有限元分析:ANSYS 13.0从入门到实战.pdf

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书籍描述

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目录
出版说明
前言
第1章 绪论
1.1 有限单元法概述
1.2 ANSYS基本原理
1.2.1 ANSYS计算中的基本方程
1.2.2 ANSYS计算的基本方法
1.2.3 ANSYS计算的基本流程
1.3 ANSYS13.0简介与基本使用
1.3.1 软件功能简介
1.3.2 前处理模块
1.3.3 分析计算模块
1.3.4 后处理模块

第2章 坐标系和工作平面
2.1 坐标系
2.1.1 坐标系简介
2.1.2 坐标系的定义
2.1.3 坐标系的激活
2.2 工作平面
2.2.1 工作平面的定义
2.2.2 工作平面的操作
2.2.3 工作平面的增强功能

第3章 建立模型
3.1 建立实体模型的方法
3.2 自下向上建模
3.2.1 关键点
3.2.2 硬点
3.2.3 线
3.2.4 面
3.2.5 体
3.3 自上向下建模
3.3.1 定义面
3.3.2 定义体
3.4 布尔运算
3.4.1 交运算
3.4.2 加运算
3.4.3 减运算
3.4.4 分割运算
3.4.5 搭接运算
3.4.6 互分运算
3.4.7 粘接运算
3.5 其他建立实体模型的方法
3.5.1 移动和复制实体模型
3.5.2 质量和惯量的计算
3.6 有限元模型
3.6.1 节点
3.6.2 单元
3.7 从CAD中导入模型
3.7.1 概述
3.7.2 CAD模型的导入
3.8 参数化建模
3.8.1 参数化建模简介
3.8.2 使用参数
3.8.3 APDL中的控制命令

第4章 网格划分
4.1 网格划分概述
4.2 定义单元属性
4.2.1 定义单元属性表
4.2.2 分配单元属性
4.3 网格划分工具
4,4单元尺寸控制
4.4.1 智能单元尺寸控制
4.4.2 人工单元尺寸控制
4.4.3 裂纹尖端网格划分控制
4.5 网格划分器
4.5.1 三角形表面网格划分
4.5.2 四边形表面网格划分
4.5.3 四面体单元网格划分
4.5.4 控制四面体单元的改进
4.6 网格划分方法
4.6.1 由网格划分
4.6.2 映射网格划分
4.6.3 体扫掠生成网格
4.7 修改网格
4.7.1 重新划分网格
4.7.2 清除网格
4.7.3 细化局部网格

第5章 耦合和约束方程
5.1 耦合的概念
5.2 定义耦合自由度
5.2.1 在给定节点处定义并修改耦合自由度
5.2.2 耦合重合节点
5.2.3 定义更多的耦合集
5.2.4 列表和删除耦合集
5.2.5 耦合的注意事项
5.3 约束方程的定义
5.4 定义约束方程
5.4.1 直接方法
5.4.2 修改约束方程
5.4.3 接与自动定义约束方程的对比

第6章 加载
6.1 载荷的概念
6.2 载荷步、子步和平衡迭代
6.3 时间的作用
6.4 阶跃载荷和斜坡载荷
6.5 施加载荷的方法
6.5.1 实体模型载荷
6.5.2 有限单元载荷
6.5.3 自由度约束
6.5.4 施加对称或反对称边界条件
6.5.5 施加集中力载荷
6.5.6 施加压力载荷
6.5.7 施加结构体载荷——温度
6.5.8 惯性载荷
6.5.9 施加轴对称载荷
6.5.10 施加表格型载荷
6.5.11 施加函数型载荷
6.6 设置载荷步选项
6.6.1 通用选项
6.6.2 动力学分析选项
6.6.3 非线性选项
6.6.4 输出控制
6.7 创建多载荷步文件
6.8 定义接头固定处预拉伸
6.8.1 使用PSMESH命令
6.8.2 使用EINTF命令
6.8.3 执行拉伸分析的典型过程

第7章 求解
7.1 选择求解器
7.2 求解器的类型
7.2.1 波前求解器
7.2.2 稀疏矩阵直接解法求解器
7.2.3 雅可比共轭梯度法求解器
7.2.4 不完全乔累斯基共轭梯度法求解器
7.2.5 预条件共轭梯度法求解器
7.2.6 代数多栅求解器
7.2.7 分布式求解器
7.2.8 自动迭代(快速)求解器选项
7.3 在某些类型结构分析时使用特殊求解工具
7.3.1 使用简化求解菜单
7.3.2 使用求解控制对话框
7.4 获得解答
7.5 求解多载荷步
7.5.1 使用多步求解法
7.5.2 使用载荷步文件法
7.6 奇异解

第8章 后处理技术
8.1 后处理的基本概念
8.2 结果文件
8.3 后处理可用的数据类型
8.4 通用后处理器POST1
8.4.1 POST1概述
8.4.2 将数据结果读入数据库
8.4.3 在POST1中观察结果
8.4.4 POSTI的其他后处理内容
……
第9章 设计ANSYS分析方案
第10章 结构线性静力分析
第11章 模态分析
第12章 谐响应分析
第13章 谱分析
第14章 瞬态动力学分析
第15章 非线性分析
第16章 接触分析
第1 7章 复合材料
第18章 断裂力学分析
第19章 热分析
第20章 边坡稳定性分析
第21章 界面开裂与失效模拟
第22章 衬垫连接模拟
第23章 齿轮分析
第24章 转子动力学分析
第25章 焊接工程问题分析
第26章 优化设计
第27章 拓扑优化
第28章 疲劳分析
第29章 自适应网格划分
第30章 可靠性分析
附录

文摘
版权页:

有限元分析:ANSYS 13.0从入门到实战

插图:

有限元分析:ANSYS 13.0从入门到实战

通常解析方法较简单,意义明确,容易计算,但由于其假设太多,难以提供在焊接热影响区的精确计算结果,而且考虑不到电弧力对熔池的冲击作用。采用有限元和有限差分法,应用高斯分布的表面热源分布函数计算,可以引入材料性能的非线性,可进一步提高高温区的准确性,但仍未考虑电弧挺度对熔池的影响。从球状:椭球到双椭球热源模型,每一种方案都比前一种更准确,但也伴随着计算量的增加,使这些热源分布函数更利于应用有限元法或差分法在计算机上进行计算,而且实践也证明能得出较满意的模拟结果。对于通常的焊接方法如手工电弧焊、钨极氢弧焊,采用高斯分布的函数就可以得到较满意的结果。对于电弧冲力效应较大的焊接方法,如熔化极氢弧焊和激光焊,常采用双椭球形分布函数。为求准确,还可将热源分成两部分,采用高斯分布的热源函数作为表面热源,焊件熔池部分采用双椭球形热源分布函数作为内热源。
在计算时,由于焊缝的对称性,一般只考虑计算一半区域,除上表面外,其他表面设为绝热边界,辐射和对流可直接计算,也可通过改变材料物理性能如表面的热传导系数等间接运算。
金属材料的物理性能参数如比热、导热系数、弹性模量、屈服应力等一般都随温度的变化而变化,是非线性的。当温度范围变化不大时,可采用材料物理性能参数的平均值进行计算。但在焊接过程中,焊件温度变化十分剧烈,如果不考虑材料的物理性能参数随时间的变化,那么计算结果就会产生很大的偏差。所以在焊接温度场和应力场的模拟计算中必须要给定材料的各项物理性能参数随温度的变化值。但是,许多材料的物理性能参数在高温特别是接近熔化状态时还是空白,某些材料仅有室温数据,而高温性能参数对焊接过程和计算过程均有较大影响,这会给模拟计算带来很大的困难。当然,通过实验和线性插值的方法可以获得高温时的一些数据,但有时处理不当,就会导致计算不收敛或结果不准确。例如,焊接时熔池金属处于熔化状态,其屈服极限和弹性模量是没有实际物理意义的,但焊接过程的数值模拟计算是基于弹塑性理论的,这些参数必须为非零值,若参数取得过小会导致计算收敛困难,并且即使收敛也会使计算时间大幅度增加,参数取得偏大又会影响结果的准确性。

内容简介
《有限元分析:ANSYS 13.0从入门到实战》是以ANSYS13.0为平台撰写的一部从入门到精通的实用自学与提高教程,全面介绍.了有限元分析的理论基础、有限元分析流程、实体建模、网格划分、耦合和约束方程、加载、求解、后处理技术、设计ANSYS分析方案、结构线性静力分析、模态分析、谐响应分析、谱分析、瞬态动力学分析、断裂力学分析、边坡稳定性分析、界面开裂与失效模拟、衬垫连接模拟、齿轮分析、转子动力学分析、焊接工程问题分析、优化设计、拓扑优化、疲劳分析、自适应网格划分和可靠性分析等内容。围绕ANSYS软件的功能讲解,书中给出了大量具有工程背景的实例,并在配套光盘中提供了22个实例的视频教程和ANSYS实例文件。
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