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王新敏 等 著

图书标签:

• ANSYS
• 结构分析
• 有限元
• 工程分析
• 力学
• 仿真
• 建模
• 材料力学
• 结构力学
• 应用

出版社： 人民交通出版社

ISBN：9787114092404

版次：1

商品编码：10865816

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-09-01

页数：535

内容简介

《ANSYS结构分析单元与应用》主要介绍了结构分析常用的各类单元，包括单元特点、输入参数、输出数据、单元特性、单元选项及单元使用注意事项。为与有限元基本原理衔接，介绍了典型单元的单元矩阵，如单元刚度矩阵、应力刚度矩阵及质量矩阵等。
为说明单元特性和使用方法，每个单元均给出了应用算例及其命令流文件，且这些算例与ANSYS的HELP算例均不重复，全书有近200个应用算例，可供读者参考或套用。
《ANSYS结构分析单元与应用》可供土木工程、机械工程、力学、材料科学与工程、水利工程、矿业工程、交通运输工程、船舶与海洋工程、航空宇航科学与技术和农林工程等学科的科技人员进行力学分析作参考，也可作为大学本科和研究生学习有限元课程及ANSYS的参考书。

目录

第1章 结构分析单元
1.1 单元的一般特性
1.2 单元分类

第2章 杆单元
2.1 LINK1单元
2.2 LINK8单元
2.3 LINK10单元
2.4 LINK11单元
2.5 LINK180单元

第3章 梁单元
3.1 BEAM3单元
3.2 BEAM4单元
3.3 BEAM23单元
3.4 BEAM24单元
3.5 BEAM44单元
3.6 BEAM54单元
3.7 BEAM188单元
3.8 BEAM189单元

第4章 管单元
4.1 PIPE16单元
4.2 PIPE17单元
4.3 PIPE18单元
4.4 PIPE20单元
4.5 PIPE59单元
4.6 PIPE60单元

第5章 2D实体单元
5.1 PLANE42单元
5.2 PLANE82单元
5.3 PLANE2单元
5.4 PLANE25单元
5.5 PLANE83单元
5.6 PLANE145单元
5.7 PLANE146单元
5.8 PLANE182单元
5.9 PLANE183单元

第6章 3D实体单元
6.1 SOLID45单元
6.2 SOLID95单元
6.3 SOLID92单元
6.4 SOLID46单元
6.5 SOLID191单元
6.6 SOLID64单元
6.7 SOLID65单元
6.8 SOLID147单元
6.9 SOLID148单元
6.10 SOLID185单元
6.11 SOLID186结构实体单元
6.12 SOLID186分层实体单元
6.13 SOLID187单元
6.14 SOLSH190单元

第7章 壳单元
7.1 SHELL63单元
7.2 SHELL93单元
7.3 SHELL43单元
7.4 SHELL181单元
7.5 SHELL281单元
7.6 SHELL91单元
7.7 SHELL99单元
7.8 SHELL28单元
7.9 SHELL41单元
7.10 SHELL150单元
7.11 SHELL61单元
7.12 SHELL209单元
7.13 SHELL208单元

第8章 弹簧单元
8.1 COMBIN14单元
8.2 COMBIN40单元
8.3 COMBIN37单元
8.4 COMBIN39单元
8.5 COMBIN7单元

第9章 质量单元
9.1 MASS21单元

第10章 接触单元
10.1接触概述
10.2 CONTA174单元
10.3 CONTA173单元
10.4 CONTA172单元
10.5 CONTA171单元
10.6 CONTA175单元
10.7 CONTA176单元
10.8 TARGE169单元
10.9 TARGE170单元
10.10 CONTA178单元
10.11 CONTAC52和CONTAC12单元
10.12 CONTA177单元
10.13 多点约束（MPC）与装配
10.14 点焊

第11章 矩阵单元
11.1 MATRIX27单元
11.2 MATRIX50单元

第12章 表面效应单元
12.1 SURF153单元
12.2 SURF154单元
12.3 SURF156单元

第13章 特殊单元
13.1 PRETS179单元
13.2 MESH200单元
13.3 FOLLW201单元
13.4 COMB1214单元
13.5 REINF265单元

第14章 MPC184单元
14.1 概述
14.2 MPC184-刚性杆和刚性梁单元
14.3 MPC184-滑块单元
14.4 MPC184-销轴连接单元
14.5 MPC184-万向节连接单元
14.6 MPC184-滑槽连接单元
14.7 MPC184-点面连接单元
14.8 MPC184-平移连接单元
14.9 MPC184-圆柱连接单元
14.10 MPC184-面连接单元
14.11 MPC184-焊接连接单元
14.12 MPC184-定向连接单元
14.13 MPC184-球铰连接单元
14.14 MPC184-广义连接单元
参考文献

前言/序言

《现代工程力学计算方法与实践》 内容简介： 本书系统深入地探讨了现代工程领域中结构分析所依赖的关键理论、数值方法及其在实际工程问题中的应用。它旨在为广大工程技术人员、研究学者以及相关专业的学生提供一个全面、严谨且实用的知识体系，帮助读者掌握并灵活运用先进的计算工具来解决复杂的工程力学挑战。 第一部分：理论基础与数值方法 本部分将从最根本的力学原理出发，逐步构建起结构分析的理论框架。我们将首先回顾并深入讲解经典力学中的基本概念，包括弹性力学、塑性力学以及断裂力学等核心理论。这部分内容将涵盖应力、应变、本构关系、位移场和边界条件的数学描述，以及各类材料在不同加载条件下的力学行为。我们不会仅仅停留在理论公式的罗列，而是会着重分析这些理论的物理意义，以及它们在工程设计中的指导作用。例如，在弹性力学部分，我们会深入讲解圣维南原理、泊松方程、应力函数方法等，并探讨它们在梁、板、壳等经典结构力学问题中的应用。在塑性力学部分，我们将重点关注屈服准则、流动法则、应变硬化等概念，以及如何通过数值方法模拟材料的非线性行为。断裂力学则将聚焦于裂纹扩展的机制，如应力强度因子、断裂韧度等，为评估结构在存在缺陷时的安全性提供理论基础。 在此理论基础上，本书将重点介绍支撑现代工程分析的数值计算方法。数值方法的核心在于将连续的物理问题离散化，转化为一系列代数方程组，从而利用计算机进行求解。本书将详细阐述几种主流的数值计算方法，包括有限元方法（FEM）、有限差分方法（FDM）以及边界元方法（BEM）。 有限元方法（FEM）： 这是本书浓墨重彩介绍的核心方法。我们将从基本的单元概念、插值函数（形函数）、刚度矩阵的建立、载荷向量的形成，到整体结构的组装和求解过程进行详尽的讲解。本书将深入分析不同类型的单元，如杆单元、梁单元、轴单元、三角形单元、四边形单元、实体单元（四面体、六面体）等，并讨论它们各自的适用范围、精度以及在复杂几何形状建模中的优势。我们将详细讲解单元刚度矩阵的推导，例如使用虚功原理或达朗贝尔原理。对于非线性问题，如几何非线性、材料非线性，我们将介绍相应的数值算法，如牛顿-拉夫逊法、弧长法等，以及如何处理接触问题中的非线性约束。本书还将涵盖高级的有限元技术，例如特征值分析（模态分析）、瞬态响应分析、稳态和瞬态热分析、以及耦合场分析（例如流固耦合、热固耦合）的基本原理和实现方法。 有限差分方法（FDM）： 虽然有限元方法在工程界更为普及，但有限差分方法因其简洁直观的特点，在某些领域仍然具有重要地位。本书将介绍有限差分法的基本思想，即用差商代替导数，构建离散方程。我们将讲解如何构建网格，如何选择差分格式（向前差分、向后差分、中心差分），以及如何处理边界条件。通过实例，读者将理解有限差分法在求解偏微分方程，如泊松方程、拉普拉斯方程等方面的应用。 边界元方法（BEM）： 边界元方法作为一种与有限元方法互补的数值方法，在处理无限域问题、介质变化区域等问题上具有独特优势。本书将介绍边界元法的基本原理，即仅需对边界进行离散化，从而降低了计算的维度。我们将讲解如何建立边界积分方程，如何选择基函数和伽尔金法，以及如何处理边界的奇异性和半奇异性。通过分析，读者将理解边界元方法在声学、电磁学以及一些线弹性力学问题中的应用潜力。 第二部分：工程应用与实践 理论与方法是基础，而将其应用于解决实际工程问题则是本书的另一大核心。本部分将选取工程领域中最常见、最具挑战性的结构分析问题，结合前述的理论和数值方法，进行深入的剖析和讲解。 静力分析与强度校核： 这是最基础也是最常见的结构分析类型。本书将通过大量实例，演示如何建立模型，施加载荷和约束，并进行静态应力、应变和位移的分析。我们将重点讲解如何根据分析结果进行强度校核，包括许用应力、安全系数的概念，以及如何依据相关的工程标准和规范进行判断。例如，我们会分析桥梁、建筑物、汽车零部件、航空航天器的关键受力构件在静载作用下的响应。 动力学分析与振动特性： 结构在承受动态载荷时，其动力学响应至关重要。本书将详细介绍模态分析（固有频率和模态振型）、谐响应分析（周期性载荷下的稳态响应）和瞬态动力学分析（任意时程载荷下的响应）。我们将讲解如何识别结构的共振频率，以及如何通过改变结构参数来避免共振。实例将涵盖机械设备的振动分析、地震作用下建筑物的响应、以及声学振动耦合问题。 屈曲与稳定性分析： 对于受压构件，屈曲失稳可能导致灾难性的后果。本书将讲解欧拉屈曲理论，以及如何利用数值方法预测结构的临界屈曲载荷。我们将分析细长杆件、薄壁结构以及复杂形状结构的屈曲行为，并探讨如何提高结构的稳定性。 非线性分析： 许多工程问题涉及到材料的塑性变形、大位移产生的几何非线性，或者接触面的相互作用。本书将详细介绍如何处理这些非线性问题。我们将讲解材料非线性（如屈服、强化、损伤）和几何非线性（如大变形、应力软化）的建模方法，以及求解非线性方程组的迭代算法。接触分析将涵盖不同类型的接触（面-面、点-面、点-点），以及摩擦和粘附等复杂接触行为的模拟。 热应力与热-结构耦合分析： 温度变化会导致材料产生热膨胀或收缩，从而引起热应力。本书将介绍如何进行热应力分析，以及如何将热传导与结构分析耦合起来。我们将探讨不同材料的热物理性质对结构响应的影响，例如发动机部件、电子设备散热等场景。 疲劳与断裂分析： 结构在反复加载下可能发生疲劳损伤，导致在低于材料屈服强度的应力水平下发生断裂。本书将介绍疲劳分析的基本概念，如S-N曲线、应力幅、平均应力等，并介绍常用的疲劳寿命预测方法。对于断裂分析，我们将重点讲解断裂韧度、裂纹扩展准则以及断裂力学参数（如应力强度因子、J积分）的计算。 第三部分：先进主题与案例研究 为了进一步拓展读者的视野，本书还将涵盖一些更高级的结构分析主题，并通过详细的案例研究来巩固和深化所学知识。 优化设计： 结构优化旨在以最少的材料或成本，达到最优的性能指标。本书将介绍拓扑优化、尺寸优化和形状优化等方法，以及如何将其与有限元分析相结合，实现智能化的结构设计。 损伤力学与寿命预测： 进一步深入探讨材料在服役过程中的损伤累积机制，以及如何更精确地预测结构的剩余寿命。 数值模拟的高级技巧： 包括网格自适应技术、局部细化、以及大规模并行计算等，以提高分析的效率和精度。 案例研究： 本书将精选一系列具有代表性的工程案例，覆盖航空航天、汽车、土木、机械、电子等多个领域。每个案例都将从问题描述、建模方法、分析步骤、结果解读到设计改进等方面进行详细阐述，力求让读者理解理论知识如何在实际工程问题中落地，并从中汲取经验。例如，可能会有一个关于飞机起落架承受冲击载荷的非线性动力学分析案例，或者一个关于涡轮叶片在高温高压下工作的热-结构耦合与疲劳分析案例。 总结： 《现代工程力学计算方法与实践》不仅仅是一本技术手册，更是一部引导读者掌握现代工程分析精髓的指南。本书融合了坚实的理论基础、前沿的数值方法和丰富的工程实践，旨在培养读者独立分析和解决复杂工程问题的能力。通过循序渐进的讲解和深入浅出的案例，读者将能够熟练运用各种计算工具，提升设计水平，优化产品性能，最终为工程技术的进步贡献力量。本书的阅读对象为具有一定力学和数学基础的工程专业学生、研究生以及从事相关领域的工程师和研究人员。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的机械工程师，我阅览过不少关于工程仿真和有限元分析的书籍，但《ANSYS结构分析单元与应用》无疑是我近期遇到的最令人惊喜的一本。它以一种高度精炼且极具洞察力的方式，剖析了 ANSYS 结构分析的核心要素，并且将理论与实操紧密结合，展现了其深厚的学术功底和丰富的工程经验。 这本书最大的亮点在于其对“单元”概念的深入挖掘。作者并没有将单元仅仅视为有限元分析中的一个工具，而是将其上升到了理解结构行为、优化模型精度的战略高度。书中对不同类型单元（如实体单元、壳单元、梁单元）的物理意义、数学模型以及在特定几何形状和载荷条件下的适用性进行了细致入微的阐述。我尤其欣赏作者关于单元网格划分策略的探讨，这直接关系到计算的精度和效率，书中提出的各种网格划分技巧和经验对于提升仿真质量大有裨益。 此外，本书在案例应用方面也做得十分出色。它精心挑选了多个具有代表性的工程问题，从静态强度分析到动态响应，再到材料非线性与接触分析，几乎涵盖了结构分析的各个重要领域。每个案例都不仅仅是展示操作步骤，更重要的是强调了分析的逻辑和思路，以及如何根据实际需求选择合适的单元、载荷和约束。作者对结果的解读和验证也十分详尽，帮助读者建立起对仿真结果的批判性思维。 这本书的语言风格严谨而不失生动，逻辑严密，引人入胜。作者善于用简洁的语言阐释复杂的概念，并且在必要时辅以图表和公式，使得理论学习过程不再枯燥乏味。对于有一定基础的工程师来说，这本书无疑是一本极具参考价值的进阶读物，能够帮助他们深化对 ANSYS 结构分析的理解，并在实际工作中游刃有余。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我拿起《ANSYS结构分析单元与应用》这本书时，并没有抱有太高的期望，毕竟市面上关于 ANSYS 的书籍琳琅满目，质量参差不齐。然而，这本书的出现，完全颠覆了我之前的看法。它不仅仅是一本“技术说明书”，更像是一部“结构分析的哲学指南”。 这本书在内容深度上达到了一个令人赞叹的水平。作者并没有停留在“教你如何操作”的层面，而是深入剖析了 ANSYS 结构分析背后的核心原理，特别是关于“单元”的设计理念和数学模型。我发现书中对不同单元在实际应用中可能遇到的问题，例如奇点、网格畸变、节点连接等，都有独到的见解和解决方案。这使得我在使用 ANSYS 时，不再是被动地跟随教程，而是能够主动地思考，根据问题的特点选择最适合的单元类型和网格划分策略，从而获得更准确、更可靠的分析结果。 在应用层面，这本书的案例选择非常贴合实际工程需求。从基础的静态分析到更复杂的模态分析、瞬态动力学分析，甚至涉及到疲劳分析和断裂力学，这些都是工程师在日常工作中经常会遇到的问题。而且，每个案例的讲解都非常细致，不仅仅是展示 ANSYS 的操作界面，更重要的是强调了分析的物理背景、假设条件以及结果的工程意义。作者还提供了一些非常实用的“秘诀”和“陷阱”提醒，这些都是从大量实践经验中提炼出来的精华，对于提升仿真效率和避免误判非常有帮助。 我尤其喜欢书中关于“后处理”的章节。很多书都草草带过这一部分，但这本书却花了大量的篇幅来讲解如何有效地可视化和解读仿真结果。从云图的正确理解，到应力集中区域的判断，再到失效模式的预测，作者都给出了详细的指导。这对于我这种需要向非技术人员解释仿真结果的人来说，简直是福音。 总而言之，这本书是一本真正能够帮助读者“融会贯通” ANSYS 结构分析的书籍。它不仅教授技术，更启发思维，让我对结构分析有了更深刻的理解和更强大的信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是结构分析领域的宝藏！我是一名初涉有限元分析的工程师，一直以来都在寻找一本能够系统讲解 ANSYS 结构分析核心概念并结合实际案例的书籍。终于，我发现了这本《ANSYS结构分析单元与应用》，它彻底改变了我对这个复杂领域的认知。 首先，这本书的讲解脉络清晰得令人印象深刻。它并没有一上来就抛出大量晦涩的理论，而是循序渐进地带领读者从最基础的单元类型入手，详细解释了每种单元的适用范围、优缺点以及在不同工况下的行为特性。我特别欣赏作者在讲解单元选择时提供的详细指导，这对于新手来说至关重要，避免了我们在实践中盲目试错的困境。书中对各种单元的理论推导虽然不是特别深入，但却恰到好处地解释了其背后的物理意义，让我能够真正理解“为什么”要选择某种单元，而不是简单地记住“怎么”使用。 其次，本书对工程应用的侧重点拿捏得非常到位。它不仅仅是理论的堆砌，更强调了如何将理论知识转化为解决实际工程问题的能力。书中的案例分析非常丰富，涵盖了从简单的梁、板、壳结构到更复杂的装配体和非线性分析。我尤其喜欢书中对每个案例的详细步骤拆解，包括前处理、建模、边界条件施加、求解器设置以及后处理。这些步骤清晰明了，跟着做一遍，就能对 ANSYS 的操作流程和分析思路有一个深入的掌握。更重要的是，书中还穿插了许多关于结果解读和误差分析的技巧，这对于确保分析结果的可靠性至关重要。 总而言之，这本书不仅是一本技术手册，更是一位经验丰富的导师。它用易于理解的语言和详实的案例，为我打开了 ANSYS 结构分析的大门，让我能够自信地应对未来的工程挑战。强烈推荐给所有需要掌握 ANSYS 结构分析技能的工程师、学生以及科研人员！

评分☆☆☆☆☆

作为一名在校的研究生，我最近在准备一篇关于复杂结构应力分析的论文，对有限元软件的要求非常高。《ANSYS结构分析单元与应用》这本书，可以说是为我量身打造的。它在知识体系的构建和内容的专业性上，都做得非常到位，让我受益匪浅。 这本书最吸引我的地方在于它对 ANSYS 结构分析单元的系统性梳理。作者以一种非常严谨的态度，对各种单元的定义、拓扑结构、插值函数、应变-位移关系以及单元刚度矩阵的推导过程进行了清晰的阐述。虽然有些推导过程对于初学者来说可能需要一定的数学基础，但作者的讲解方式非常易于理解，并且恰到好处地指出了这些理论在实际应用中的指导意义。例如，在选择梁单元时，书中详细对比了不同阶次梁单元的优劣，以及它们在处理不同边界条件和载荷时的精度差异，这对于我进行模型的精确建模非常有帮助。 在应用方面，这本书的案例设计极其巧妙，并且具有很强的实践指导意义。它并非简单的“复制粘贴”式教程，而是更侧重于引导读者理解分析的逻辑和思维方式。从基础的静力学分析到非线性接触分析，再到高阶的动力学分析，每个案例都紧密结合了实际工程问题，并且详细说明了如何根据实际情况选择合适的单元类型、材料模型、载荷施加方式以及求解器设置。我特别欣赏书中关于“边界条件”的详细讲解，这往往是影响仿真结果准确性的关键因素，作者给出了许多非常实用的经验和技巧。 更让我惊喜的是，书中还触及了一些高级的分析主题，例如屈曲分析、振动分析以及热应力分析等。这些内容对于我的研究论文非常有启发性，并且提供了初步的分析思路和方法。作者在讲解这些高级主题时，也没有回避其中的复杂性，而是以一种循序渐进的方式，帮助读者逐步掌握。 总而言之，《ANSYS结构分析单元与应用》这本书，不仅是一本优秀的 ANSYS 操作指南，更是一本深入理解结构分析理论的教科书。它帮助我建立了一个扎实的理论基础，并为我提供了解决实际工程问题的实用工具。对于任何希望在结构分析领域深入研究的读者，我都强烈推荐这本书。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我平时看书，最怕的就是那种“空泛”或者“过于理论化”的书籍，既不实用，也让人提不起兴趣。《ANSYS结构分析单元与应用》这本书，彻底打消了我的这种顾虑，它以一种非常“接地气”的方式，将 ANSYS 结构分析的精髓娓娓道来，让我感觉就像在和一位经验丰富的工程师进行一对一的交流。 这本书在内容组织上，最大的特色就是将“单元”作为核心，串联起整个结构分析的过程。作者并没有按照软件功能模块来划分章节，而是围绕着不同类型的单元，详细阐述了它们的特性、适用场景以及在实际应用中需要注意的问题。我尤其喜欢书中关于“单元失效模式”的讨论，这让我对单元的局限性有了更深刻的认识，也更能理解为什么在某些情况下需要选择更高级的单元或者进行网格细化。 在案例分析部分，这本书的亮点在于其“深度”和“广度”的结合。它不仅仅展示了如何完成一个分析，更注重解析“为什么”要这样做，以及“这样做”会带来什么影响。从简单的拉伸、弯曲实验的仿真，到复杂的汽车零部件的强度校核，再到机械装置的动力学响应分析，本书的案例涵盖了多种典型工程问题。而且，在每个案例中，作者都详细解释了模型建立的思路、边界条件的选择依据、载荷的施加方法，以及求解器的参数设置。这些细节的处理，对于新手来说至关重要，能够帮助他们快速掌握 ANSYS 的精髓。 让我特别佩服的是，作者在书中还穿插了许多关于“网格质量”和“模型简化”的讨论。这对于提升仿真精度和效率至关重要，而很多其他的书籍往往会忽略这些方面。书中提供的网格优化技巧和模型简化的原则，能够帮助我更好地利用 ANSYS 进行高效准确的仿真。 总的来说，《ANSYS结构分析单元与应用》这本书，就像一位经验丰富的“老司机”，带着你穿越 ANSYS 结构分析的“丛林”。它不仅教会你“怎么开”，更让你理解“为什么这么开”，让你在面对复杂的工程问题时，能够胸有成竹，做出最优的仿真决策。强烈推荐给所有正在或即将使用 ANSYS 进行结构分析的工程师和学生！

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速度很快，但是忘记评价了，书的质量也很好，应该是正品

评分☆☆☆☆☆

学习中，希望有帮助，加油

评分☆☆☆☆☆

不错的工具书，虽然内容大部分是ANSYS HELP 的翻译，但是增加了一些实例。

评分☆☆☆☆☆

學好一款CAE軟體 是需要時間積累的 一定要親自練習 不要只看不做 我也是做一個產學合作項目的時候才開始使用CAE的 基本上練習的時間久了 就很熟練了

评分☆☆☆☆☆

好书，正品，便宜，喜欢，推荐给大家！

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Ansys学习必备参考书，不解释！

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学习ansys用，感觉很高端的样子！！！？！

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