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第1章 概述 1

1.1 CAE技术及应用 1

1.1.1 CAE的概念与分类 1

1.1.2 CAE软件的作用与发展 2

1.2 ANSYS软件简介 2

1.2.1 ANSYS的发展历史 2

1.2.2 ANSYS软件的组成与特点 3

1.2.3 ANSYS软件的分析功能 8

1.3 ANSYS基本操作方法 11

1.3.1 ANSYS能完成的工作 11

1.3.2 ANSYS的使用环境 11

1.3.3 启动ANSYS软件 17

1.3.4 使用ANSYS的GUI 20

1.3.5 图形拾取操作 25

1.3.6 使用日志文件 29

第2章 建模与网格划分实例操作 32

2.1 建模基础 32

2.1.1 模型的生成 32

2.1.2 实体模型 34

2.1.3 有限元模型 38

2.1.4 模型的规划 44

2.2 轴类零件的建模 46

2.2.1 自底向上的建模方式 46

2.2.2 自顶向下的建模方式 51

2.3 支座类零件的建模 54

2.3.1 支座类模型1的建模过程 54

2.3.2 支座类零件2的建模过程 62

2.4 圆盘类零件的建模 71

2.4.1 传动带轮的建模过程 72

2.4.2 圆柱齿轮的建模过程 76

2.5 有限元模型建模范例 84

2.5.1 实例1——内六角扳手的网格划分 84

2.5.2 实例2——六面体单元与四面体单元的过渡 90

第3章 结构线性静力分析实例 94

3.1 结构静力分析过程与步骤 94

3.2 实例1——连杆的受力分析 96

3.2.1 问题的描述 96

3.2.2 GUI操作方式 96

3.2.3 命令流方式 103

3.3 实例2——压力容器的应力分析设计 106

3.3.1 问题的描述 106

3.3.2 GUI操作方式 107

3.3.3 命令流方式 114

3.4 实例3——轮子的受力分析 118

3.4.1 问题的描述 118

3.4.2 GUI操作方式 119

3.4.3 命令流方式 127

3.5 板中圆孔的应力集中 130

3.5.1 问题的描述 130

3.5.2 GUI操作方式 131

3.5.3 命令流方式 137

3.6 悬臂梁的受力分析 138

3.6.1 问题的描述 138

3.6.2 GUI操作方式 138

3.6.3 命令流方式 143

第4章 动力学分析实例 144

4.1 动力学分析过程与步骤 144

4.1.1 模态分析 144

4.1.2 谐响应分析 146

4.1.3 瞬态动力学分析 149

4.2 实例1——圆柱齿轮模态分析 150

4.2.1 GUI操作方式 150

4.2.2 命令流文件 159

4.3 实例2——电动机系统谐响应分析 161

4.3.1 GUI操作方式 161

4.3.2 命令流文件 170

4.4 实例3——板-梁结构的瞬态完全法分析 172

4.4.1 GUI操作方式 173

4.4.2 命令流文件 183

第5章 非线性分析实例 185

5.1 非线性分析过程与步骤 185

5.1.1 非线性分析的基本概念 185

5.1.2 非线性分析的过程与步骤 188

5.2 实例1——铜弹冲击刚性壁的非线性分析 191

5.2.1 GUI方式 192

5.2.2 命令流方式 198

5.3 实例2——圆盘的大应变分析 200

5.3.1 GUI操作方式 201

5.3.2 命令流方式 206

5.4 实例3——圆柱壳的非线性屈曲分析 208

5.4.1 GUI操作方式 208

5.4.2 命令流方式 215

5.5 实例4——塑性分析 217

5.5.1 GUI操作方式 218

5.5.2 命令流方式 226

5.6 实例5——弹簧卡子的接触分析 229

5.6.1 GUI操作方式 229

5.6.2 命令流方式 241

第6章 优化设计实例 246

6.1 优化设计过程与步骤 246

6.1.1 优化设计的相关概念 246

6.1.2 优化设计的过程与步骤 248

6.2 实例1——三杆桁架的优化设计 250

6.2.1 GUI操作方式 251

6.2.2 命令流方式 260

6.3 实例2——压力容器管板厚度的优化设计 263

6.3.1 GUI操作方式 264

6.3.2 命令流方式 274

第7章 热分析与耦合分析实例 278

7.1 热分析与耦合分析的过程与步骤 278

7.1.1 热分析过程与步骤 278

7.1.2 耦合分析的过程与步骤 282

7.1.3 分析问题模型 284

7.2 冷却栅管的热分析 285

7.2.1 GUI操作方式 285

7.2.2 命令流方式 289

7.3 间接法计算冷却栅管的热应力 291

7.3.1 GUI操作方式 291

7.3.2 命令流方式 296

7.4 直接耦合法计算冷却栅管的热应力 297

7.4.1 GUI操作方式 297

7.4.2 命令流方式 303

7.5 按载荷步方式求解 305

7.5.1 GUI操作方式 306

7.5.2 命令流方式 310

7.6 实例2——焊缝的残余应力及温度场分析 312

7.6.1 问题的描述 312

7.6.2 GUI操作方式 312

第8章 其他分析实例 328

8.1 计算流体动力学分析实例——层流和紊流分析 328

8.1.1 GFD分析的概念与基本步骤 328

8.1.2 GUI操作方式 333

8.1.3 命令流操作方式 346

8.2 电磁场分析实例 351

8.2.1 电磁场分析的基本步骤与概念 351

8.2.2 GUI操作方式 355

8.2.3 命令流方式 364

8.3 疲劳分析实例 366

8.3.1 疲劳分析的基本概念与步骤 366

8.3.2 GUI操作方式 368

8.3.3 命令流方式 374

参考文献 376