【转帖】推荐《ANSYS高级工程有限元分析范例精选》

只看该作者 · 发表于 2004-11-9 15:22:24

本书选用多个行业的典型工程实例，具体讲解运用ANSYS高级有限元分析软件的思路和详细步骤，手把手教给读者面对一个工程问题如何筹划方案、建立模型、分析计算、结果处理等。本书的编写人员多为博士或具有丰富实践经验的工程技术人员，并在书中介绍了他们解决实际问题的经验和技巧。书中的代码和范例程序均已调试通过。
　　本书可作为高校、科研院所的科研人员和研究生的参考书，也适合广大工程技术人员在工作中作为参考书。
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目录
绪论　ANSYS介绍 1
第一篇　土木工程篇
第1章　工业厂房主梁吊点计算 18
1.1　用ANSYS建模分析 18
1.1.1　确定分析单元 18
1.1.2　建模 18
1.1.3　划分网格 22
1.1.4　加载、计算、分析 24
第2章　混凝土初应力问题 26
2.1　问题描述 26
2.2　解法一：直接法 27
2.2.1　GUI方式 27
2.2.2　APDL方式 29
2.3　解法二：FORTRAN与ANSYS混合法 30
小结 32
第3章　混凝土墙体施工期温度应力计算 33
3.1　问题描述 33
3.2　APDL命令流文件 34
3.2.1　建立控制文件control.txt 34
3.2.2　建立热分析文件tempture.txt 34
3.2.3　建立calcula.txt文件 40
3.2.4　建立s_plot文件 42
小结 43
第4章　钢框架的火灾反应分析 44
4.1　分析问题简介 44
4.2　传热-静力耦合分析法 45
4.3　单独进行传热分析和结构分析 67
4.3.1　表格的定义和使用 67
4.3.2　文件的操作与使用 69
第5章　结构的屈曲分析 72
5.1　箱形单闭室的结构非线性屈曲分析 72
5.1.1　屈曲分析的概念 72
5.1.2　屈曲分析的类型 72
5.1.3　结构非线性屈曲分析的算例 75
第6章　膜结构非线性有限元分析 83
6.1　膜结构及其形态确定理论概述 83
6.1.1　初始形态确定分析 83
6.1.2　初始形态确定的步骤 84
6.1.3　初始形态确定的非线性有限元方法 85
6.2　膜结构形态确定的实现步骤 87
6.3　膜结构形态确定的分析流程（GUI） 87
6.3.1　膜结构算例 87
6.3.2　计算假定 88
6.3.3　结构求解流程 88
6.4　膜结构静力荷载非线性分析 100
6.4.1　膜结构荷载分析概述 100
6.4.2　膜结构荷载分析理论 101
6.5　膜结构静力荷载非线性分析流程（GUI） 102
6.5.1　结构模型 102
6.5.2　计算假定 103
6.5.3　计算流程（GUI） 103
6.6　张拉膜结构模态分析（GUI） 111
6.6.1　膜结构模态分析基本理论 111
6.6.2　计算假定 113
6.6.3　计算流程（GUI） 113
6.7　结构分析APDL流程 117
小结 121
第7章　轻钢门式刚架结构整体分析 122
7.1　结构模型建立 122
7.1.1　计算假定 122
7.1.2　范例意义 122
7.2　门式刚架结构的分析流程（GUI） 122
7.2.1　结构概况 122
7.2.2　结构求解流程 123
小结 154
第8章　点式幕墙索桁架结构分析 155
8.1　幕墙索桁架结构模型建立 155
8.1.1　计算假定 155
8.1.2　范例意义 155
8.2　索桁架结构的分析流程（GUI） 155
8.2.1　结构概况 155
8.2.2　结构求解流程 157
小结 185
第9章　复合结构弹塑性分析 186
9.1　碳纤维加固的钢筋混凝土结构弹塑性分析 186
9.1.1　钢筋混凝土单向板碳纤维加固后的受力性能分析 186
9.1.2　混凝土单向板受力分析流程 188
小结 205
第10章　土木工程施工过程仿真分析 206
10.1　混凝土拱坝的施工仿真分析流程 206
10.1.1　参数化APDL语言建立拱坝模型 206
10.1.2　编制模拟混凝土浇注的施工过程 227
10.2　预应力钢筋混凝土桥施工仿真分析流程 236
10.2.1　预应力混凝土桥APDL仿真 237
10.2.2　编制模拟混凝土浇注的施工过程 249
第11章　RPC预应力混凝土给排水管道分析 257
11.1　准备建立模型 257
11.2　开始建立模型 258
11.2.1　建立混凝土单元模型 258
11.2.2　建立箍筋单元 261
11.3　对模型施加边界条件和加载 264
11.3.1　边界条件的施加 264
11.3.2　施加荷载 266
11.4　计算结果及其后处理 269
11.4.1　运行程序得到计算结果 269
11.4.2　进入后处理器进行计算结果分析 269
第12章　单孔地道桥结构分析 272
12.1　模型建立 272
12.2　求解 279
12.3　后处理 280
第二篇　电子工程篇
第13章　电子封装中的热模拟 284
13.1　问题描述 284
13.2　热模拟流程 285
13.2.1　设定结构基本参数（以国际单位表示） 286
13.2.2　选择单元类型 287
13.2.3　定义材料参数 287
13.2.4　建立几何模型 287
13.2.5　赋材料属性 291
13.2.6　划分网格 292
13.2.7　施加载荷并求解 293
13.2.8　查看温度分布图 295
13.2.9　热平衡分析 297
第14章　电子封装中的热-流体耦合模拟 301
14.1　问题描述 301
14.2　模拟流程 302
14.2.1　设定结构基本参数（以国际单位表示） 302
14.2.2　选择单元类型 303
14.2.3　定义材料参数 304
14.2.4　建立几何模型 304
14.2.5　赋予材料属性 308
14.2.6　划分网格 310
14.2.7　施加载荷并求解 310
14.2.8　查看温度分布图 311
第15章　电子封装中热循环加载下的力学模拟 313
15.1　问题描述 313
15.2　模拟流程 314
15.2.1　设定结构基本参数（以国际单位表示） 314
15.2.2　选择单元类型 315
15.2.3　定义材料参数 315
15.2.4　建立几何模型 316
15.2.5　赋予材料属性 318
15.2.6　划分网格 320
15.2.7　施加载荷并求解 320
15.2.8　查看结果 323
第16章　压电耦合场分析 326
16.1　压电耦合场分析说明 326
16.1.1　压电矩阵 326
16.1.2　压电材料本构方程 326
16.2　压电实例 327
16.2.1　模型说明 327
16.2.2　命令流 328
16.2.3　结果 341
第三篇　石油工程篇
第17章　偏磨套管抗挤强度分析 344
17.1　偏磨套管抗挤强度分析总体思路 344
17.2　偏磨套管抗挤强度分析过程 345
17.2.1　问题的描述 345
17.2.2　分析过程GUI方法 345
17.2.3　结果处理及计算套管抗挤强度 349
17.2.4　分析过程APDL程序方法 350
第18章　弯曲段套管抗挤强度分析 352
18.1　弯曲段套管抗挤强度分析总体思路 352
18.2　弯曲段套管抗挤强度分析过程 352
18.2.1　问题的描述 352
18.2.2　分析过程GUI方法 352
18.2.3　结果处理及计算套管抗挤强度 356
18.2.4　分析过程APDL程序方法 357
小结 359
第19章　气动刹车装置橡胶活塞膜分析 360
19.1　气动刹车装置橡胶膜力学模型 360
19.1.1　几何结构 360
19.1.2　材料参数 361
19.1.3　模型边界条件 361
19.2　分析过程 362
19.2.1　分析过程APDL方法 362
19.2.2　应力及位移分析 364
19.3　优化设计 365
19.3.1　膜体厚度及圆角优化 365
19.3.2　膜体中心半径优化 366
19.3.3　膜体材料优化 366
小结 367
第20章　套管接箍磨损分析 368
20.1　力学模型 368
20.1.1　几何结构 368
20.1.2　材料参数 370
20.1.3　边界条件 370
20.1.4　判据准则 371
20.1.5　模型离散 371
20.2　分析过程 372
20.2.1　分析过程APDL方法 372
20.2.2　应力分析 375
20.3　数据处理 375
20.3.1　磨损量与抗内压性能的关系 376
20.3.2　磨损量与抗拉性能的关系 376
20.3.3　沿路径应力变化规律 377
小结 380
第四篇　一般结构分析及其他
第21章　螺栓和法兰连接的接触分析 382
21.1　螺栓和法兰连接的接触分析 382
21.1.1　主轴联轴螺栓作用 382
21.1.2　主轴联轴螺栓分析流程 383
小结 397
第22章　复杂函数加载及实例 398
22.1　复杂载荷 398
22.1.1　余弦载荷 398
22.1.2　余弦载荷加载流程 398
第23章　网格划分及实例 404
23.1　复杂有限元网格划分的基本原则 404
23.1.1　网格密度 404
23.1.2　网格疏密 406
23.1.3　单元阶次 406
23.1.4　网格质量 407
23.1.5　网格分界面和分界点 407
23.1.6　位移协调性 407
23.1.7　网格布局 408
23.1.8　节点和单元编号 408
23.2　有限元网格划分实例 408
第24章　基于ANSYS的三维应力强度因子计算 411
24.1　背景介绍 411
24.2　使用ANSYS分析注意事项 411
24.3　问题描述 413
24.4　具体分析 413
24.4.1　建立模型 413
小结 421
第25章　冷喷涂过程中固态粒子与基体的变形分析 422
25.1　冷喷涂工艺 422
25.1.1　冷喷涂工艺过程 422
25.1.2　具体问题的描述 422
25.2　粒子与基体变形分析 423
25.2.1　求解思路 423
25.2.2　具体求解过程 423
附录 444
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前言
半个世纪以来，计算机科学与应用技术的飞速发展为人类文明和社会进步做出了不可磨灭的贡献。伴随着计算机技术的发展，涌现出了一大批通用和专用的科学研究和工程应用软件（主要有德国的ASKA、英国的PAFEC、法国的SYSTUS、美国的ABQUS、ADINA、ANSYS、BERSAFE、BOSOR、COSMOS、ELAS、MARC和STARDYNE等公司的产品），解决了众多领域的科学和工程问题，创造了巨大的经济和社会效益。
　　ANSYS是最为通用和有效的商用有限元软件之一，它不断吸收当今世界最新的计算方法和计算机技术，引领着有限元界的发展趋势，并为全球工业界所广泛接受，拥有全球最大的用户群。它融结构、传热学、流体、电磁、声学和爆破分析于一体，具有极为强大的前后处理及计算分析能力，能够同时模拟结构、热、流体、电磁以及多种物理场间的耦合效应。自1996年落户中国以来，ANSYS以其强大的功能、可靠的质量赢得了中国CAE用户的认可，用户增长率连续5年超过30%。该软件在我国的航空航天、铁路运输业、石油化工、机械制造、能源、汽车、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利等领域得到了广泛的应用，为各领域的科学研究和工程应用做出了巨大的贡献。ANSYS是许多高校学习“有限元分析”、“现代CAE工程”的指定分析软件，深受广大师生推崇。
　　ANSYS是一个知识和智慧密集型的复杂高科技产品，软件版本更新较快，已出版的中文资料也较多，但它们多偏重于介绍ANSYS软件的基础理论和基本操作，可以让读者较快地熟悉ANSYS软件的界面和基本功能。同时，网上的资料也非常丰富，但缺乏系统性。读者要解决具有复杂科学和工程背景的实际问题，仅靠现有的ANSYS资料和联机帮助是远远不够的。于是，为了帮助众多的ANSYS初学者尽快提高其实战水平，我们编写了这本ANSYS高级工程有限元分析范例精选。由于相关的ANSYS入门材料较多且较易获得，所以本书没有介绍ANSYS的基础知识，而是假定读者已经初步了解了ANSYS的安装及基本操作，通过大量带有详细步骤的工程实例，手把手教给读者面对一个工程问题如何筹划方案、建模、分析计算、结果处理，并融入了一些解决实际问题的相关经验技巧，编写风格有GUI、APDL及其混合这3种方式。全部范例均来自科学研究和工程实践，基本涵盖了ANSYS的常用应用领域，很多范例读者稍作修改就能解决相关领域中类似的科研和工程问题。
　　由于书中内容涉及范围较广，传统的篇章分类方法（按前后处理、结构、材料和接触、流体、热、电磁等分析方法分类）难以胜任。本书采用按行业分篇的方法。全书共分4篇，第一篇为土木工程篇；第二篇为电子工程篇；第三篇为石油工程篇；第四篇为一般结构分析及其他。书中课题虽然行业不同，但其解决方案中的思路、技巧对各行各业的读者都具有参考价值。
　　本书集结了十余位不同学科领域的佼佼者参与编著，力求集百家所长，以提高其实用性和代表性。是全书作者的协作精神促使了本书的诞生。
　　本书可以作为高校、科研院所的科研人员和研究生的参考书，亦可作为广大工程技术人员的参考书。
欢迎读者就书中问题与作者进行讨论。作者的电子邮件参见附录。
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