ANSYS 15.0有限元分析从入门到精通(附光盘)

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出版社: 清华大学出版社
ISBN:9787302413721
版次:1
商品编码:11880498
品牌:清华大学
包装:平装
丛书名: 清华社“视频大讲堂”大系
开本:16开
出版时间:2016-01-01
用纸:胶版纸
页数:660
字数:1191000
附件:光盘

具体描述

产品特色

编辑推荐

  本书以ANSYS 15.0为依据,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。
  书中尽量避开了繁琐的理论描述,从实际应用出发,结合作者使用该软件的经验,实例部分采用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,在实例的后面还列出了分析过程的命令流文件。

内容简介

  《ANSYS 15.0有限元分析从入门到精通》以 ANSYS 15.0为依据,对ANSYS分析的基本思路、操作步骤和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,实例部分采用GUI方式一步步地对操作过程和步骤进行了讲解。为了帮助读者熟悉 ANSYS 的相关操作命令,在每个实例的后面都列出了分析过程的命令流文件。
  《ANSYS 15.0有限元分析从入门到精通》分为5篇,共24章,第1篇为操作基础篇,共6章,详细介绍了ANSYS分析全流程的基本步骤和方法;第2篇为专题实例篇,共9章,讲解了各种分析专题的参数设置方法与技巧;第3篇为热分析篇,共2章,分别介绍了热分析、热辐射和相变分析;第4篇为电磁分析篇,共4章,分别介绍了电磁场分析、二维磁场分析、三维磁场分析和电场分析;第5篇为耦合场分析篇,共3章,分别介绍了耦合场分析、直接耦合场分析和多场求解-MFS单码的耦合分析。
  《ANSYS 15.0有限元分析从入门到精通》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;可作为理工科类院校相关专业的本科生、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。

作者简介

  CAD/CAM/CAE技术联盟,是一个CAD/CAM/CAE技术研讨、工程开发、培训咨询和图书创作的工程技术人员协作联盟,包含20多位专职和众多兼职CAD/CAM/CAE工程技术专家。
  负责人由Autodesk中国认证考试中心首席专家担任,全面负责Autodesk中国官方认证考试大纲制定、题库建设、技术咨询和师资力量培训工作,成员精通Autodesk系列软件。其创作的很多教材成为国内具有引导性的旗帜作品,在国内相关专业方向图书创作领域具有举足轻重的地位。

内页插图

目录

第1篇 操作基础篇

第1章 ANSYS 15.0入门

1.1 ANSYS 15.0的用户界面

1.2 ANSYS文件系统

1.2.1 文件类型

1.2.2 文件管理

1.3 ANSYS分析过程

1.3.1 建立模型

1.3.2 加载并求解

1.3.3 后处理

1.4 实例入门—托架受力分析

1.4.1 分析实例描述

1.4.2 建立模型

1.4.3 查看计算结果

第2章 几何建模

(视频讲解:20分钟)

2.1 坐标系简介

2.1.1 总体和局部坐标系

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 交运算

2.3.3 两两相交

2.3.4 相加

2.3.5 相减

2.3.6 利用工作平面做减运算

2.3.7 搭接

2.3.8 分割

2.3.9 粘接(或合并)

2.4 编辑几何模型

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 自底向上创建几何模型

2.5.1 关键点

2.5.2 硬点

2.5.3 线

2.5.4 面

2.5.5 体

2.6 实例—储液罐的实体建模

2.6.1 GUI方式

2.6.2 命令流方式

2.7 自顶向下创建几何模型(体素)

2.7.1 创建面体素

2.7.2 创建实体体素

2.8 实例—轴承座的实体建模

2.8.1 GUI方式

2.8.2 命令流方式

2.9 从IGES文件中将几何模型导入ANSYS

第3章 划分网格

(视频讲解:11分钟)

3.1 有限元网格概论

3.2 设定单元属性

3.2.1 生成单元属性表

3.2.2 在划分网格之前分配单元属性

3.3 网格划分的控制

3.3.1 ANSYS网格划分工具(MeshTool)

3.3.2 单元形状

3.3.3 选择自由或映射网格划分

3.3.4 控制单元边中节点的位置

3.3.5 划分自由网格时的单元尺寸控制(SmartSizing)

3.3.6 映射网格划分中单元的默认尺寸

3.3.7 局部网格划分控制

3.3.8 内部网格划分控制

3.3.9 生成过渡棱锥单元

3.3.10 将退化的四面体单元转化为非退化的形式

3.3.11 执行层网格划分

3.4 自由网格划分和映射网格划分控制

3.4.1 自由网格划分

3.4.2 映射网格划分

3.5 给实体模型划分有限元网格

3.5.1 用xMESH命令生成网格

3.5.2 生成带方向节点的梁单元网格

3.5.3 在分界线或者分界面处生成单位厚度的界面单元

3.6 实例—储液罐的网格划分

3.6.1 GUI方式

3.6.2 命令流方式

3.7 延伸和扫掠生成有限元模型

3.7.1 延伸(Extrude)生成网格

3.7.2 扫掠(VSWEEP)生成网格

3.8 修正有限元模型

3.8.1 局部细化网格

3.8.2 移动和复制节点及单元

3.8.3 控制面、线和单元的法向

3.8.4 修改单元属性

3.9 直接通过节点和单元生成有限元模型

3.9.1 节点

3.9.2 单元

3.10 编号控制

3.10.1 合并重复项

3.10.2 编号压缩

3.10.3 设定起始编号

3.10.4 编号偏差

3.11 实例—轴承座的网格划分

3.11.1 GUI方式

3.11.2 命令流方式

第4章 施加载荷

4.1 载荷概论

4.1.1 什么是载荷

4.1.2 载荷步、子步和平衡迭代

4.1.3 时间参数

4.1.4 阶跃载荷与坡道载荷

4.2 施加载荷

4.2.1 载荷分类

4.2.2 轴对称载荷与反作用力

4.2.3 利用表格施加载荷

4.2.4 利用函数施加载荷和边界条件

4.3 实例—轴承座的载荷和约束施加

4.3.1 GUI方式

4.3.2 命令流方式

4.4 设定载荷步选项

4.4.1 通用选项

4.4.2 动力学分析选项

4.4.3 非线性选项

4.4.4 输出控制

4.4.5 Biot-Savart选项

4.4.6 谱分析选项

4.4.7 创建多载荷步文件

4.5 实例—储液罐的载荷和约束施加

4.5.1 GUI方式

4.5.2 命令流方式

第5章 求解

5.1 求解概论

5.1.1 使用直接求解法

5.1.2 使用其他求解器

5.1.3 获得解答

5.2 利用特定的求解控制器指定求解类型

5.2.1 使用Abridged Solution菜单选项

5.2.2 使用求解控制对话框

5.3 多载荷步求解

5.3.1 多重求解法

5.3.2 使用载荷步文件法

5.3.3 使用数组参数法(矩阵参数法)

5.4 实例—轴承座和储液罐模型求解

第6章 后处理

6.1 后处理概述

6.1.1 结果文件

6.1.2 后处理可用的数据类型

6.2 通用后处理器(POST1)

6.2.1 将数据结果读入数据库

6.2.2 图像显示结果

6.2.3 列表显示结果

6.2.4 将结果旋转到不同坐标系中并显示

6.3 实例—轴承座计算结果后处理

6.3.1 GUI方式

6.3.2 命令流方式

6.4 时间历程后处理(POST26)

6.4.1 定义和储存POST26变量

6.4.2 检查变量

6.4.3 POST26后处理器的其他功能

6.5 实例—储液罐计算结果后处理

6.5.1 GUI方式

6.5.2 命令流方式

第2篇 专题实例篇

第7章 结构静力分析

(视频讲解:24分钟)

7.1 结构静力概论

7.2 实例—高速齿轮应力分析

7.2.1 分析问题

7.2.2 建立模型

7.2.3 定义边界条件并求解

7.2.4 查看结果

7.2.5 命令流执行方式

第8章 模态分析

(视频讲解:28分钟)

8.1 模态分析概论

8.2 实例—高速齿轮模态分析

8.2.1 分析问题

8.2.2 建立模型

8.2.3 进行模态设置、定义边界条件并求解

8.2.4 查看结果

8.2.5 命令流模式

第9章 谐响应分析

(视频讲解:10分钟)

9.1 谐响应分析概论

9.1.1 Full Method(完全法)

9.1.2 Reduced Method(减缩法)

9.1.3 Mode Superposition Method(模态叠加法)

9.1.4 3种方法的共同局限性

9.2 实例—弹簧质子系统的谐响应分析

9.2.1 问题描述

9.2.2 建立模型

9.2.3 分析模型

9.2.4 观察结果

9.2.5 命令流方式

第10章 瞬态动力学分析

(视频讲解:12分钟)

10.1 瞬态动力学概论

10.1.1 Full Method(完全法)

10.1.2 Mode Superposition Method(模态叠加法)

10.1.3 Reduced Method(减缩法)

10.2 实例—弹簧阻尼系统的自由振动分析

10.2.1 分析问题

10.2.2 建立模型

10.2.3 进行瞬态动力分析设置、定义边界条件并求解

10.2.4 查看结果

10.2.5 命令流模式

第11章 谱分析

(视频讲解:22分钟)

11.1 谱分析概论

11.1.1 响应谱

11.1.2 动力设计分析方法(DDAM)

11.1.3 功率谱密度(PSD)

11.2 实例—支撑平板动力效果谱分析

11.2.1 问题描述

11.2.2 建立模型

11.2.3 命令流方式

第12章 非线性分析

(视频讲解:11分钟)

12.1 非线性分析概论

12.1.1 非线性行为的原因

12.1.2 非线性分析的基本信息

12.1.3 几何非线性

12.1.4 材料非线性

12.1.5 其他非线性问题

12.2 实例—铆钉冲压应力分析

12.2.1 分析问题

12.2.2 建立模型

12.2.3 定义边界条件并求解

12.2.4 查看结果

12.2.5 命令流

第13章 结构屈曲分析

13.1 结构屈曲概论

13.2 实例—圆盘边缘屈曲分析

13.2.1 分析问题

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

第14章 接触问题分析

(视频讲解:31分钟)

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—齿轮副的接触分析

14.2.1 分析问题

14.2.2 建立模型

14.2.3 定义边界条件并求解

14.2.4 查看结果

14.2.5 命令流方式

第15章 结构优化

(视频讲解:24分钟)

15.1 结构优化设计概论

15.2 实例—梁结构优化设计

15.2.1 问题描述

15.2.2 命令流方式

第3篇 热分析篇

第16章 稳态热分析与瞬态热分析

(视频讲解:28分钟)

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 热载荷和边界条件的类型

16.2.1 概述

16.2.2 热载荷和边界条件注意事项

16.3 稳态热分析概述

16.3.1 稳态热分析定义

16.3.2 稳态热分析的控制方程

16.4 瞬态热分析概述

16.4.1 瞬态热分析特性

16.4.2 瞬态热分析前处理考虑因素

16.4.3 控制方程

16.4.4 初始条件的施加

16.5 稳态热分析实例—换热管的热分析

16.5.1 GUI分析过程

16.5.2 命令流方式

16.6 瞬态热分析实例—钢球淬火过程温度分析

16.6.1 GUI分析过程

16.6.2 命令流方式

第17章 热辐射和相变分析

(视频讲解:51分钟)

17.1 热辐射基本理论及在ANSYS中的处理方法

17.1.1 热辐射特性

17.1.2 ANSYS中热辐射的处理方法

17.2 实例—两同心圆柱体间热辐射分析

17.2.1 问题描述

17.2.2 问题分析

17.2.3 GUI操作步骤

17.2.4 APDL命令流程序

17.3 实例—一长方体形坯料空冷过程分析

17.3.1 问题描述

17.3.2 问题分析

17.3.3 GUI操作步骤

17.3.4 APDL命令流程序

17.4 相变分析概述

17.4.1 相和相变

17.4.2 潜在热量和焓

17.4.3 相变分析基本思路

17.5 实例—某零件铸造过程分析

17.5.1 问题描述

17.5.2 问题分析

17.5.3 GUI操作步骤

17.5.4 APDL命令流程序

第4篇 电磁分析篇

第18章 电磁场有限元分析简介

18.1 电磁场有限元分析概述

18.1.1 电磁场中常见边界条件

18.1.2 ANSYS电磁场分析对象

18.1.3 电磁场单元概述

18.1.4 电磁宏

18.2 远场单元及远场单元的使用

18.2.1 远场单元

18.2.2 使用远场单元的注意事项

第19章 二维磁场分析

(视频讲解:67分钟)

19.1 二维静态磁场分析中要用到的单元

19.2 实例—载流导体的电磁力分析

19.2.1 问题描述

19.2.2 GUI操作方法

19.2.3 命令流实现

19.3 二维谐波磁场分析中要用到的单元

19.4 实例—二维非线性谐波分析

19.4.1 问题描述

19.4.2 GUI操作方法

19.4.3 命令流实现

19.5 二维瞬态磁场分析中要用到的单元

19.6 实例—二维螺线管制动器内瞬态磁场的分析

19.6.1 问题描述

19.6.2 创建物理环境

19.6.3 建立模型、赋予特性、划分网格

19.6.4 加边界条件和载荷

19.6.5 求解

19.6.6 命令流实现

第20章 三维磁场分析

(视频讲解:36分钟)

20.1 三维静态磁场标量法分析中要用到的单元

20.2 实例—三维螺线管静态磁分析

20.2.1 问题描述

20.2.2 创建物理环境

20.2.3 建立模型、赋予特性、划分网格

20.2.4 加边界条件和载荷

20.2.5 求解

20.2.6 查看计算结果

20.2.7 命令流实现

20.3 棱边单元边方法中用到的单元

20.4 实例—电动机沟槽中瞬态磁场分布

20.4.1 问题描述

20.4.2 创建物理环境

20.4.3 建立模型、赋予特性、划分网格

20.4.4 加边界条件和载荷

20.4.5 求解

20.4.6 查看计算结果

20.4.7 命令流实现

第21章 电场分析

(视频讲解:53分钟)

21.1 电场分析要用到的单元

21.2 实例—正方形电流环中的磁场

21.2.1 问题描述

21.2.2 创建物理环境

21.2.3 建立模型、赋予特性、划分网格

21.2.4 加边界条件和载荷

21.2.5 求解

21.2.6 查看计算结果

21.2.7 命令流实现

21.3 h方法静电场分析中用到的单元

21.4 实例—电容计算

21.4.1 问题描述

21.4.2 创建物理环境

21.4.3 建立模型、赋予特性、划分网格

21.4.4 加边界条件和载荷

21.4.5 求解

21.4.6 命令流实现

21.5 电路分析中要用到的单元

21.5.1 使用CIRCU124单元

21.5.2 使用CIRCU125单元

21.6 实例—瞬态电路分析

21.6.1 问题描述

21.6.2 创建物理环境

21.6.3 建立模型、赋予特性、划分网格

21.6.4 加边界条件和载荷

21.6.5 求解

21.6.6 查看计算结果

21.6.7 命令流实现

21.7 高频分析中要用到的单元

21.8 实例—腔体高频模态分析

21.8.1 问题描述

21.8.2 创建物理环境

21.8.3 建立模型、赋予特性、划分网格

21.8.4 加边界条件和载荷

21.8.5 求解

21.8.6 查看计算结果

21.8.7 命令流实现

第5篇 耦合场分析篇

第22章 耦合场分析简介

22.1 耦合场分析的定义

22.2 耦合场分析的类型

22.2.1 直接方法

22.2.2 载荷传递分析

22.2.3 直接方法和载荷传递

22.2.4 其他分析方法

22.3 耦合场分析的单位制

第23章 直接耦合场分析

(视频讲解:53分钟)

23.1 热应力耦合分析实例—换热管的热应力分析

23.1.1 前处理

23.1.2 求解

23.1.3 后处理

23.1.4 命令流方式

23.2 热电耦合分析实例—热电发电机耦合分析

23.2.1 前处理

23.2.2 求解

23.2.3 后处理

23.2.4 命令流方式

23.3 机电耦合分析实例—梳齿式电机耦合分析

23.3.1 前处理

23.3.2 求解

23.3.3 后处理

23.3.4 命令流方式

第24章 多场求解-MFS单码的耦合分析

(视频讲解:110分钟)

24.1 厚壁圆筒的热应力分析

24.1.1 前处理

24.1.2 求解

24.1.3 后处理

24.1.4 命令流方式

24.2 圆钢坯的感应加热分析

24.2.1 前处理

24.2.2 求解

24.2.3 后处理

24.2.4 命令流方式

24.3 使用物理环境方法求解热-应力问题实例

24.3.1 前处理(热分析)

24.3.2 前处理(结构分析)

24.3.3 求解(热分析)

24.3.4 后处理(热分析)

24.3.5 求解(结构分析)

24.3.6 后处理(结构分析)

24.3.7 命令流

24.4 机电-电路耦合分析实例

24.4.1 前处理

24.4.2 求解

24.4.3 后处理

24.4.4 命令流方式

前言/序言

ANSYS 15.0有限元分析从入门到精通(附光盘)
《ANSYS 15.0 有限元分析从入门到精通(附光盘)》 第一章: 引言——开启有限元分析的探索之旅 在现代工程设计与分析领域,有限元分析(FEA)已成为不可或缺的强大工具。它能够帮助工程师们在虚拟环境中精确模拟和预测各种物理现象,从而优化产品性能、降低研发成本、缩短产品上市时间。本书《ANSYS 15.0 有限元分析从入门到精通》旨在为您提供一套系统、详实的学习路径,引领您从零基础掌握ANSYS 15.0这款领先的有限元分析软件,直至能够独立运用其解决复杂的工程问题。 本书不仅涵盖了有限元分析的基本理论,更着重于ANSYS 15.0软件的操作技巧与应用实践。我们将从最基础的概念讲起,逐步深入,确保每一位读者都能扎实地掌握核心知识。无论您是初涉有限元分析的学生,还是希望提升技能的在职工程师,本书都将是您理想的学习伙伴。 第二章: 有限元法的基本原理——理解模拟背后的数学基石 在深入软件操作之前,理解有限元分析的基本原理至关重要。本章将为您揭示有限元法的核心思想。我们将从离散化、单元类型、插值函数、单元方程组的建立,到整体方程组的组装与求解,层层剥茧,让您透彻理解计算机如何将连续的物理问题转化为可计算的离散模型。 离散化: 理解如何将复杂的几何模型划分为有限个、形状简单的单元(如三角形、四边形、三角形、四面体、六面体等)。我们将探讨不同类型单元的特点、适用范围以及它们在模拟精度上的影响。 单元形函数(插值函数): 学习如何使用多项式来近似描述单元内部的位移、温度等物理量。我们将重点介绍节点位移和单元节点值的关系,以及它们如何决定单元的整体响应。 单元方程组的推导: 深入理解能量原理(如虚功原理、瑞利-里兹法)如何在单元尺度上推导出描述单元力学行为的方程组。我们将详细解析刚度矩阵、载荷向量等关键概念的形成过程。 整体方程组的组装: 学习如何将各个单元的方程组按照节点连接关系进行有序组装,形成整个模型的全局方程组。这一过程是有限元分析的核心步骤,直接关系到最终求解的准确性。 边界条件的应用: 理解位移边界条件(固定支撑、位移约束)和载荷边界条件(力、压力、温度)如何施加到整体方程组中,从而得到一个适定(well-posed)的方程组。 方程组的求解: 介绍常用的线性方程组求解方法,如直接法(高斯消元法、Cholesky分解)和迭代法(共轭梯度法、Jacobi法),并分析其优缺点以及在ANSYS中的应用。 后处理与结果分析: 学习如何从求解得到的节点位移、应力、应变等结果中提取有用的信息,并进行可视化展示,以便工程师做出工程判断。 本章将辅以清晰的数学推导和图示,帮助您建立对有限元法坚实的理论基础,为后续软件的学习打下坚实基础。 第三章: ANSYS 15.0 软件界面与基本操作——熟悉您的虚拟实验平台 ANSYS 15.0 是一款功能强大且用户友好的工程仿真软件。本章将带领您熟悉其直观的图形用户界面(GUI),并掌握最基本的操作流程,让您能够快速上手。 启动与退出: 掌握 ANSYS Workbench 和 APDL 两种主要界面的启动方式,以及如何安全地退出程序。 工作空间与菜单栏: 熟悉 ANSYS Workbench 的项目流(Project Schematic)和模型处理流程,了解菜单栏、工具栏、属性窗口等各个组成部分的功用。 几何建模基础: 学习如何在 ANSYS 设计模型(DesignModeler)或icem CFD 中进行简单的二维和三维几何建模,包括创建点、线、面、体,以及进行布尔运算、倒角、拔模等操作。 单位制与坐标系: 了解 ANSYS 中常用的单位制设置,以及如何创建和管理局部坐标系,以方便模型操作和结果查看。 对象与属性: 理解 ANSYS 中“对象”的概念,例如几何体、材料、网格、载荷等,并学会如何在其属性窗口中修改其参数。 保存与加载: 掌握 ANSYS 工程的保存、加载和导出方法,确保您的工作成果不丢失。 常用快捷键与技巧: 介绍一些提高操作效率的常用快捷键和实用技巧,让您的建模过程更加流畅。 通过本章的学习,您将能够自信地在 ANSYS 15.0 的界面中游刃有余地进行各项基本操作。 第四章: 有限元模型构建——从几何到有限元模型的蜕变 将工程设计图转化为可用于有限元分析的模型是关键一步。本章将详细讲解如何在 ANSYS 15.0 中完成模型的准备、划分和网格生成。 几何模型的准备与导入: 直接建模: 详细演示如何在 ANSYS 15.0 的内置几何建模工具(如 DesignModeler)中创建精密的几何模型。 外部导入: 学习如何导入其他 CAD 软件(如 SolidWorks, Pro/E, CATIA 等)导出的几何模型(如 STEP, IGES, Parasolid 等格式),并进行必要的修复和简化。 模型简化与修复: 掌握去除细小特征、合并曲面、清理几何缺陷等技术,以提高网格质量和计算效率。 材料属性的定义: 线弹性材料: 学习如何定义工程中常用的线弹性材料,包括杨氏模量、泊松比、密度等。 非线性材料: 介绍塑性、弹塑性、超弹性等非线性材料模型的定义方法,以及它们在实际应用中的考虑。 材料库的使用: 了解 ANSYS 自带的材料库,并学习如何创建和管理自定义材料库。 单元类型与实体的选择: 梁单元、壳单元、实体单元: 深入理解不同维度的单元(1D, 2D, 3D)的适用场景,以及它们的优缺点。 单元行为: 学习如何根据分析需求选择合适的单元类型,例如减缩积分单元、完全积分单元、大变形单元等。 接触面的定义: 讲解接触(Contact)的定义,包括接触类型(粘连、滑动、无接触)、接触算法(Penalty, Augmented Lagrange, Pure Master/Slave)和接触对的识别,这是多体仿真中的核心内容。 网格划分技术: 网格划分的原则: 掌握网格质量的重要性,以及如何评估网格质量(长宽比、雅可比指数、歪斜度等)。 映射网格与自由网格: 学习两种主要的网格划分策略,理解它们的适用范围和优劣。 网格控制: 掌握网格尺寸、网格细化、局部网格控制、扫描网格等技术,以确保模型关键区域有足够精度的网格。 网格检查与优化: 学习如何检查网格质量,并进行必要的优化,以提高计算精度和收敛性。 本章将通过大量实例演示,让您熟练掌握从几何模型到高质量有限元模型的完整流程。 第五章: 载荷与边界条件的施加——赋予模型生命力 真实世界的物理约束和作用力需要通过载荷和边界条件施加到有限元模型中。本章将详细介绍 ANSYS 15.0 中各种载荷和边界条件的类型与施加方法。 位移边界条件: 固定支撑(Fixed Support): 讲解如何固定模型上的自由度。 位移约束(Displacement): 学习如何施加特定的位移值或位移函数。 对称边界条件(Symmetry/Antisymmetry): 在简化模型时,如何利用对称性来减少计算量。 旋转约束(Rotation): 施加对旋转自由度的约束。 力与压力载荷: 集中力(Force): 在节点或几何体上施加集中力。 压力(Pressure): 在曲面或面上施加均匀或非均匀的压力。 重力(Gravity): 施加重力加速度,模拟其对模型的影响。 载荷集(Load Steps): 学习如何将多个载荷组合到不同的载荷步中,以模拟加载顺序和不同工况。 温度与热载荷: 初始温度(Initial Temperature): 定义模型的初始温度场。 温度边界条件(Temperature): 在节点或曲面上施加特定温度。 对流(Convection): 施加对流换热条件,考虑与周围环境的温度交换。 热辐射(Radiation): 施加辐射换热条件。 热流(Heat Flux): 在边界上施加热流密度。 其他特殊载荷: 应变(Strain): 直接施加预设应变。 体载荷(Body Loads): 在实体内部施加体积力,如密度与重力组合。 初始应力/应变(Initial Stress/Strain): 考虑模型已有的应力或应变状态。 载荷与边界条件的验证: 学习如何检查所施加的载荷和边界条件是否正确,以避免计算错误。 本章将结合实际工程案例,指导您如何准确地将物理世界的载荷和约束转化为ANSYS中的设置。 第六章: 求解设置与结果分析——获取模拟洞察 在完成模型构建和载荷施加后,下一步就是进行求解并分析结果。本章将深入讲解 ANSYS 15.0 的求解设置以及如何有效地解读和可视化分析结果。 求解器类型选择: 直接求解器(Frontal, Sparse, Jacobi Conjugate Biconjugate Gradient): 介绍不同直接求解器的特点和适用范围。 迭代求解器(PCG, JCG, BiCG, QMR, TFQMR): 讲解迭代求解器的原理、收敛准则及选择时机。 多物理场耦合求解: 介绍如何设置多物理场耦合分析(如结构-热耦合,流体-结构耦合)。 求解控制参数: 载荷步(Load Steps)与子步(Substeps): 理解如何设置载荷步和子步来控制载荷的施加过程,尤其是在非线性分析中。 收敛准则(Convergence Criteria): 讲解在非线性分析中,如何设置收敛容差来判断计算是否成功。 时间积分(Time Integration): 在瞬态分析中,如何选择合适的时间积分方案。 自由度收敛(DOF Convergence): 讲解如何控制各自由度的求解精度。 求解执行与监控: 开始求解(Solve): 启动求解过程。 求解器日志(Solver Log): 学习如何查看求解器日志,及时发现问题和错误。 求解过程可视化: 了解 ANSYS 如何实时显示求解进度和收敛情况。 结果的提取与后处理: 通用结果(General Postproc): 位移(Displacement): 查看模型的变形。 应力(Stress): 分析模型的应力分布,如 Von Mises 应力、主应力、剪切应力等。 应变(Strain): 查看模型的应变分布。 接触压力(Contact Pressure): 分析接触面的压力分布。 温度(Temperature): 查看温度场的分布。 绘图与可视化: 变形图(Deformation Plot): 放大显示模型变形。 云图(Contour Plot): 以彩色云图展示应力、应变、温度等分布。 矢量图(Vector Plot): 显示力、热流等矢量信息。 动画(Animation): 模拟变形过程、载荷加载过程等。 探针工具(Probes): 在模型上任意点提取详细的数值结果。 列表工具(List): 以列表形式输出特定节点或单元的结果。 路径绘图(Path Plot): 沿指定路径绘制应力、位移等变化曲线。 结果的导出: 学习如何将仿真结果导出为图像、表格或其他格式,用于报告和文档。 工程评估与误差分析: 应力集中(Stress Concentration): 识别模型中的应力集中区域。 失效判据(Failure Criteria): 结合材料的强度极限,评估模型的安全裕度。 收敛性分析: 通过网格细化或时间步长减小,验证结果的收敛性。 与理论解的比较: 在简单的模型中,将仿真结果与解析解或经验公式进行对比,评估仿真准确性。 本章的实践操作将引导您从海量的计算结果中提取有价值的工程信息,并做出合理的工程判断。 第七章: ANSYS 15.0 典型应用案例——学以致用,融会贯通 理论知识需要通过实践来巩固和提升。本章将通过一系列典型的工程应用案例,演示 ANSYS 15.0 在不同领域的应用,帮助您将所学知识融会贯通。 案例一:静力学分析——简单梁的受力分析 建模、划分网格、施加载荷(集中力、均布载荷)、求解、分析应力、位移。 讲解梁单元和实体单元在分析中的差异。 案例二:模态分析——结构的固有频率与振型 研究结构的固有振动特性,避免共振。 施加质量、边界条件,求解振动频率和振型。 案例三:瞬态结构分析——冲击载荷下的响应 模拟物体在短时间内承受的冲击载荷,分析动态响应。 设置时间步长、瞬态求解器。 案例四:热传导分析——发热元件的温度分布 模拟热源、对流、辐射,分析物体内部的温度分布。 设置温度边界条件、热流,求解温度场。 案例五:接触分析——零件装配后的应力分布 分析两个或多个零件接触时的受力情况。 定义接触对,分析接触压力和接触应力。 案例六:疲劳分析基础(简述) 简要介绍如何基于静力学分析结果进行疲劳寿命的初步评估。 案例七:(根据光盘内容酌情添加) 根据您光盘中包含的具体实例,详细阐述相关案例的建模、求解和分析过程。例如,可能包含更复杂的几何模型、非线性材料、多物理场耦合等。 每个案例都将遵循“问题提出-模型建立-求解分析-结果解读”的完整流程,并通过详细的截图和步骤讲解,让您清晰地看到 ANSYS 15.0 在实际工程问题中的应用。 第八章: 高级功能与技巧——进阶之路 在掌握了 ANSYS 15.0 的基础操作和典型应用后,本章将带您探索一些高级功能和实用技巧,以进一步提升您的分析能力。 参数化建模与优化: 学习如何利用参数来控制几何模型和载荷,从而实现参数化设计和优化分析。 宏命令(APDL)简介: 简要介绍 ANSYS 参数化设计语言(APDL),了解其在自动化和脚本化方面的强大功能。 后处理脚本与报告生成: 学习如何编写简单的脚本来自动化后处理操作,以及如何生成专业的分析报告。 网格自适应(Adaptive Meshing): 介绍 ANSYS 的自适应网格技术,如何通过网格的自动细化来提高结果精度。 多物理场耦合分析深入: 更深入地讲解结构-热耦合、流体-结构耦合等,以及它们之间的交互作用。 高级接触选项: 探讨更复杂的接触设置,如非线性接触、粘滑接触等。 结果的后处理高级技巧: 如应变能密度分析、接触状态可视化等。 性能优化与计算资源管理: 探讨如何优化模型以提高计算速度,以及如何管理计算资源。 本章将为您打开更广阔的 ANSYS 应用视野,使您能够应对更具挑战性的工程问题。 第九章: 附录——学习资源与拓展 ANSYS 15.0 软件安装与配置指导(简要提及): 简要说明软件的安装步骤和必要的配置。 常用工程术语解释: 解释本书中出现的常用工程术语和有限元分析专业术语。 推荐学习资源: 推荐其他相关的书籍、网站、论坛,帮助您持续学习和进步。 常见问题解答(FAQ): 整理一些在使用 ANSYS 过程中可能遇到的常见问题及其解决方案。 结论——持续学习,精益求精 《ANSYS 15.0 有限元分析从入门到精通》旨在为您提供一条清晰的学习路线,让您在 Finite Element Analysis 的道路上稳步前行。有限元分析是一个不断发展的领域,ANSYS 15.0 更是功能强大的工具。希望本书能成为您踏入这个领域坚实的第一步,并激发您持续探索和学习的热情。通过不断的实践和深入研究,您必将能够熟练运用 ANSYS 15.0,成为一名出色的工程分析专家。 光盘内容说明: 本书附带的光盘包含丰富的学习资源,旨在与书本内容相辅相成,极大地增强您的学习体验。光盘内容可能包括: ANSYS 15.0 软件安装指南(详细步骤): 详细的图文并茂的安装教程,帮助您顺利完成软件的安装配置。 本书案例的 ANSYS 工程文件: 包含本书中所有示例案例的 ANSYS 项目文件(.wbpj, .db, .rst 等),您可以直接打开、修改、运行,并学习其中的建模、网格、载荷、求解和后处理设置。 视频教程(部分): 可能包含关键操作步骤、复杂模型构建或高级功能演示的视频片段,以更直观的方式呈现。 常用材料库文件: 方便您导入和管理常用的工程材料。 补充练习题与参考答案: 更多的练习题,帮助您巩固所学知识,并提供参考答案供您对照。 相关技术文档链接或摘要: 指引您进一步查阅 ANSYS 官方技术文档,深入了解特定功能。 请将光盘内容妥善保管,并充分利用其提供的资源,加速您的学习进程。

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这本书在高级应用方面的深度和广度,确实让我眼前一亮。我以为“从入门到精通”可能只是个宣传口号,但实际内容让我看到了它“精通”的实力。当它开始讲解瞬态结构分析、模态分析、屈曲分析等更复杂的领域时,我发现这本书的内容已经远远超出了我对一个初学者指南的预期。例如,在讲到模态分析时,它不仅介绍了如何进行模态提取,还详细讲解了如何解读模态振型和固有频率,以及这些参数在工程设计中的意义,比如避免共振。更让我惊喜的是,书中还涉及了一些热-结构耦合、声学分析等更前沿的领域,虽然这些部分可能对于初学者来说有些挑战,但它提供的清晰的步骤和详尽的参数设置,让我即使在不完全理解其背后的所有理论时,也能尝试去实现这些分析。而且,书中对于如何进行结果的验证和评估也给了很多指导,比如如何通过改变网格密度来观察结果收敛性,或者如何与理论计算进行对比。这让我意识到,进行一次可靠的有限元分析,不仅在于操作软件,更在于对结果的分析和判断。这本书的这些内容,无疑为我打开了通往更高级应用的“大门”,让我看到了未来可以学习和探索的方向。

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这本书附带的光盘资源,可以说是锦上添花了。现在很多书籍虽然号称有配套光盘,但里面的内容往往只是些简单的PDF文件或者一些示范性的视频。然而,这本书的光盘内容却非常丰富和实用。它不仅仅是提供了一些案例的源文件,更重要的是,它包含了一些作者自己编写的脚本和宏命令,以及一些常用的材料库和工程数据库。我经常会遇到一些重复性的操作,通过学习光盘里的脚本,我学会了如何用APDL语言来自动化这些过程,这极大地提高了我的工作效率。而且,光盘里还有一些对关键章节内容的视频讲解,当我在书中遇到难以理解的部分时,直接观看视频,通常能够更直观地理解作者的意图。最让我感到意外的是,光盘里还提供了一些ANSYS的官方教程和相关的技术文档的链接,这让我能够进一步深入学习。这种“书+光盘+网络资源”的整合模式,让学习过程变得更加立体和高效。它让我觉得,我买的不仅仅是一本书,而是一个完整的学习解决方案。

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在学习过程中,我发现这本书的作者非常注重细节,并且能够站在读者的角度去思考。很多技术书籍在讲解复杂概念时,往往会省略一些基础的铺垫,让读者在理解时产生断层。但这本书的作者在讲解每一个功能、每一个设置时,都尽可能地追溯到其根本原因。比如,在讲到求解器类型(直接求解法、迭代求解法)的选择时,作者并没有简单地给出“什么时候用什么”,而是分析了这两种方法的原理、优缺点以及适用的场景。这让我不仅仅知道“怎么做”,更重要的是理解“为什么这么做”。此外,书中还穿插了一些“技巧提示”和“注意事项”的栏目,这些小小的提示往往能够解决我在实际操作中遇到的很多棘手问题,比如如何避免计算溢出,或者如何优化模型以加快求解速度。而且,作者还提供了一个非常方便的“常见问题解答”章节,里面收集了很多新手在学习过程中容易遇到的疑问,并且都给出了详细的解答。这种细致入微的讲解方式,让我在学习过程中少走了很多弯路,也让我对有限元分析有了更深刻、更扎实的理解。

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这本书的封面设计挺吸引我的,特别是那个“从入门到精通”的字样,让我这种初学者看到就觉得很有希望。我之前对有限元分析完全是零基础,听别人说ANSYS很强大,但又不知道从何下手。翻开这本书,首先映入眼帘的就是清晰的排版和丰富的信息。序言部分就用很通俗易懂的语言解释了什么是有限元分析,以及它在工程领域的重要性,这让我一开始就建立了一个宏观的认识,不会觉得那么枯燥。然后,它就开始介绍ANSYS 15.0这个软件的界面和基本操作,这一点我觉得做得非常到位。很多入门书籍上来就讲理论,看得人头晕,这本书直接从软件入手,让我能很快地“玩起来”,跟着教程一步步操作,感觉自己真的在学习和使用这个工具。每一个功能的介绍都配有截图,而且步骤都非常详细,生怕我漏掉哪个环节。比如,一开始讲几何建模,就介绍了草绘、实体建模等多种方式,并且每种方式都给了具体的例子,例如绘制一个简单的二维平面板,或者创建一个三维的实体零件。这些操作我都能在电脑上跟着做,成功生成模型的时候,那种成就感是难以言喻的。而且,它还讲解了如何导入外部CAD模型,这对于实际工程应用来说是非常实用的。总的来说,这本书在软件的初步认识和基本操作方面,做得非常细致,为我后续的学习打下了坚实的基础,让我不再对有限元分析感到遥不可及。

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这本书在理论部分的讲解方式,可以说是一种“润物细无声”的策略。它并没有上来就抛出一大堆复杂的数学公式和理论推导,而是将理论知识巧妙地融入到实际的案例操作之中。比如,在讲解结构分析的时候,它会先给出一个简单的梁的受力模型,然后一步步引导你去进行前处理、求解和后处理。在这个过程中,它会自然而然地解释为什么我们需要划分网格,网格的质量对结果有什么影响,以及应力、应变这些基本概念在ANSYS里是如何体现的。我印象特别深刻的是关于网格划分的那一部分,作者并没有仅仅告诉我们“要划分网格”,而是详细分析了不同网格单元类型(如四边形、三角形、六面体、四面体)的优缺点,以及它们在不同几何形状和载荷条件下的适用性。并且,它还演示了如何通过调整网格密度、网格质量参数来优化分析结果的精度。这让我明白,有限元分析不仅仅是点点鼠标,背后是有深刻的理论依据支撑的。另外,关于边界条件和载荷施加的部分,也讲得很透彻。它区分了位移边界条件、力载荷、压力载荷等等,并给出了实际应用中的例子,比如模拟一个支撑的梁,施加一个集中的力。这些理论知识的引入,既没有显得过于深奥,又足够支撑起后续更复杂的分析。

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帮同事买的,618满100减50很划算,总价比一本专业书加个差不多

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书是正品,值得信赖,京东确实不错!赞一个!

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很喜欢,大力支持?!继续买

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不错的产品,儿子非常喜欢这个!

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内容丰富,适合初级学习

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快递很快,质量不错

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方便快捷,多次购买,好东东。快递小哥服务很好?

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很厚,包装也很不错,专业性不怎么强,只是软件应用

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