ANSYS结构及动力学分析
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前言

ANSYS软件是集结构、热、流体、电场、磁场和声场分析于一体的大型通用有限元分析软件,可广泛应用于土木工程、机械工程、材料工程、航天航空、汽车制造、铁路交通、核工业、石油化工和船舶制造等工业领域。

ANSYS软件是由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS公司开发的,是当前使用最广泛、功能最强大的有限元分析软件。运用它可大幅度地缩短研发时间,降低研发成本,提高产品质量,它是计算机技术和现代工程方法的完美结合。

ANSYS13.0可以用来求解结构、热、流体、电场和磁场等领域的问题,因为ANSYS软件的功能十分强大,其包含的内容众多,所以,本书选取了最常用的结构分析作为介绍的重点,对ANSYS分析的基本思路和操作步骤进行了详细介绍,并结合实例详细讲述了ANSYS的具体应用方法。在结构分析中计算得出的基本未知量是节点位移,其他的一些未知量,如应力、应变和反作用力可通过节点位移导出。

本书主要针对初学者和中级用户,由浅入深地介绍了ANSYS软件的各项功能。本书具有以下特点:

① 语言通俗易懂。书中尽量避开了繁琐的理论描述,而是从实际应用出发,对许多重要概念进行了简单和直观的讲解,更好地理解和掌握ANSYS软件。

② 实例详细介绍。本书在必要的理论介绍的基础上,通过大量实例对ANSYS13.0有限元分析软件的结构分析进行了详细的介绍。实例尽量采用GUI方式,一步一步地对操作过程和步骤进行讲解,每个步骤均配以真实的屏幕截图,并以最简洁的文字加以描述,使得能够边学习边上机操作,在实例操作过程中达到掌握ANSYS软件的目的。

③ 内容结构合理。本书切实从循序渐进学习的实际出发,精心安排章节顺序和各章内容,首先介绍了ANSYS软件各个典型的分析步骤,其次,通过专题介绍了其常用的分析过程。本书内容丰富、结构清晰,逻辑严密、深入浅出。书中所有实例均经过精心设计与筛选,代表性强,每个实例都多用图形说明,少用描述性语言介绍,使得全书内容浅显易懂,突出了实用性。

④ 附带随书光盘。为了方便按书操作,本书配有随书光盘,以供模仿学习。既可以从最开始一步一步展开分析,也可以从光盘中调用已建好的模型直接进行分析,以最快和最简单的方式掌握ANSYS软件。

每个实例配有供读者学习。

本书以ANSYS13.0为版本,全书共分为14章,可以分为两大部分:

第1章~第7章 第一部分基础篇。详细介绍ANSYS分析的各个典型步骤和方法。

第1章 ANSYS操作基础。介绍ANSYS软件的界面和环境,使得对ANSYS软件有个总体的了解和认识。

第2章 几何建模。介绍几何建模的各种方法,它是进行有限元分析的基础和前提。

第3章 网格划分。介绍如何通过合理的参数设置来获得良好的有限元分析模型。

第4章 施加载荷。介绍ANSYS软件中各种约束和载荷的施加。

第5章 求解过程。介绍ANSYS软件中的各种求解器,以及不同的求解方式。

第6章 结果后处理。介绍ANSYS软件的两大后处理模块,通用后处理器和时间历程后处理器,通过后处理可以查看感兴趣的内容,检查结果的正确性。

第7章 ANSYS参数化设计语言。介绍参数的使用、流程控制语句、宏文件、运算符、函数和函数编辑器等内容。

第8章~第14章 第二部分高级篇。按不同的分析专题讲解了常用分析过程的方法和技巧。

第8章 静力学分析。介绍静力学分析的各个步骤,最后通过实例加深对知识的理解。

第9章 非线性分析。介绍引起非线性的原因和非线性分析中的相关概念,非线性分析的各个步骤,并重点介绍求解控制选项的设置。

第10章 模态分析。介绍ANSYS软件中模态分析的各种方法,模态分析的各个步骤。

第11章 谐响应分析。介绍ANSYS软件中谐响应分析的各种方法,谐响应分析的各个步骤。

第12章 瞬态动力学分析。介绍ANSYS软件中瞬态动力学分析的各种方法,瞬态动力学分析的各个步骤。

第13章 谱分析。介绍谱分析的各种方法,并介绍谱分析的各个步骤。

第14章 屈曲分析。介绍屈曲分析的各个步骤,最后通过实例加深对知识的理解。

本书由谢龙汉、刘新让和刘文超共同编写完成,辅助本书编写和光盘开发的还有:林伟、魏艳光、林木议、王悦阳、林伟洁、林树财、郑晓、吴苗、李翔、莫衍、朱小远、唐培培、耿煜、尚涛、邓奕、张桂东、鲁力、刘新东等。但由于作者学识有限,加之时间仓促,难免在写作方式和内容上存在疏漏之处,欢迎广大读者批评指正,可以发送电子邮件至xrliu29@yeah.net与编者联系。本书编写过程中还参阅了国内外论著,基本上在参考文献中列出,如有遗漏深表歉意。

编著者