4 网格检查128

4.4.1 设置形状检查选项128

4.4.2 设置形状限制参数129

4.4.3 确定网格质量130

4.5 自适应网格131

4.7 习题135

4.6 小结135

第5章 加载与求解137

5.1 载荷和载荷步137

5.1.1 载荷分类137

5.1.2 载荷步、子步和平衡迭代138

5.1.3 载荷的显示138

5.1.4 载荷步选项139

5.2 位移约束140

5.2.1 约束操作141

5.2.2 对称和反对称约束143

5.2.3 耦合自由度144

5.2.4 约束方程146

5.3 集中载荷146

5.3.1 施加力和力矩147

5.3.2 重复设置力和力矩147

5.3.3 缩放力和力矩148

5.3.4 转换力和力矩148

5.4.1 基本操作149

5.4 表面载荷149

5.4.2 梁单元上的压力载荷150

5.4.3 指定斜率152

5.4.4 函数加载153

5.4.5 表面效应单元156

5.5 体载荷156

5.5.1 施加体载荷156

5.5.2 惯性载荷157

5.6 特殊载荷157

5.6.2 轴对称载荷158

5.6.1 耦合场载荷158

5.7 求解159

5.7.1 选择合适的求解器159

5.7.2 求解多步载荷160

5.7.3 中断和重新启动162

5.8 计运行时间和文件大小163

5.9 小结165

5.10 习题165

第6章 通用后处理器167

6.1 后处理器概述167

6.1.1 读取结果数据167

6.1.2 数据替换与追加170

6.1.3 选择结果数据170

6.1.4 输出控制171

6.2 图形显示172

6.2.1 绘制变形图172

6.2.2 绘制等值线图174

6.2.3 绘制矢量图176

6.2.4 绘制粒子轨迹图178

6.2.5 绘制破裂图和压碎图179

6.3 单元表180

6.3.1 定义单元表180

6.3.2 单元表的操作182

6.3.3 显示单元表182

6.4 使用路径184

6.4.1 定义路径184

6.4.2 观察沿路径结果186

6.4.3 进行沿路径数学运算189

6.5 载荷工况189

6.5.1 定义载荷工况190

6.5.2 载荷工况的读写190

6.5.3 载荷工况数学运算191

6.6 小结192

6.7 习题192

7.1.1 变量定义193

7.1 定义和存储变量193

第7章 时间历程后处理器193

7.1.2 变量存储195

7.1.3 变量的导入197

7.2 变量的操作197

7.2.1 数学运算197

7.2.2 变量与数组相互赋值198

7.2.3 数据平滑200

7.3.1 图形显示202

7.3 查看变量202

7.2.4 生成响应频谱202

7.3.2 列表显示205

7.4 动画技术207

7.4.1 直接生成动画207

7.4.2 通过动画帧显示动画208

7.4.3 动画播放210

7.5 小结210

7.6 习题211

8.1 APDL简介212

第8章 ANSYS参数化设计语言（APDL）212

8.2 使用参数213

8.2.1 标量参数213

8.2.2 数组参数216

8.2.3 数组参数的定义216

8.2.4 数组参数的赋值217

8.2.5 数组的图形显示222

8.2.6 参数表达式224

8.2.7 数学函数225

8.3 使用工具条226

8.3.1 工具条基本操作226

8.3.2 嵌套按钮228

8.4 APDL宏语言229

8.4.1 宏的创建230

8.4.2 宏的运行232

8.4.3 APDL程序控制233

8.4.4 设置用户交互界面237

8.5 小结241

8.6 习题242

第9章 结构静力分析243

9.1 结构分析概述243

9.2 结构线性静力分析244

9.2.1 线性静力分析基础244

9.2.2 线性静力分析实例244

9.3 结构非线性分析252

9.3.1 几何非线性分析253

9.3.2 几何非线性分析实例254

9.3.3 材料非线性分析258

9.3.4 材料非线性分析实例259

9.4 小结264

9.5 习题264

第10章 ANSYS 8.1动态分析266

10.1 模态分析266

10.1.1 模态分析简介266

10.1.2 模态分析步骤267

10.1.3 模态分析实例270

10.2 瞬时动态分析278

10.2.1 瞬态动力分析简介278

10.2.2 瞬态动力分析步骤278

10.2.3 瞬态动力分析实例281

10.3 谐波响应分析288

10.3.1 谐波响应分析简介288

10.3.2 谐波响应分析步骤288

10.3.3 谐波响应分析实例290

10.4 小结295

10.5 习题295

第11章 ANSYS 8.1热力学分析297

11.1 热分析的基础知识297

11.1.1 符号与单位297

11.1.2 传热学经典理论回顾298

11.1.3 热传递的方式298

11.2.3 ANSYS稳态热分析的基本过程300

11.2.2 热分析的单元300

11.2 稳态热分析300

11.2.1 稳态传热的定义300

11.2.4 稳态热分析实例303

11.3 瞬态热分析309

11.3.1 瞬态传热分析的定义309

11.3.2 瞬态热分析中的单元及命令309

11.3.3 ANSYS瞬态热分析的主要步骤310

11.3.4 瞬态热分析实例312

11.5 习题320

11.4 小结320

第12章 优化设计322

12.1 优化设计基本概念322

12.2 优化设计的步骤324

12.2.1 生成分析文件324

12.2.2 建立优化参数328

12.2.3 指定分析文件328

12.2.4 声明优化变量328

12.2.5 选择优化工具和方法331

12.2.6 指定优化循环控制方式332

12.2.7 进行优化分析333

12.2.8 查看优化结果334

12.3 基本优化方法和工具336

12.3.1 单步运行法336

12.3.4 等步长搜索法337

12.3.5 最优梯度法337

12.3.3 乘子评估法337

12.3.2 随机搜索法337

12.3.6 零阶方法338

12.3.7 一阶方法339

12.4 优化设计实例339

12.4.1 问题描述339

12.4.2 GUI操作步骤340

12.4.3 命令流方式348

12.5 小结351

12.6 习题351

附录353