ANSYS 17.0有限元分析完全自学手册 第2版

《ANSYS 17.0有限元分析完全自学手册 第2版》分为两篇，第壹篇为操作基础篇，详细介绍了ANSYS分析全流程的基本步骤和方法，共7章：第1章介绍ANSYS入门基础；第2章介绍创建几何模型；第3章介绍模型创建过程；第4章介绍模型的网格划分；第5章介绍载荷施加及载荷步；第6章介绍有限元模型求解；第7章介绍通用及时间历程后处理。第二篇为专题实例篇，按不同的分析专题讲解了各种分析专题的参数设置方法与技巧，共11章：第8章介绍结构静力分析；第9章介绍模态分析；第10章介绍谱分析；第11章介绍谐响应分析；第12章介绍瞬态动力学分析；第13章介绍非线性分析；第14章介绍接触问题分析；第15章介绍结构屈曲分析；第16章介绍热力学分析；第17章为电磁场分析；第18章介绍耦合场分析。书中所有实例的模型素材文件和命令代码均在随书附赠网盘中，读者可扫描封底相应二维码自行下载。
《ANSYS 17.0有限元分析完全自学手册 第2版》适用于ANSYS软件的初、中级用户，以及有初步使用经验的技术人员；本书可作为理工科院校相关专业的高年级本科生、研究生及教师学习ANSYS软件的培训教材，也可作为从事结构分析相关行业的工程技术人员使用ANSYS软件的参考书。

前言

操作基础篇

第1章ANSYS入门简述
1.1 ANSYS概述
1.1.1 ANSYS的功能
1.1.2 ANSYS的发展
1.2 ANSYS 17.0的安装与启动
1.2.1 设置运行环境
1.2.2 启动与退出
1.3 ANSYS分析求解过程
1.3.1 创建模型
1.3.2 加载及求解
1.3.3 两个后处理
1.4 ANSYS文件系统管理
1.4.1 文件类型
1.4.2 文件管理

第2章创建几何模型
2.1 坐标系基础
2.1.1 总体及局部坐标系
2.1.2 显示坐标系
2.1.3 节点坐标系
2.1.4 单元坐标系
2.1.5 结果坐标系
2.2 工作平面的使用
2.2.1 定义一个新的工作平面
2.2.2 控制工作平面的显示和样式
2.2.3 移动工作平面
2.2.4 旋转工作平面
2.2.5 还原一个已定义的工作平面
2.3 布尔操作
2.3.1 布尔运算的设置
2.3.2 布尔运算之后的图元编号
2.3.3 交运算
2.3.4 两两相交
2.3.5 相加
2.3.6 相减
2.3.7 利用工作平面作减运算
2.3.8 搭接
2.3.9 分割
2.3.10 粘接（或合并）
2.4 移动、复制和缩放几何模型
2.4.1 按照样本生成图元
2.4.2 由对称映像生成图元
2.4.3 将样本图元转换坐标系
2.4.4 实体模型图元的缩放
2.5 实例——框架结构的实体建模
2.5.1 问题描述
2.5.2 GUI操作方法
2.5.3 命令方式

第3章模型创建过程
3.1 自底向上创建几何模型
3.1.1 关键点
3.1.2 硬点
3.1.3 线
3.1.4 面
3.1.5 体
3.1.6 自底向上建模实例
3.2 自顶向下创建几何模型（体素）
3.2.1 创建面体素
3.2.2 创建实体体素
3.2.3 自顶向下建模实例
3.3 实例——轴承座的实体建模
3.3.1 GUI方式
3.3.2 命令方式

第4章模型的网格划分
4.1 有限元网格概论
4.2 影响网格因素
4.2.1 生成单元属性表
4.2.2 分配单元属性
4.3 网格划分的控制
4.3.1 ANSYS网格划分工具（MeshTool）
4.3.2 单元形状
4.3.3 选择自由或映射网格划分
4.3.4 控制单元边中节点的位置
4.3.5 划分自由网格时的单元尺寸控制（SmartSizing）
4.3.6 映射网格划分中单元的默认尺寸
4.3.7 局部网格划分控制
4.3.8 内部网格划分控制
4.3.9 生成过渡棱锥单元
4.3.10 将退化的四面体单元转化为非退化的形式
4.3.11 执行层网格划分
4.4 自由及映射网格划分控制
4.4.1 自由网格划分
4.4.2 映射网格划分
4.5 实例——框架结构的网格划分
4.5.1 GUI方式
4.5.2 命令方式
4.6 延伸和扫掠
4.6.1 延伸（Extrude）生成网格
4.6.2 扫掠（VSWEEP）生成网格
4.7 直接生成网格模型
4.7.1 节点
4.7.2 单元
4.8 实例——轴承座的网格划分
4.8.1 GUI方式
4.8.2 命令方式

第5章载荷施加及载荷步
5.1 载荷概念
5.1.1 什么是载荷
5.1.2 载荷步、子步和平衡迭代
5.1.3 时间参数
5.1.4 阶跃载荷与坡道载荷
5.2 施加载荷
5.2.1 实体模型载荷与有限单元载荷
5.2.2 施加载荷
5.2.3 利用表格来施加载荷
5.2.4 轴对称载荷与反作用力
5.3 实例——轴承座的载荷和约束施加
5.3.1 GUI方式
5.3.2 命令方式
5.4 载荷步选项
5.4.1 通用选项
5.4.2 非线性选项
5.4.3 动力学分析选项
5.4.4 输出控制
5.4.5 创建多载荷步文件
5.5 实例——框架结构的载荷和约束施加
5.5.1 GUI方式
5.5.2 命令方式

第6章有限元模型求解
6.1 求解概论
6.1.1 直接求解法
6.1.2 稀疏矩阵法
6.1.3 雅可比共轭梯度法
6.1.4 不完全分解共轭梯度法
6.1.5 预条件共轭梯度法
6.1.6 自动迭代解法选项
6.1.7 获得解答
6.2 指定求解类型
6.2.1 Abridged Solution 菜单选项
6.2.2 求解控制对话框
6.3 多载荷步求解
6.3.1 多重求解法
6.3.2 使用载荷步文件法
6.3.3 数组参数法（矩阵参数法）
6.4 重新启动分析
6.4.1 重启动分析
6.4.2 多载荷步文件的重启动分析
6.5 求解前预估
6.5.1 估计运算时间
6.5.2 估计文件的大小
6.5.3 估计内存需求
6.6 实例——轴承座和框架结构模型求解

第7章 通用及时间历程后处理
7.1 后处理概述
7.1.1 结果文件类型
7.1.2 后处理可用的数据类型
7.2 通用后处理器（POST1）
7.2.1 将数据结果读入数据库
7.2.2 图像显示结果
7.2.3 列表显示结果
7.2.4 将结果旋转到不同坐标系中显示
7.3 实例——轴承座计算结果后处理
7.3.1 GUI方式
7.3.2 命令方式
7.4 时间历程后处理（POST26）
7.4.1 定义和储存POST26变量
7.4.2 检查变量
7.4.3 POST26后处理器的其他功能
7.5 实例——框架结构计算结果后处理
7.5.1 GUI方式
7.5.2 命令方式

专题实例篇

第8章 结构静力分析
8.1 静力分析介绍
8.2 实例——内六角扳手的静态分析
8.2.1 问题的描述
8.2.2 GUI路径模式
8.2.3 命令流方式

第9章 模态分析
9.1 模态分析概论
9.2 实例——小发电机转子模态分析
9.2.1 分析问题
9.2.2 建立模型
9.2.3 进行模态设置、定义边界条件并求解
9.2.4 查看结果
9.2.5 命令流方式

第10 章谱分析
10.1 谱分析概论
10.1.1 响应谱
10.1.2 动力设计分析方法（DDAM）
10.1.3 功率谱密度（PSD）
10.2 实例——简单梁结构响应谱分析
10.2.1 问题描述
10.2.2 GUI操作方法
10.2.3 命令流方式

第11章 谐响应分析
11.1 谐响应分析概论
11.1.1 完全法（Full Method）
11.1.2 减缩方法（Reduced Method）
11.1.3 模态叠加法（Mode Superposition Method）
11.1.4 3种方法的共同局限性
11.2 实例——悬臂梁谐响应分析
11.2.1 分析问题
11.2.2 建立模型
11.2.3 查看结果
11.2.4 命令流方式

第12章 瞬态动力学分析
12.1 瞬态动力学概论
12.1.1 完全法（Full Method）
12.1.2 模态叠加法（Mode Superposition Method）
12.1.3 减缩法（Reduced Method）
12.2 实例——哥伦布阻尼的自由振动分析
12.2.1 问题描述
12.2.2 GUI模式
12.2.3 命令流方式

第13章 非线性分析
13.1 非线性分析概论
13.1.1 非线性行为的原因
13.1.2 非线性分析的基本信息
13.1.3 几何非线性
13.1.4 材料非线性
13.1.5 其他非线性问题
13.2 实例——铆钉非线性分析
13.2.1 问题描述
13.2.2 建立模型
13.2.3 定义边界条件并求解
13.2.4 查看结果
13.2.5 命令流方式

第14章 接触问题分析
14.1 接触问题概论
14.1.1 一般分类
14.1.2 接触单元
14.2 实例——陶瓷套管的接触分析
14.2.1 问题描述
14.2.2 GUI方式
14.2.3 命令流方式

第15 章结构屈曲分析
15.1 结构屈曲概论
15.2 实例——薄壁圆筒屈曲分析
15.2.1 分析问题
15.2.2 操作步骤
15.2.3 命令流

第16章 热力学分析
16.1 热分析概论
16.1.1 热分析的特点
16.1.2 热分析单元
16.2 实例——长方体形坯料空冷过程分析
16.2.1 问题描述
16.2.2 问题分析
16.2.3 GUI操作步骤
16.2.4 命令流方式
16.3 实例——某零件铸造过程分析
16.3.1 问题描述
16.3.2 问题分析
16.3.3 GUI操作步骤
16.3.4 命令流方式

第17章 电磁场分析
17.1 电磁场有限元分析概述
17.1.1 电磁场中常见边界条件
17.1.2 ANSYS电磁场分析对象
17.1.3 电磁场单元概述
17.2 实例——二维螺线管制动器内瞬态磁场的分析
17.2.1 问题描述
17.2.2 创建物理环境
17.2.3 建立模型、赋予特性、划分网格
17.2.4 加边界条件和载荷
17.2.5 求解
17.2.6 命令流方式
17.3 实例——正方形电流环中的磁场
17.3.1 问题描述
17.3.2 创建物理环境
17.3.3 建立模型、赋予特性、划分网格
17.3.4 加边界条件和载荷
17.3.5 求解
17.3.6 查看结算结果
17.3.7 命令流方式

第18章 耦合场分析
18.1 耦合场分析的定义
18.2 耦合场分析的类型
18.2.1 直接方法
18.2.2 载荷传递分析
18.2.3 直接方法和载荷传递
18.3 耦合场分析的单位制
18.4 实例——热电冷却器耦合分析
18.4.1 前处理
18.4.2 求解
18.4.3 后处理
18.4.4 命令流方式
18.5 实例——机电系统电路耦合分析实例
18.5.1 前处理
18.5.2 求解
18.5.3 后处理
18.5.4 命令流方式

随着市场竞争的日趋激烈，制造厂商们对CAE在产品设计制造过程中的重要作用认识得越来越清楚。CAD技术着重解决的是产品的设计质量问题（如造型、装配、出图等）；CAM技术着重解决的是产品的加工质量问题；而CAE技术着重解决的是产品的性能问题。由于产品性能仿真所涉及的内容及学科多样性、合作对象的多元化，因此设计和制造厂商对于能够将各种设计、分析、制造、测试软件紧密有效地集成为一个易学易用的完整框架系统的需求也就变得更加迫切，从而限度地降低开发成本、缩短设计周期。
ANSYS软件是一款大型通用有限元分析(FEA)软件，它能够进行包括结构、热、声、流体以及电磁场等学科的研究，在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医药、轻工、地矿、水利和日用家电等领域有着广泛的应用。
本书对ANSYS分析的基本思路、操作步骤、应用技巧进行了详细介绍，并结合典型工程应用实例详细讲述了ANSYS具体工程应用方法。书中尽量避开了烦琐的理论描述，从实际应用出发，结合作者使用该软件的经验，采用GUI方式一步一步地对操作过程和步骤进行讲解。为了帮助用户熟悉ANSYS的相关操作命令，在每个实例的后面列出了分析过程的命令流文件。
本书分为两篇，篇为操作基础篇，详细介绍了ANSYS分析全流程的基本步骤和方法，共7章：第1章介绍ANSYS入门基础；第2章介绍创建几何模型；第3章介绍模型创建过程；第4章模型的网格划分；第5章介绍载荷施加及载荷步；第6章介绍有限元模型求解；第7章介绍通用及时间历程后处理。第二篇为专题实例篇，按不同的分析专题讲解了各种分析专题的参数设置方法与技巧，共11章：第8章介绍结构静力分析；第9章介绍模态分析；第10章介绍谱分析；第11章介绍谐响应分析；第12章介绍瞬态动力学分析；第13章介绍非线性分析；第14章介绍接触问题分析；第15章介绍结构屈曲分析；第16章介绍热力学分析；第17章介绍电磁场分析；第18章介绍耦合场分析。本书还附赠超值多媒体网盘资源，除了有每一个实例GUI实际操作步骤的视频以外，还以文本文件的格式给出了每个实例的命令流文件，用户可以直接调用。
本书由三维书屋工作室策划，主要由军械工程学院的贾长治、李志尊两位老师编写，此外，胡仁喜、康士廷、谢江坤、闫聪聪、李亚莉、孟培、闫国超、刘昌丽、孙立明、张亭、甘勤涛、杨雪静、吴秋彦和井晓翠也参与了部分章节的编写工作，在此向他们表示衷心的感谢。
本书适用于ANSYS软件的初、中级用户，以及有初步使用经验的技术人员；本书可作为理工科院校相关专业的高年级本科生、研究生及教师学习ANSYS软件的培训教材，也可作为从事结构分析相关行业的工程技术人员使用ANSYS软件的参考书。另外，由于作者的水平有限，缺点和错误在所难免，恳请专家和广大读者不吝赐教，或者登录www.sjzswsw.com或联系[email protected]邮箱批评指正。
本书所有实例的模型素材文件及命令代码均在随书附赠网盘资料中，读者可扫描封底机械工业出版社计算机分社官方微信订阅号“IT有得聊”自行下载，并可获得更多增值服务和资讯。
为了方便广大读者下载和安装软件，交流学习心得，作者特设立了专门的ANSYS学习QQ群：180284277，为广大读者提供指导和咨询，及时推送各种学习资料，欢迎广大读者登录交流。