ANSYS 15.0有限元分析從入門到精通(附光盤)

ANSYS 15.0有限元分析從入門到精通(附光盤) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

CAD,CAM,CAE技術聯盟 編
圖書標籤:
  • ANSYS
  • 有限元分析
  • FEA
  • 工程仿真
  • 數值計算
  • 結構力學
  • 機械工程
  • 入門
  • 教程
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齣版社: 清華大學齣版社
ISBN:9787302413721
版次:1
商品編碼:11880498
品牌:清華大學
包裝:平裝
叢書名: 清華社“視頻大講堂”大係
開本:16開
齣版時間:2016-01-01
用紙:膠版紙
頁數:660
字數:1191000
附件:光盤

具體描述

産品特色

編輯推薦

  本書以ANSYS 15.0為依據,對ANSYS分析的基本思路、操作步驟、應用技巧進行瞭詳細介紹,並結閤典型工程應用實例詳細講述瞭ANSYS具體工程應用方法。
  書中盡量避開瞭繁瑣的理論描述,從實際應用齣發,結閤作者使用該軟件的經驗,實例部分采用GUI方式一步一步地對操作過程和步驟進行講解。為瞭幫助用戶熟悉ANSYS的相關操作命令,在實例的後麵還列齣瞭分析過程的命令流文件。

內容簡介

  《ANSYS 15.0有限元分析從入門到精通》以 ANSYS 15.0為依據,對ANSYS分析的基本思路、操作步驟和應用技巧進行瞭詳細介紹,並結閤典型工程應用實例詳細講述瞭ANSYS具體工程應用方法。書中盡量避開瞭煩瑣的理論描述,從實際應用齣發,結閤作者使用該軟件的經驗,實例部分采用GUI方式一步步地對操作過程和步驟進行瞭講解。為瞭幫助讀者熟悉 ANSYS 的相關操作命令,在每個實例的後麵都列齣瞭分析過程的命令流文件。
  《ANSYS 15.0有限元分析從入門到精通》分為5篇,共24章,第1篇為操作基礎篇,共6章,詳細介紹瞭ANSYS分析全流程的基本步驟和方法;第2篇為專題實例篇,共9章,講解瞭各種分析專題的參數設置方法與技巧;第3篇為熱分析篇,共2章,分彆介紹瞭熱分析、熱輻射和相變分析;第4篇為電磁分析篇,共4章,分彆介紹瞭電磁場分析、二維磁場分析、三維磁場分析和電場分析;第5篇為耦閤場分析篇,共3章,分彆介紹瞭耦閤場分析、直接耦閤場分析和多場求解-MFS單碼的耦閤分析。
  《ANSYS 15.0有限元分析從入門到精通》適用於 ANSYS 軟件的初、中級用戶,以及有初步使用經驗的技術人員;可作為理工科類院校相關專業的本科生、研究生及教師學習 ANSYS 軟件的培訓教材;也可作為從事結構分析相關行業的工程技術人員使用ANSYS軟件的參考書。

作者簡介

  CAD/CAM/CAE技術聯盟,是一個CAD/CAM/CAE技術研討、工程開發、培訓谘詢和圖書創作的工程技術人員協作聯盟,包含20多位專職和眾多兼職CAD/CAM/CAE工程技術專傢。
  負責人由Autodesk中國認證考試中心首席專傢擔任,全麵負責Autodesk中國官方認證考試大綱製定、題庫建設、技術谘詢和師資力量培訓工作,成員精通Autodesk係列軟件。其創作的很多教材成為國內具有引導性的旗幟作品,在國內相關專業方嚮圖書創作領域具有舉足輕重的地位。

內頁插圖

目錄

第1篇 操作基礎篇

第1章 ANSYS 15.0入門

1.1 ANSYS 15.0的用戶界麵

1.2 ANSYS文件係統

1.2.1 文件類型

1.2.2 文件管理

1.3 ANSYS分析過程

1.3.1 建立模型

1.3.2 加載並求解

1.3.3 後處理

1.4 實例入門—托架受力分析

1.4.1 分析實例描述

1.4.2 建立模型

1.4.3 查看計算結果

第2章 幾何建模

(視頻講解:20分鍾)

2.1 坐標係簡介

2.1.1 總體和局部坐標係

2.1.2 顯示坐標係

2.1.3 節點坐標係

2.1.4 單元坐標係

2.1.5 結果坐標係

2.2 工作平麵的使用

2.2.1 定義一個新的工作平麵

2.2.2 控製工作平麵的顯示和樣式

2.2.3 移動工作平麵

2.2.4 鏇轉工作平麵

2.2.5 還原一個已定義的工作平麵

2.3 布爾操作

2.3.1 布爾運算的設置

2.3.2 交運算

2.3.3 兩兩相交

2.3.4 相加

2.3.5 相減

2.3.6 利用工作平麵做減運算

2.3.7 搭接

2.3.8 分割

2.3.9 粘接(或閤並)

2.4 編輯幾何模型

2.4.1 按照樣本生成圖元

2.4.2 由對稱映像生成圖元

2.4.3 將樣本圖元轉換坐標係

2.4.4 實體模型圖元的縮放

2.5 自底嚮上創建幾何模型

2.5.1 關鍵點

2.5.2 硬點

2.5.3 綫

2.5.4 麵

2.5.5 體

2.6 實例—儲液罐的實體建模

2.6.1 GUI方式

2.6.2 命令流方式

2.7 自頂嚮下創建幾何模型(體素)

2.7.1 創建麵體素

2.7.2 創建實體體素

2.8 實例—軸承座的實體建模

2.8.1 GUI方式

2.8.2 命令流方式

2.9 從IGES文件中將幾何模型導入ANSYS

第3章 劃分網格

(視頻講解:11分鍾)

3.1 有限元網格概論

3.2 設定單元屬性

3.2.1 生成單元屬性錶

3.2.2 在劃分網格之前分配單元屬性

3.3 網格劃分的控製

3.3.1 ANSYS網格劃分工具(MeshTool)

3.3.2 單元形狀

3.3.3 選擇自由或映射網格劃分

3.3.4 控製單元邊中節點的位置

3.3.5 劃分自由網格時的單元尺寸控製(SmartSizing)

3.3.6 映射網格劃分中單元的默認尺寸

3.3.7 局部網格劃分控製

3.3.8 內部網格劃分控製

3.3.9 生成過渡棱錐單元

3.3.10 將退化的四麵體單元轉化為非退化的形式

3.3.11 執行層網格劃分

3.4 自由網格劃分和映射網格劃分控製

3.4.1 自由網格劃分

3.4.2 映射網格劃分

3.5 給實體模型劃分有限元網格

3.5.1 用xMESH命令生成網格

3.5.2 生成帶方嚮節點的梁單元網格

3.5.3 在分界綫或者分界麵處生成單位厚度的界麵單元

3.6 實例—儲液罐的網格劃分

3.6.1 GUI方式

3.6.2 命令流方式

3.7 延伸和掃掠生成有限元模型

3.7.1 延伸(Extrude)生成網格

3.7.2 掃掠(VSWEEP)生成網格

3.8 修正有限元模型

3.8.1 局部細化網格

3.8.2 移動和復製節點及單元

3.8.3 控製麵、綫和單元的法嚮

3.8.4 修改單元屬性

3.9 直接通過節點和單元生成有限元模型

3.9.1 節點

3.9.2 單元

3.10 編號控製

3.10.1 閤並重復項

3.10.2 編號壓縮

3.10.3 設定起始編號

3.10.4 編號偏差

3.11 實例—軸承座的網格劃分

3.11.1 GUI方式

3.11.2 命令流方式

第4章 施加載荷

4.1 載荷概論

4.1.1 什麼是載荷

4.1.2 載荷步、子步和平衡迭代

4.1.3 時間參數

4.1.4 階躍載荷與坡道載荷

4.2 施加載荷

4.2.1 載荷分類

4.2.2 軸對稱載荷與反作用力

4.2.3 利用錶格施加載荷

4.2.4 利用函數施加載荷和邊界條件

4.3 實例—軸承座的載荷和約束施加

4.3.1 GUI方式

4.3.2 命令流方式

4.4 設定載荷步選項

4.4.1 通用選項

4.4.2 動力學分析選項

4.4.3 非綫性選項

4.4.4 輸齣控製

4.4.5 Biot-Savart選項

4.4.6 譜分析選項

4.4.7 創建多載荷步文件

4.5 實例—儲液罐的載荷和約束施加

4.5.1 GUI方式

4.5.2 命令流方式

第5章 求解

5.1 求解概論

5.1.1 使用直接求解法

5.1.2 使用其他求解器

5.1.3 獲得解答

5.2 利用特定的求解控製器指定求解類型

5.2.1 使用Abridged Solution菜單選項

5.2.2 使用求解控製對話框

5.3 多載荷步求解

5.3.1 多重求解法

5.3.2 使用載荷步文件法

5.3.3 使用數組參數法(矩陣參數法)

5.4 實例—軸承座和儲液罐模型求解

第6章 後處理

6.1 後處理概述

6.1.1 結果文件

6.1.2 後處理可用的數據類型

6.2 通用後處理器(POST1)

6.2.1 將數據結果讀入數據庫

6.2.2 圖像顯示結果

6.2.3 列錶顯示結果

6.2.4 將結果鏇轉到不同坐標係中並顯示

6.3 實例—軸承座計算結果後處理

6.3.1 GUI方式

6.3.2 命令流方式

6.4 時間曆程後處理(POST26)

6.4.1 定義和儲存POST26變量

6.4.2 檢查變量

6.4.3 POST26後處理器的其他功能

6.5 實例—儲液罐計算結果後處理

6.5.1 GUI方式

6.5.2 命令流方式

第2篇 專題實例篇

第7章 結構靜力分析

(視頻講解:24分鍾)

7.1 結構靜力概論

7.2 實例—高速齒輪應力分析

7.2.1 分析問題

7.2.2 建立模型

7.2.3 定義邊界條件並求解

7.2.4 查看結果

7.2.5 命令流執行方式

第8章 模態分析

(視頻講解:28分鍾)

8.1 模態分析概論

8.2 實例—高速齒輪模態分析

8.2.1 分析問題

8.2.2 建立模型

8.2.3 進行模態設置、定義邊界條件並求解

8.2.4 查看結果

8.2.5 命令流模式

第9章 諧響應分析

(視頻講解:10分鍾)

9.1 諧響應分析概論

9.1.1 Full Method(完全法)

9.1.2 Reduced Method(減縮法)

9.1.3 Mode Superposition Method(模態疊加法)

9.1.4 3種方法的共同局限性

9.2 實例—彈簧質子係統的諧響應分析

9.2.1 問題描述

9.2.2 建立模型

9.2.3 分析模型

9.2.4 觀察結果

9.2.5 命令流方式

第10章 瞬態動力學分析

(視頻講解:12分鍾)

10.1 瞬態動力學概論

10.1.1 Full Method(完全法)

10.1.2 Mode Superposition Method(模態疊加法)

10.1.3 Reduced Method(減縮法)

10.2 實例—彈簧阻尼係統的自由振動分析

10.2.1 分析問題

10.2.2 建立模型

10.2.3 進行瞬態動力分析設置、定義邊界條件並求解

10.2.4 查看結果

10.2.5 命令流模式

第11章 譜分析

(視頻講解:22分鍾)

11.1 譜分析概論

11.1.1 響應譜

11.1.2 動力設計分析方法(DDAM)

11.1.3 功率譜密度(PSD)

11.2 實例—支撐平闆動力效果譜分析

11.2.1 問題描述

11.2.2 建立模型

11.2.3 命令流方式

第12章 非綫性分析

(視頻講解:11分鍾)

12.1 非綫性分析概論

12.1.1 非綫性行為的原因

12.1.2 非綫性分析的基本信息

12.1.3 幾何非綫性

12.1.4 材料非綫性

12.1.5 其他非綫性問題

12.2 實例—鉚釘衝壓應力分析

12.2.1 分析問題

12.2.2 建立模型

12.2.3 定義邊界條件並求解

12.2.4 查看結果

12.2.5 命令流

第13章 結構屈麯分析

13.1 結構屈麯概論

13.2 實例—圓盤邊緣屈麯分析

13.2.1 分析問題

13.2.2 建立模型

13.2.3 定義邊界條件並求解

13.2.4 查看結果

13.2.5 命令流

第14章 接觸問題分析

(視頻講解:31分鍾)

14.1 接觸問題概論

14.1.1 一般分類

14.1.2 接觸單元

14.2 實例—齒輪副的接觸分析

14.2.1 分析問題

14.2.2 建立模型

14.2.3 定義邊界條件並求解

14.2.4 查看結果

14.2.5 命令流方式

第15章 結構優化

(視頻講解:24分鍾)

15.1 結構優化設計概論

15.2 實例—梁結構優化設計

15.2.1 問題描述

15.2.2 命令流方式

第3篇 熱分析篇

第16章 穩態熱分析與瞬態熱分析

(視頻講解:28分鍾)

16.1 熱分析概論

16.1.1 熱分析的特點

16.1.2 熱分析單元

16.2 熱載荷和邊界條件的類型

16.2.1 概述

16.2.2 熱載荷和邊界條件注意事項

16.3 穩態熱分析概述

16.3.1 穩態熱分析定義

16.3.2 穩態熱分析的控製方程

16.4 瞬態熱分析概述

16.4.1 瞬態熱分析特性

16.4.2 瞬態熱分析前處理考慮因素

16.4.3 控製方程

16.4.4 初始條件的施加

16.5 穩態熱分析實例—換熱管的熱分析

16.5.1 GUI分析過程

16.5.2 命令流方式

16.6 瞬態熱分析實例—鋼球淬火過程溫度分析

16.6.1 GUI分析過程

16.6.2 命令流方式

第17章 熱輻射和相變分析

(視頻講解:51分鍾)

17.1 熱輻射基本理論及在ANSYS中的處理方法

17.1.1 熱輻射特性

17.1.2 ANSYS中熱輻射的處理方法

17.2 實例—兩同心圓柱體間熱輻射分析

17.2.1 問題描述

17.2.2 問題分析

17.2.3 GUI操作步驟

17.2.4 APDL命令流程序

17.3 實例—一長方體形坯料空冷過程分析

17.3.1 問題描述

17.3.2 問題分析

17.3.3 GUI操作步驟

17.3.4 APDL命令流程序

17.4 相變分析概述

17.4.1 相和相變

17.4.2 潛在熱量和焓

17.4.3 相變分析基本思路

17.5 實例—某零件鑄造過程分析

17.5.1 問題描述

17.5.2 問題分析

17.5.3 GUI操作步驟

17.5.4 APDL命令流程序

第4篇 電磁分析篇

第18章 電磁場有限元分析簡介

18.1 電磁場有限元分析概述

18.1.1 電磁場中常見邊界條件

18.1.2 ANSYS電磁場分析對象

18.1.3 電磁場單元概述

18.1.4 電磁宏

18.2 遠場單元及遠場單元的使用

18.2.1 遠場單元

18.2.2 使用遠場單元的注意事項

第19章 二維磁場分析

(視頻講解:67分鍾)

19.1 二維靜態磁場分析中要用到的單元

19.2 實例—載流導體的電磁力分析

19.2.1 問題描述

19.2.2 GUI操作方法

19.2.3 命令流實現

19.3 二維諧波磁場分析中要用到的單元

19.4 實例—二維非綫性諧波分析

19.4.1 問題描述

19.4.2 GUI操作方法

19.4.3 命令流實現

19.5 二維瞬態磁場分析中要用到的單元

19.6 實例—二維螺綫管製動器內瞬態磁場的分析

19.6.1 問題描述

19.6.2 創建物理環境

19.6.3 建立模型、賦予特性、劃分網格

19.6.4 加邊界條件和載荷

19.6.5 求解

19.6.6 命令流實現

第20章 三維磁場分析

(視頻講解:36分鍾)

20.1 三維靜態磁場標量法分析中要用到的單元

20.2 實例—三維螺綫管靜態磁分析

20.2.1 問題描述

20.2.2 創建物理環境

20.2.3 建立模型、賦予特性、劃分網格

20.2.4 加邊界條件和載荷

20.2.5 求解

20.2.6 查看計算結果

20.2.7 命令流實現

20.3 棱邊單元邊方法中用到的單元

20.4 實例—電動機溝槽中瞬態磁場分布

20.4.1 問題描述

20.4.2 創建物理環境

20.4.3 建立模型、賦予特性、劃分網格

20.4.4 加邊界條件和載荷

20.4.5 求解

20.4.6 查看計算結果

20.4.7 命令流實現

第21章 電場分析

(視頻講解:53分鍾)

21.1 電場分析要用到的單元

21.2 實例—正方形電流環中的磁場

21.2.1 問題描述

21.2.2 創建物理環境

21.2.3 建立模型、賦予特性、劃分網格

21.2.4 加邊界條件和載荷

21.2.5 求解

21.2.6 查看計算結果

21.2.7 命令流實現

21.3 h方法靜電場分析中用到的單元

21.4 實例—電容計算

21.4.1 問題描述

21.4.2 創建物理環境

21.4.3 建立模型、賦予特性、劃分網格

21.4.4 加邊界條件和載荷

21.4.5 求解

21.4.6 命令流實現

21.5 電路分析中要用到的單元

21.5.1 使用CIRCU124單元

21.5.2 使用CIRCU125單元

21.6 實例—瞬態電路分析

21.6.1 問題描述

21.6.2 創建物理環境

21.6.3 建立模型、賦予特性、劃分網格

21.6.4 加邊界條件和載荷

21.6.5 求解

21.6.6 查看計算結果

21.6.7 命令流實現

21.7 高頻分析中要用到的單元

21.8 實例—腔體高頻模態分析

21.8.1 問題描述

21.8.2 創建物理環境

21.8.3 建立模型、賦予特性、劃分網格

21.8.4 加邊界條件和載荷

21.8.5 求解

21.8.6 查看計算結果

21.8.7 命令流實現

第5篇 耦閤場分析篇

第22章 耦閤場分析簡介

22.1 耦閤場分析的定義

22.2 耦閤場分析的類型

22.2.1 直接方法

22.2.2 載荷傳遞分析

22.2.3 直接方法和載荷傳遞

22.2.4 其他分析方法

22.3 耦閤場分析的單位製

第23章 直接耦閤場分析

(視頻講解:53分鍾)

23.1 熱應力耦閤分析實例—換熱管的熱應力分析

23.1.1 前處理

23.1.2 求解

23.1.3 後處理

23.1.4 命令流方式

23.2 熱電耦閤分析實例—熱電發電機耦閤分析

23.2.1 前處理

23.2.2 求解

23.2.3 後處理

23.2.4 命令流方式

23.3 機電耦閤分析實例—梳齒式電機耦閤分析

23.3.1 前處理

23.3.2 求解

23.3.3 後處理

23.3.4 命令流方式

第24章 多場求解-MFS單碼的耦閤分析

(視頻講解:110分鍾)

24.1 厚壁圓筒的熱應力分析

24.1.1 前處理

24.1.2 求解

24.1.3 後處理

24.1.4 命令流方式

24.2 圓鋼坯的感應加熱分析

24.2.1 前處理

24.2.2 求解

24.2.3 後處理

24.2.4 命令流方式

24.3 使用物理環境方法求解熱-應力問題實例

24.3.1 前處理(熱分析)

24.3.2 前處理(結構分析)

24.3.3 求解(熱分析)

24.3.4 後處理(熱分析)

24.3.5 求解(結構分析)

24.3.6 後處理(結構分析)

24.3.7 命令流

24.4 機電-電路耦閤分析實例

24.4.1 前處理

24.4.2 求解

24.4.3 後處理

24.4.4 命令流方式

前言/序言

ANSYS 15.0有限元分析從入門到精通(附光盤)
《ANSYS 15.0 有限元分析從入門到精通(附光盤)》 第一章: 引言——開啓有限元分析的探索之旅 在現代工程設計與分析領域,有限元分析(FEA)已成為不可或缺的強大工具。它能夠幫助工程師們在虛擬環境中精確模擬和預測各種物理現象,從而優化産品性能、降低研發成本、縮短産品上市時間。本書《ANSYS 15.0 有限元分析從入門到精通》旨在為您提供一套係統、詳實的學習路徑,引領您從零基礎掌握ANSYS 15.0這款領先的有限元分析軟件,直至能夠獨立運用其解決復雜的工程問題。 本書不僅涵蓋瞭有限元分析的基本理論,更著重於ANSYS 15.0軟件的操作技巧與應用實踐。我們將從最基礎的概念講起,逐步深入,確保每一位讀者都能紮實地掌握核心知識。無論您是初涉有限元分析的學生,還是希望提升技能的在職工程師,本書都將是您理想的學習夥伴。 第二章: 有限元法的基本原理——理解模擬背後的數學基石 在深入軟件操作之前,理解有限元分析的基本原理至關重要。本章將為您揭示有限元法的核心思想。我們將從離散化、單元類型、插值函數、單元方程組的建立,到整體方程組的組裝與求解,層層剝繭,讓您透徹理解計算機如何將連續的物理問題轉化為可計算的離散模型。 離散化: 理解如何將復雜的幾何模型劃分為有限個、形狀簡單的單元(如三角形、四邊形、三角形、四麵體、六麵體等)。我們將探討不同類型單元的特點、適用範圍以及它們在模擬精度上的影響。 單元形函數(插值函數): 學習如何使用多項式來近似描述單元內部的位移、溫度等物理量。我們將重點介紹節點位移和單元節點值的關係,以及它們如何決定單元的整體響應。 單元方程組的推導: 深入理解能量原理(如虛功原理、瑞利-裏茲法)如何在單元尺度上推導齣描述單元力學行為的方程組。我們將詳細解析剛度矩陣、載荷嚮量等關鍵概念的形成過程。 整體方程組的組裝: 學習如何將各個單元的方程組按照節點連接關係進行有序組裝,形成整個模型的全局方程組。這一過程是有限元分析的核心步驟,直接關係到最終求解的準確性。 邊界條件的應用: 理解位移邊界條件(固定支撐、位移約束)和載荷邊界條件(力、壓力、溫度)如何施加到整體方程組中,從而得到一個適定(well-posed)的方程組。 方程組的求解: 介紹常用的綫性方程組求解方法,如直接法(高斯消元法、Cholesky分解)和迭代法(共軛梯度法、Jacobi法),並分析其優缺點以及在ANSYS中的應用。 後處理與結果分析: 學習如何從求解得到的節點位移、應力、應變等結果中提取有用的信息,並進行可視化展示,以便工程師做齣工程判斷。 本章將輔以清晰的數學推導和圖示,幫助您建立對有限元法堅實的理論基礎,為後續軟件的學習打下堅實基礎。 第三章: ANSYS 15.0 軟件界麵與基本操作——熟悉您的虛擬實驗平颱 ANSYS 15.0 是一款功能強大且用戶友好的工程仿真軟件。本章將帶領您熟悉其直觀的圖形用戶界麵(GUI),並掌握最基本的操作流程,讓您能夠快速上手。 啓動與退齣: 掌握 ANSYS Workbench 和 APDL 兩種主要界麵的啓動方式,以及如何安全地退齣程序。 工作空間與菜單欄: 熟悉 ANSYS Workbench 的項目流(Project Schematic)和模型處理流程,瞭解菜單欄、工具欄、屬性窗口等各個組成部分的功用。 幾何建模基礎: 學習如何在 ANSYS 設計模型(DesignModeler)或icem CFD 中進行簡單的二維和三維幾何建模,包括創建點、綫、麵、體,以及進行布爾運算、倒角、拔模等操作。 單位製與坐標係: 瞭解 ANSYS 中常用的單位製設置,以及如何創建和管理局部坐標係,以方便模型操作和結果查看。 對象與屬性: 理解 ANSYS 中“對象”的概念,例如幾何體、材料、網格、載荷等,並學會如何在其屬性窗口中修改其參數。 保存與加載: 掌握 ANSYS 工程的保存、加載和導齣方法,確保您的工作成果不丟失。 常用快捷鍵與技巧: 介紹一些提高操作效率的常用快捷鍵和實用技巧,讓您的建模過程更加流暢。 通過本章的學習,您將能夠自信地在 ANSYS 15.0 的界麵中遊刃有餘地進行各項基本操作。 第四章: 有限元模型構建——從幾何到有限元模型的蛻變 將工程設計圖轉化為可用於有限元分析的模型是關鍵一步。本章將詳細講解如何在 ANSYS 15.0 中完成模型的準備、劃分和網格生成。 幾何模型的準備與導入: 直接建模: 詳細演示如何在 ANSYS 15.0 的內置幾何建模工具(如 DesignModeler)中創建精密的幾何模型。 外部導入: 學習如何導入其他 CAD 軟件(如 SolidWorks, Pro/E, CATIA 等)導齣的幾何模型(如 STEP, IGES, Parasolid 等格式),並進行必要的修復和簡化。 模型簡化與修復: 掌握去除細小特徵、閤並麯麵、清理幾何缺陷等技術,以提高網格質量和計算效率。 材料屬性的定義: 綫彈性材料: 學習如何定義工程中常用的綫彈性材料,包括楊氏模量、泊鬆比、密度等。 非綫性材料: 介紹塑性、彈塑性、超彈性等非綫性材料模型的定義方法,以及它們在實際應用中的考慮。 材料庫的使用: 瞭解 ANSYS 自帶的材料庫,並學習如何創建和管理自定義材料庫。 單元類型與實體的選擇: 梁單元、殼單元、實體單元: 深入理解不同維度的單元(1D, 2D, 3D)的適用場景,以及它們的優缺點。 單元行為: 學習如何根據分析需求選擇閤適的單元類型,例如減縮積分單元、完全積分單元、大變形單元等。 接觸麵的定義: 講解接觸(Contact)的定義,包括接觸類型(粘連、滑動、無接觸)、接觸算法(Penalty, Augmented Lagrange, Pure Master/Slave)和接觸對的識彆,這是多體仿真中的核心內容。 網格劃分技術: 網格劃分的原則: 掌握網格質量的重要性,以及如何評估網格質量(長寬比、雅可比指數、歪斜度等)。 映射網格與自由網格: 學習兩種主要的網格劃分策略,理解它們的適用範圍和優劣。 網格控製: 掌握網格尺寸、網格細化、局部網格控製、掃描網格等技術,以確保模型關鍵區域有足夠精度的網格。 網格檢查與優化: 學習如何檢查網格質量,並進行必要的優化,以提高計算精度和收斂性。 本章將通過大量實例演示,讓您熟練掌握從幾何模型到高質量有限元模型的完整流程。 第五章: 載荷與邊界條件的施加——賦予模型生命力 真實世界的物理約束和作用力需要通過載荷和邊界條件施加到有限元模型中。本章將詳細介紹 ANSYS 15.0 中各種載荷和邊界條件的類型與施加方法。 位移邊界條件: 固定支撐(Fixed Support): 講解如何固定模型上的自由度。 位移約束(Displacement): 學習如何施加特定的位移值或位移函數。 對稱邊界條件(Symmetry/Antisymmetry): 在簡化模型時,如何利用對稱性來減少計算量。 鏇轉約束(Rotation): 施加對鏇轉自由度的約束。 力與壓力載荷: 集中力(Force): 在節點或幾何體上施加集中力。 壓力(Pressure): 在麯麵或麵上施加均勻或非均勻的壓力。 重力(Gravity): 施加重力加速度,模擬其對模型的影響。 載荷集(Load Steps): 學習如何將多個載荷組閤到不同的載荷步中,以模擬加載順序和不同工況。 溫度與熱載荷: 初始溫度(Initial Temperature): 定義模型的初始溫度場。 溫度邊界條件(Temperature): 在節點或麯麵上施加特定溫度。 對流(Convection): 施加對流換熱條件,考慮與周圍環境的溫度交換。 熱輻射(Radiation): 施加輻射換熱條件。 熱流(Heat Flux): 在邊界上施加熱流密度。 其他特殊載荷: 應變(Strain): 直接施加預設應變。 體載荷(Body Loads): 在實體內部施加體積力,如密度與重力組閤。 初始應力/應變(Initial Stress/Strain): 考慮模型已有的應力或應變狀態。 載荷與邊界條件的驗證: 學習如何檢查所施加的載荷和邊界條件是否正確,以避免計算錯誤。 本章將結閤實際工程案例,指導您如何準確地將物理世界的載荷和約束轉化為ANSYS中的設置。 第六章: 求解設置與結果分析——獲取模擬洞察 在完成模型構建和載荷施加後,下一步就是進行求解並分析結果。本章將深入講解 ANSYS 15.0 的求解設置以及如何有效地解讀和可視化分析結果。 求解器類型選擇: 直接求解器(Frontal, Sparse, Jacobi Conjugate Biconjugate Gradient): 介紹不同直接求解器的特點和適用範圍。 迭代求解器(PCG, JCG, BiCG, QMR, TFQMR): 講解迭代求解器的原理、收斂準則及選擇時機。 多物理場耦閤求解: 介紹如何設置多物理場耦閤分析(如結構-熱耦閤,流體-結構耦閤)。 求解控製參數: 載荷步(Load Steps)與子步(Substeps): 理解如何設置載荷步和子步來控製載荷的施加過程,尤其是在非綫性分析中。 收斂準則(Convergence Criteria): 講解在非綫性分析中,如何設置收斂容差來判斷計算是否成功。 時間積分(Time Integration): 在瞬態分析中,如何選擇閤適的時間積分方案。 自由度收斂(DOF Convergence): 講解如何控製各自由度的求解精度。 求解執行與監控: 開始求解(Solve): 啓動求解過程。 求解器日誌(Solver Log): 學習如何查看求解器日誌,及時發現問題和錯誤。 求解過程可視化: 瞭解 ANSYS 如何實時顯示求解進度和收斂情況。 結果的提取與後處理: 通用結果(General Postproc): 位移(Displacement): 查看模型的變形。 應力(Stress): 分析模型的應力分布,如 Von Mises 應力、主應力、剪切應力等。 應變(Strain): 查看模型的應變分布。 接觸壓力(Contact Pressure): 分析接觸麵的壓力分布。 溫度(Temperature): 查看溫度場的分布。 繪圖與可視化: 變形圖(Deformation Plot): 放大顯示模型變形。 雲圖(Contour Plot): 以彩色雲圖展示應力、應變、溫度等分布。 矢量圖(Vector Plot): 顯示力、熱流等矢量信息。 動畫(Animation): 模擬變形過程、載荷加載過程等。 探針工具(Probes): 在模型上任意點提取詳細的數值結果。 列錶工具(List): 以列錶形式輸齣特定節點或單元的結果。 路徑繪圖(Path Plot): 沿指定路徑繪製應力、位移等變化麯綫。 結果的導齣: 學習如何將仿真結果導齣為圖像、錶格或其他格式,用於報告和文檔。 工程評估與誤差分析: 應力集中(Stress Concentration): 識彆模型中的應力集中區域。 失效判據(Failure Criteria): 結閤材料的強度極限,評估模型的安全裕度。 收斂性分析: 通過網格細化或時間步長減小,驗證結果的收斂性。 與理論解的比較: 在簡單的模型中,將仿真結果與解析解或經驗公式進行對比,評估仿真準確性。 本章的實踐操作將引導您從海量的計算結果中提取有價值的工程信息,並做齣閤理的工程判斷。 第七章: ANSYS 15.0 典型應用案例——學以緻用,融會貫通 理論知識需要通過實踐來鞏固和提升。本章將通過一係列典型的工程應用案例,演示 ANSYS 15.0 在不同領域的應用,幫助您將所學知識融會貫通。 案例一:靜力學分析——簡單梁的受力分析 建模、劃分網格、施加載荷(集中力、均布載荷)、求解、分析應力、位移。 講解梁單元和實體單元在分析中的差異。 案例二:模態分析——結構的固有頻率與振型 研究結構的固有振動特性,避免共振。 施加質量、邊界條件,求解振動頻率和振型。 案例三:瞬態結構分析——衝擊載荷下的響應 模擬物體在短時間內承受的衝擊載荷,分析動態響應。 設置時間步長、瞬態求解器。 案例四:熱傳導分析——發熱元件的溫度分布 模擬熱源、對流、輻射,分析物體內部的溫度分布。 設置溫度邊界條件、熱流,求解溫度場。 案例五:接觸分析——零件裝配後的應力分布 分析兩個或多個零件接觸時的受力情況。 定義接觸對,分析接觸壓力和接觸應力。 案例六:疲勞分析基礎(簡述) 簡要介紹如何基於靜力學分析結果進行疲勞壽命的初步評估。 案例七:(根據光盤內容酌情添加) 根據您光盤中包含的具體實例,詳細闡述相關案例的建模、求解和分析過程。例如,可能包含更復雜的幾何模型、非綫性材料、多物理場耦閤等。 每個案例都將遵循“問題提齣-模型建立-求解分析-結果解讀”的完整流程,並通過詳細的截圖和步驟講解,讓您清晰地看到 ANSYS 15.0 在實際工程問題中的應用。 第八章: 高級功能與技巧——進階之路 在掌握瞭 ANSYS 15.0 的基礎操作和典型應用後,本章將帶您探索一些高級功能和實用技巧,以進一步提升您的分析能力。 參數化建模與優化: 學習如何利用參數來控製幾何模型和載荷,從而實現參數化設計和優化分析。 宏命令(APDL)簡介: 簡要介紹 ANSYS 參數化設計語言(APDL),瞭解其在自動化和腳本化方麵的強大功能。 後處理腳本與報告生成: 學習如何編寫簡單的腳本來自動化後處理操作,以及如何生成專業的分析報告。 網格自適應(Adaptive Meshing): 介紹 ANSYS 的自適應網格技術,如何通過網格的自動細化來提高結果精度。 多物理場耦閤分析深入: 更深入地講解結構-熱耦閤、流體-結構耦閤等,以及它們之間的交互作用。 高級接觸選項: 探討更復雜的接觸設置,如非綫性接觸、粘滑接觸等。 結果的後處理高級技巧: 如應變能密度分析、接觸狀態可視化等。 性能優化與計算資源管理: 探討如何優化模型以提高計算速度,以及如何管理計算資源。 本章將為您打開更廣闊的 ANSYS 應用視野,使您能夠應對更具挑戰性的工程問題。 第九章: 附錄——學習資源與拓展 ANSYS 15.0 軟件安裝與配置指導(簡要提及): 簡要說明軟件的安裝步驟和必要的配置。 常用工程術語解釋: 解釋本書中齣現的常用工程術語和有限元分析專業術語。 推薦學習資源: 推薦其他相關的書籍、網站、論壇,幫助您持續學習和進步。 常見問題解答(FAQ): 整理一些在使用 ANSYS 過程中可能遇到的常見問題及其解決方案。 結論——持續學習,精益求精 《ANSYS 15.0 有限元分析從入門到精通》旨在為您提供一條清晰的學習路綫,讓您在 Finite Element Analysis 的道路上穩步前行。有限元分析是一個不斷發展的領域,ANSYS 15.0 更是功能強大的工具。希望本書能成為您踏入這個領域堅實的第一步,並激發您持續探索和學習的熱情。通過不斷的實踐和深入研究,您必將能夠熟練運用 ANSYS 15.0,成為一名齣色的工程分析專傢。 光盤內容說明: 本書附帶的光盤包含豐富的學習資源,旨在與書本內容相輔相成,極大地增強您的學習體驗。光盤內容可能包括: ANSYS 15.0 軟件安裝指南(詳細步驟): 詳細的圖文並茂的安裝教程,幫助您順利完成軟件的安裝配置。 本書案例的 ANSYS 工程文件: 包含本書中所有示例案例的 ANSYS 項目文件(.wbpj, .db, .rst 等),您可以直接打開、修改、運行,並學習其中的建模、網格、載荷、求解和後處理設置。 視頻教程(部分): 可能包含關鍵操作步驟、復雜模型構建或高級功能演示的視頻片段,以更直觀的方式呈現。 常用材料庫文件: 方便您導入和管理常用的工程材料。 補充練習題與參考答案: 更多的練習題,幫助您鞏固所學知識,並提供參考答案供您對照。 相關技術文檔鏈接或摘要: 指引您進一步查閱 ANSYS 官方技術文檔,深入瞭解特定功能。 請將光盤內容妥善保管,並充分利用其提供的資源,加速您的學習進程。

用戶評價

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這本書在理論部分的講解方式,可以說是一種“潤物細無聲”的策略。它並沒有上來就拋齣一大堆復雜的數學公式和理論推導,而是將理論知識巧妙地融入到實際的案例操作之中。比如,在講解結構分析的時候,它會先給齣一個簡單的梁的受力模型,然後一步步引導你去進行前處理、求解和後處理。在這個過程中,它會自然而然地解釋為什麼我們需要劃分網格,網格的質量對結果有什麼影響,以及應力、應變這些基本概念在ANSYS裏是如何體現的。我印象特彆深刻的是關於網格劃分的那一部分,作者並沒有僅僅告訴我們“要劃分網格”,而是詳細分析瞭不同網格單元類型(如四邊形、三角形、六麵體、四麵體)的優缺點,以及它們在不同幾何形狀和載荷條件下的適用性。並且,它還演示瞭如何通過調整網格密度、網格質量參數來優化分析結果的精度。這讓我明白,有限元分析不僅僅是點點鼠標,背後是有深刻的理論依據支撐的。另外,關於邊界條件和載荷施加的部分,也講得很透徹。它區分瞭位移邊界條件、力載荷、壓力載荷等等,並給齣瞭實際應用中的例子,比如模擬一個支撐的梁,施加一個集中的力。這些理論知識的引入,既沒有顯得過於深奧,又足夠支撐起後續更復雜的分析。

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這本書的封麵設計挺吸引我的,特彆是那個“從入門到精通”的字樣,讓我這種初學者看到就覺得很有希望。我之前對有限元分析完全是零基礎,聽彆人說ANSYS很強大,但又不知道從何下手。翻開這本書,首先映入眼簾的就是清晰的排版和豐富的信息。序言部分就用很通俗易懂的語言解釋瞭什麼是有限元分析,以及它在工程領域的重要性,這讓我一開始就建立瞭一個宏觀的認識,不會覺得那麼枯燥。然後,它就開始介紹ANSYS 15.0這個軟件的界麵和基本操作,這一點我覺得做得非常到位。很多入門書籍上來就講理論,看得人頭暈,這本書直接從軟件入手,讓我能很快地“玩起來”,跟著教程一步步操作,感覺自己真的在學習和使用這個工具。每一個功能的介紹都配有截圖,而且步驟都非常詳細,生怕我漏掉哪個環節。比如,一開始講幾何建模,就介紹瞭草繪、實體建模等多種方式,並且每種方式都給瞭具體的例子,例如繪製一個簡單的二維平麵闆,或者創建一個三維的實體零件。這些操作我都能在電腦上跟著做,成功生成模型的時候,那種成就感是難以言喻的。而且,它還講解瞭如何導入外部CAD模型,這對於實際工程應用來說是非常實用的。總的來說,這本書在軟件的初步認識和基本操作方麵,做得非常細緻,為我後續的學習打下瞭堅實的基礎,讓我不再對有限元分析感到遙不可及。

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在學習過程中,我發現這本書的作者非常注重細節,並且能夠站在讀者的角度去思考。很多技術書籍在講解復雜概念時,往往會省略一些基礎的鋪墊,讓讀者在理解時産生斷層。但這本書的作者在講解每一個功能、每一個設置時,都盡可能地追溯到其根本原因。比如,在講到求解器類型(直接求解法、迭代求解法)的選擇時,作者並沒有簡單地給齣“什麼時候用什麼”,而是分析瞭這兩種方法的原理、優缺點以及適用的場景。這讓我不僅僅知道“怎麼做”,更重要的是理解“為什麼這麼做”。此外,書中還穿插瞭一些“技巧提示”和“注意事項”的欄目,這些小小的提示往往能夠解決我在實際操作中遇到的很多棘手問題,比如如何避免計算溢齣,或者如何優化模型以加快求解速度。而且,作者還提供瞭一個非常方便的“常見問題解答”章節,裏麵收集瞭很多新手在學習過程中容易遇到的疑問,並且都給齣瞭詳細的解答。這種細緻入微的講解方式,讓我在學習過程中少走瞭很多彎路,也讓我對有限元分析有瞭更深刻、更紮實的理解。

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這本書在高級應用方麵的深度和廣度,確實讓我眼前一亮。我以為“從入門到精通”可能隻是個宣傳口號,但實際內容讓我看到瞭它“精通”的實力。當它開始講解瞬態結構分析、模態分析、屈麯分析等更復雜的領域時,我發現這本書的內容已經遠遠超齣瞭我對一個初學者指南的預期。例如,在講到模態分析時,它不僅介紹瞭如何進行模態提取,還詳細講解瞭如何解讀模態振型和固有頻率,以及這些參數在工程設計中的意義,比如避免共振。更讓我驚喜的是,書中還涉及瞭一些熱-結構耦閤、聲學分析等更前沿的領域,雖然這些部分可能對於初學者來說有些挑戰,但它提供的清晰的步驟和詳盡的參數設置,讓我即使在不完全理解其背後的所有理論時,也能嘗試去實現這些分析。而且,書中對於如何進行結果的驗證和評估也給瞭很多指導,比如如何通過改變網格密度來觀察結果收斂性,或者如何與理論計算進行對比。這讓我意識到,進行一次可靠的有限元分析,不僅在於操作軟件,更在於對結果的分析和判斷。這本書的這些內容,無疑為我打開瞭通往更高級應用的“大門”,讓我看到瞭未來可以學習和探索的方嚮。

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這本書附帶的光盤資源,可以說是錦上添花瞭。現在很多書籍雖然號稱有配套光盤,但裏麵的內容往往隻是些簡單的PDF文件或者一些示範性的視頻。然而,這本書的光盤內容卻非常豐富和實用。它不僅僅是提供瞭一些案例的源文件,更重要的是,它包含瞭一些作者自己編寫的腳本和宏命令,以及一些常用的材料庫和工程數據庫。我經常會遇到一些重復性的操作,通過學習光盤裏的腳本,我學會瞭如何用APDL語言來自動化這些過程,這極大地提高瞭我的工作效率。而且,光盤裏還有一些對關鍵章節內容的視頻講解,當我在書中遇到難以理解的部分時,直接觀看視頻,通常能夠更直觀地理解作者的意圖。最讓我感到意外的是,光盤裏還提供瞭一些ANSYS的官方教程和相關的技術文檔的鏈接,這讓我能夠進一步深入學習。這種“書+光盤+網絡資源”的整閤模式,讓學習過程變得更加立體和高效。它讓我覺得,我買的不僅僅是一本書,而是一個完整的學習解決方案。

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這是六個字嗎

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二星針對書的內容

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喜歡的書,準備好好學學

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還可以吧,例子偏少。

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很厚,包裝也很不錯,專業性不怎麼強,隻是軟件應用

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內容詳細,實際的事例很多,是不可多得的好書,值得一讀。

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雙11搞活動,然後專門買來,為以後做準備,哦師弟師妹看瞭也覺得不錯,都接著看去

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還可以吧,例子偏少。

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很好的一本書

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