ANSYS 14有限元分析自學(xué)手冊(cè)

第1篇　操作基礎(chǔ)篇 第1章　ANSYS概述
1.1　有限單元法簡介
1.1.1　CAE軟件簡介
1.1.2　有限單元法的基本概念
1.2　ANSYS簡介
1.2.1　ANSYS的發(fā)展
1.2.2　ANSYS的功能
1.3　ANSYS14的啟用及界面
1.3.1　ANSYS14的啟動(dòng)
1.3.2　ANSYS14運(yùn)行環(huán)境配置
1.3.3　ANSYS 14的用戶界面
1.4　程序結(jié)構(gòu)
1.4.1　處理器
1.4.2∥募?袷健?
1.4.3　輸入方式
1.4.4　輸出文件類型
1.5　ANSYS分析的基本過程
1.5.1　前處理
1.5.2　加載并求解
1.5.3　后處理
1.5.4　實(shí)例導(dǎo)航——齒輪泵齒輪靜力分析實(shí)例
1.6　本章小結(jié) 第2章　幾何建模
2.1　坐標(biāo)系簡介
2.1.1　總體和局部坐標(biāo)系
2.1.2　顯示坐標(biāo)系
2.1.3　節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系
2.1.4　單元坐標(biāo)系
2.1.5　結(jié)果坐標(biāo)系
2.1.6　坐標(biāo)系創(chuàng)建實(shí)例
2.2　工作平面的使用和操作
2.2.1　定義一個(gè)新的工作平面
2.2.2　控制工作平面的顯示和樣式
2.2.3　移動(dòng)工作平面
2.2.4　旋轉(zhuǎn)工作平面
2.2.5　還原一個(gè)已定義的工作平面
2.2.6　工作平面的高級(jí)用途
2.2.7　工作平面創(chuàng)建實(shí)例
2.3　布爾操作
2.3.1　布爾運(yùn)算操作
2.3.2　布爾運(yùn)算的設(shè)置
2.3.3　布爾運(yùn)算之后的圖元編號(hào)
2.3.4　交運(yùn)算
2.3.5　兩兩相交
2.3.6　相加
2.3.7　相減
2.3.8　利用工作平面作減運(yùn)算
2.3.9　搭接
2.3.10　分割
2.3.11　粘接(或合并)
2.3.12　布爾操作實(shí)例
2.4　自底向上創(chuàng)建幾何模型
2.4.1　關(guān)鍵點(diǎn)
2.4.2　硬點(diǎn)
2.4.3　線
2.4.4　面
2.4.5　體
2.4.6　自底向上建模實(shí)例
2.5　自頂向下創(chuàng)建幾何模型(體素)
2.5.1　創(chuàng)建面體素
2.5.2　創(chuàng)建實(shí)體體素
2.5.3　自頂向下建模實(shí)例
2.6　移動(dòng)、復(fù)制和縮放幾何模型
2.6.1　移動(dòng)和復(fù)制
2.6.2　拖拉和旋轉(zhuǎn)
2.6.3　按照樣本生成圖元
2.6.4　由對(duì)稱映像生成圖元
2.6.5　將樣本圖元轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系
2.6.6　實(shí)體模型圖元的縮放
2.6.7　修改模型(清除和刪除)
2.7　幾何模型導(dǎo)入到ANSYS
2.7.1　輸入IGES單一實(shí)體
2.7.2　輸入SAT單一實(shí)體
2.7.3　輸入SAT實(shí)體集合
2.7.4　輸入Parasolid單一實(shí)體
2.8　實(shí)例導(dǎo)航——齒輪泵齒輪的建模
2.9　本章小結(jié) 第3章　劃分網(wǎng)格
3.1　有限元網(wǎng)格概論
3.2　設(shè)定單元屬性
3.2.1　生成單元屬性表
3.2.2　在劃分網(wǎng)格之前分配單元屬性
3.2.3　設(shè)定單元屬性實(shí)例
3.3　網(wǎng)格劃分的控制
3.3.1　ANSYS網(wǎng)格劃分工具(MeshTool)
3.3.2　映射網(wǎng)格劃分中單元的默認(rèn)尺寸
3.3.3　局部網(wǎng)格劃分控制
3.3.4　內(nèi)部網(wǎng)格劃分控制
3.3.5　生成過渡棱錐單元
3.3.6　將退化的四面體單元轉(zhuǎn)化為非退化的形式
3.3.7　執(zhí)行層網(wǎng)格劃分
3.3.8　網(wǎng)格劃分控制實(shí)例
3.4　自由網(wǎng)格劃分和映射網(wǎng)格劃分控制
3.4.1　自由網(wǎng)格劃分
3.4.2　映射網(wǎng)格劃分
3.5　給實(shí)體模型劃分有限元網(wǎng)格
3.5.1　用xMESH命令生成網(wǎng)格
3.5.2　生成帶方向節(jié)點(diǎn)的梁單元網(wǎng)格
3.5.3　在分界線或者分界面處生成單位厚度的界面單元
3.6　延伸和掃略生成有限元模型
3.6.1　延伸(Extrude)生成網(wǎng)格
3.6.2　掃略(VSWEEP)生成網(wǎng)格
3.7　修正有限元模型
3.7.1　局部細(xì)化網(wǎng)格
3.7.2　移動(dòng)和復(fù)制節(jié)點(diǎn)和單元
3.7.3　控制面、線和單元的法向
3.7.4　修改單元屬性
3.8　編號(hào)控制
3.8.1　合并重復(fù)項(xiàng)
3.8.2　編號(hào)壓縮
3.8.3　設(shè)定起始編號(hào)
3.8.4　編號(hào)偏差
3.9　實(shí)例導(dǎo)航——齒輪泵齒輪模型網(wǎng)格劃分
3.10　本章小結(jié) 第4章　施加載荷
4.1　載荷概論
4.1.1　什么是載荷
4.1.2　載荷步、子步和平衡迭代
4.1.3　時(shí)間參數(shù)
4.1.4　階躍載荷與坡道載荷
4.2　施加載荷
4.2.1　實(shí)體模型載荷與有限單元載荷
4.2.2　施加載荷
4.2.3　利用表格來施加載荷
4.2.4　軸對(duì)稱載荷與反作用力
4.2.5　利用函數(shù)來施加載荷和邊界條件
4.3　設(shè)定載荷步選項(xiàng)
4.3.1　通用選項(xiàng)
4.3.2　非線性選項(xiàng)
4.3.3　動(dòng)力學(xué)分析選項(xiàng)
4.3.4　輸出控制
4.3.5　Biot-Savart選項(xiàng)
4.3.6　譜分析選項(xiàng)
4.3.7　創(chuàng)建多載荷步文件
4.4　實(shí)例導(dǎo)航——齒輪泵齒輪模型載荷施加
4.5　本章小結(jié) 第5章　求解
5.1　求解概論
5.1.1　使用直接求解法
5.1.2　使用稀疏矩陣直接解法求解器
5.1.3　使用雅克比共軛梯度法求解器
5.1.4　使用不完全分解共軛梯度法求解器
5.1.5　使用預(yù)條件共軛梯度法求解器
5.1.6　使用自動(dòng)迭代解法選項(xiàng)
5.1.7　獲得解答
5.2　利用特定的求解控制器來指定求解類型
5.2.1　使用Abridged Solution菜單選項(xiàng)
5.2.2　使用求解控制對(duì)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(shù)組參數(shù)法(矩陣參數(shù)法)
5.4　重新啟動(dòng)分析
5.4.1　重新啟動(dòng)一個(gè)分析
5.4.2　多載荷步文件的重啟動(dòng)分析
5.5　預(yù)測(cè)求解時(shí)間和估計(jì)文件大小
5.5.1　估計(jì)運(yùn)算時(shí)間
5.5.2　估計(jì)文件的大小
5.5.3　估計(jì)內(nèi)存需求
5.6　實(shí)例導(dǎo)航——齒輪泵齒輪模型求解
5.7　本章小結(jié) 第6章　后處理
6.1　后處理概述
6.1.1　后處理
6.1.2　結(jié)果文件
6.1.3　后處理可用的數(shù)據(jù)類型
6.2　通用后處理器(POST1)
6.2.1　將數(shù)據(jù)結(jié)果讀入數(shù)據(jù)庫
6.2.2　列表顯示結(jié)果
6.2.3　圖像顯示結(jié)果
6.2.4　映射結(jié)果到某一路徑上
6.2.5　表面操作
6.2.6　將結(jié)果旋轉(zhuǎn)到不同坐標(biāo)系中顯示
6.3　時(shí)間歷程后處理(POST26)
6.3.1　定義和儲(chǔ)存POST26變量
6.3.2　檢查變量
6.3.3　POST26后處理器的其他功能
6.4　實(shí)例導(dǎo)航——齒輪泵齒輪模型結(jié)果后處理
6.5　本章小結(jié) 第2篇　專題實(shí)例篇 第7章　靜力學(xué)分析
7.1　靜力分析介紹
7.1.1　結(jié)構(gòu)靜力分析簡介
7.1.2　靜力分析的類型
7.1.3　靜力分析基本步驟
7.2　實(shí)例導(dǎo)航——聯(lián)軸體的靜力分析實(shí)例
7.2.1　問題描述
7.2.2　建立模型
7.2.3　定義邊界條件并求解
7.2.4　查看結(jié)果
7.2.5　命令流實(shí)現(xiàn)
7.3　實(shí)例導(dǎo)航——鋼桁架橋靜力受力分析
7.3.1　問題描述
7.3.2　建立模型
7.3.3　定義邊界條件并求解
7.3.4　查看結(jié)果
7.3.5　命令流實(shí)現(xiàn)
7.4　本章小結(jié) 第8章　模態(tài)分析
8.1　模態(tài)分析概論
8.2　模態(tài)分析的基本步驟
8.2.1　建立模型
8.2.2　加載及求解
8.2.3　擴(kuò)展模態(tài)
8.2.4　觀察結(jié)果和后處理
8.3　實(shí)例導(dǎo)航——結(jié)構(gòu)模態(tài)分析實(shí)例
8.3.1　分析問題
8.3.2　建立模型
8.3.3　進(jìn)行模態(tài)設(shè)置、定義邊界條件并求解
8.3.4　查看結(jié)果
8.3.5　命令流實(shí)現(xiàn)
8.4　實(shí)例導(dǎo)航——鋼桁架橋模態(tài)分析
8.4.1　問題描述
8.4.2　模態(tài)分析操作方法
8.4.3　命令流實(shí)現(xiàn)
8.5　本章小結(jié) 第9章　諧響應(yīng)分析
9.1　諧響應(yīng)分析概論
9.1.1　完全法(Full Method)
9.1.2　減縮方法(Reduced Method)
9.1.3　模態(tài)疊加法(Mode Superposition Method)
9.1.4 幾種方法的共同局限性
9.2　諧響應(yīng)分析的基本步驟
9.2.1　建立模型(前處理)
9.2.2　加載和求解
9.2.3　觀察模型(后處理)
9.3　實(shí)例導(dǎo)航——彈簧質(zhì)子系統(tǒng)的諧響應(yīng)分析
9.3.1　問題描述
9.3.2　建立模型
9.3.3　分析模型
9.3.4　觀察結(jié)果
9.3.5　命令流方式
9.4　實(shí)例導(dǎo)航——吉他的諧響應(yīng)分析
9.4.1　分析問題
9.4.2　建立模型
9.4.3　定義邊界條件并求解
9.4.4　查看結(jié)果
9.4.5　命令流方式
9.5　本章小結(jié) 第10章　非線性分析
10.1　非線性分析概論
10.1.1　非線性行為的原因
10.1.2　非線性分析的基本信息
10.1.3　幾何非線性
10.1.4　材料非線性
10.1.5　其他非線性問題
10.2　非線性分析的基本步驟
10.2.1　前處理(建模和分網(wǎng))
10.2.2　設(shè)置求解控制器
10.2.3　設(shè)定其他求解選項(xiàng)
10.2.4　加載
10.2.5　求解
10.2.6　后處理
10.3　實(shí)例導(dǎo)航——螺栓的蠕變分析
10.3.1　問題描述
10.3.2　建立模型
10.3.3　設(shè)置分析并求解
10.3.4　查看結(jié)果
10.3.5　命令流實(shí)現(xiàn)
10.4　實(shí)例導(dǎo)航——材料非線性分析實(shí)例
10.4.1　分析問題
10.4.2　建立模型
10.4.3　定義邊界條件并求解
10.4.4　查看結(jié)果
10.4.5　命令流實(shí)現(xiàn)
10.5　本章小結(jié) 第11章　結(jié)構(gòu)屈曲分析
11.1　結(jié)構(gòu)屈曲概論
11.2　結(jié)構(gòu)屈曲分析的基本步驟
11.2.1　前處理
11.2.2　獲得靜力解
11.2.3　獲得特征值屈曲解
11.2.4　擴(kuò)展解
11.2.5　后處理(觀察結(jié)果)
11.3　實(shí)例導(dǎo)航——桁架結(jié)構(gòu)屈曲分析
11.3.1　問題描述
11.3.2　建立模型
11.3.3　求解
11.3.4　查看結(jié)果
11.3.5　命令流實(shí)現(xiàn)
11.4　本章小結(jié) 第12章　譜分析
12.1　譜分析概論
12.1.1　響應(yīng)譜
12.1.2　動(dòng)力設(shè)計(jì)分析方法(DDAM)
12.1.3　功率譜密度(PSD)
12.2　譜分析的基本步驟
12.2.1　前處理
12.2.2　模態(tài)分析
12.2.3　譜分析
12.2.4　擴(kuò)展模態(tài)
12.2.5　合并模態(tài)
12.2.6　后處理
12.3　實(shí)例導(dǎo)航——支撐平板的動(dòng)力效果分析
12.3.1　問題描述
12.3.2　建立模型
12.3.3　進(jìn)行分析
12.3.4　后處理
12.3.5　命令流實(shí)現(xiàn)
12.4　本章小結(jié) 第13章　瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析
13.1　瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)概論
13.1.1　完全法(Full Method)
13.1.2　模態(tài)疊加法(Mode Superposition Method)
13.1.3　減縮法(Reduced Method)
13.2　瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)的基本步驟
13.2.1　前處理(建模和分網(wǎng))
13.2.2　建立初始條件
13.2.3　設(shè)定求解控制器
13.2.4　設(shè)定其他求解選項(xiàng)
13.2.5　施加載荷
13.2.6　設(shè)定多載荷步
13.2.7　瞬態(tài)求解
13.2.8　后處理
13.3　實(shí)例導(dǎo)航——瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析實(shí)例
13.3.1　分析問題
13.3.2　建立模型
13.3.3　進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力分析設(shè)置、定義邊界條件并求解
13.3.4　查看結(jié)果
13.3.5　命令流實(shí)現(xiàn)
13.4　本章小結(jié) 第14章　接觸問題分析
14.1　接觸問題概論
14.1.1　一般分類
14.1.2　接觸單元
14.2　接觸分析的步驟
14.2.1　建立模型，并劃分網(wǎng)格
14.2.2　識(shí)別接觸對(duì)
14.2.3　定義剛性目標(biāo)面
14.2.4　定義柔性體的接觸面
14.2.5　設(shè)置實(shí)常數(shù)和單元關(guān)鍵點(diǎn)
14.2.6　控制剛性目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)
14.2.7　給變形體單元施加必要的邊界條件
14.2.8　定義求解和載荷步選項(xiàng)
14.2.9　求解
14.2.10　檢查結(jié)果
14.3　實(shí)例導(dǎo)航——陶瓷套管的接觸分析
14.3.1　問題描述
14.3.2　建立模型并劃分網(wǎng)格
14.3.3　定義邊界條件并求解
14.3.4　后處理
14.3.5　命令流實(shí)現(xiàn)
14.4　本章小結(jié) 第15章　優(yōu)化設(shè)計(jì)
15.1　優(yōu)化設(shè)計(jì)概論
15.2　優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本步驟
15.2.1　生成分析文件
15.2.2　建立優(yōu)化過程中的參數(shù)
15.2.3　進(jìn)入OPT處理器，指定分析文件
15.2.4　指定優(yōu)化變量
15.2.5　選擇優(yōu)化工具或優(yōu)化方法
15.2.6　指定優(yōu)化循環(huán)控制方式
15.2.7　進(jìn)行優(yōu)化分析
15.2.8　查看設(shè)計(jì)序列結(jié)果
15.3　實(shí)例導(dǎo)航——框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
15.3.1　問題描述
15.3.2　建立模型
15.3.3　求解
15.3.4　優(yōu)化設(shè)計(jì)
15.3.5　查看優(yōu)化結(jié)果
15.3.6　命令流實(shí)現(xiàn)
15.4　本章小結(jié)