ANSYS结构有限元高级分析方法与范例应用

第二版前言

第一版前言

第1篇ANSYS结构有限元分析基础

第1章ANSYS有限元分析基础

1.1ANSYS程序的理论背景和分析功能综述

1.1.1ANSYS程序的理论背景

1.1.2结构有限元分析的基本过程与问题

1.1.3ANSYS程序结构分析能力概述

1.2ANSYS程序的基本使用入门(一)

1.2.1使用ANSYS分析问题的一般流程

1.2.2ANSYS的界面布局、程序架构及两种操作方式

1.2.3最常用的ANSYS界面操作

1.3ANSYS程序的基本使用入门(二)

1.3.1直接法建立有限元模型

1.3.2由几何模型到有限元网格间接建模法

1.3.3加载、多工况静力分析及后处理初步

1.4APDL语言及参数化分析

1.5ANSYS常见问题及操作技巧

1.5.1与前后处理相关的问题

1.5.2与加载相关的问题

1.5.3获取函数、定制工具条及ANSYS的暂停

第2章桁架杆系有限元分析及ANSYS实例

2.1桁架杆系有限元分析的概念

2.2可用于桁架分析的ANSYS单元

2.2.1Link1单元特性简介

2.2.2LINK8单元特性简介

2.2.3LINK10单元特性简介

2.3分析实例：平板网架结构的静力分析

第3章梁系结构分析方法及ANSYS实例

3.1梁系结构有限元分析提要

3.2ANSYS中的梁单元概述

3.2.1BEAM3单元特性介绍

3.2.2BEAM4单元特性介绍

3.2.3BEAM188和BEAM189梁单元特性简介

3.3分析实例：ANSYS各类梁单元的综合应用

3.3.1刚铰混合结构的内力图

3.3.2三向交叉梁系的计算

3.3.3施工防护结构中的承重桁架分析

第4章弹性平面问题的有限元分析及ANSYS算例

4.1弹性平面问题有限元分析的基本方法

4.2ANSYS提供的平面问题单元

4.3分析实例：独立重力坝的静力分析

第5章轴对称问题的有限元分析及ANSYS算例

5.1ANSYS轴对称问题分析提要

5.2分析实例：厚球壳的轴对称分析

第6章三维实体结构的ANSYS分析及算例

6.1三维实体结构ANSYS有限元分析提要

6.2分析实例：网架焊接空心球节点的受力分析

第7章板壳结构的ANSYS分析及算例

7.1板壳结构ANSYS有限元分析提要

7.2分析实例：圆柱壳屋面结构的静力分析

7.3分析实例：板梁结构中梁截面的偏置

第2篇ANSYS结构分析专题

第8章ANSYS结构动力分析专題

8.1ANSYS结构动力分析概述

8.1.1模态分析及其ANSYS实现过程

8.1.2谐响应分析

8.1.3瞬态动力学分析

8.1.4谱分析

8.2ANSYS模态分析例题：几何刚度对梁自振特性的影响

8.3谐响应分析例题：不同激励模式谐振响应的比较

8.4瞬态分析的例题：移动载荷作用下的吊车梁

8.5谱分析例题：悬臂结构地震响应谱分析

第9章ANSYS结构非线性分析专题

9.1ANSYS结构非线性分析概述

9.1.1结构非线性问题的几种类型

9.1.2非线性问题的一般分析方法

9.1.3ANSYS结构非线性分析的过程与选项

9.2接触问题的分析方法

9.2.1接触问题概述

9.2.2ANSYS的接触分析功能

9.2.3ANSYS接触分析流程及接触向导的使用

9.3几何非线性例题：油罐底效应的简化分析

9.3.1问题描述

9.3.2ANSYS分析全过程

9.3.3ANSYS分析命令流

9.4材料非线性例题：钢筋混凝土梁的分析

9.5接触分析例题：插销拨拉过程的接触分析

第10章结构的稳定性分析方法及ANSYS范例

10.1ANSYS结构稳定性分析的基本概念

10.2工字梁的特征值屈曲分析

10.2.1建立分析模型

10.2.2特征值屈曲分析与结果显示

10.3工字梁的非线性屈曲分析

第11章ANSYS结构最优化设计

11.1优化设计问题的数学表述与ANSYS优化设计流程

11.2分析实例：平板网架结构的优化设计

第12章子结构技术简介

12.1子结构分析的概念

12.2ANSYS子结构分析的步骤

12.2.1生成部分

12.2.2使用部分

12.2.3扩展部分

12.3子结构分析例题：空腹梁

12.3.1问题描述

12.3.2分析过程

第3篇工程范例精选

第13章框架-剪力墙结构的分析

13.1分析对象简介

13.2框架-剪力墙结构的模型建立

13.2.1结构建模的总体规划

13.2.2几何模型的建立

13.2.3划分网格

13.3重力载荷和风载荷作用下的结构响应

13.3.1计算重力载荷作用下的结构响应

13.3.2风载荷作用下的结构响应

13.4结构模态分析

13.5地震作用下结构的弹性时程分析

13.5.1计算地震作用瞬态解

13.5.2观察地震作用结构响应

第14章海洋石油平台结构的动力分析

14.1海洋平台结构简介

14.2平台结构的模型建立

14.2.1结构建模的总体规划

14.2.2几何模型的建立

14.2.3划分网格

14.3海洋平台结构的模态分析

14.3.1计算模态解

14.3.2结果观察与分析

14.4海洋平台谐响应分析

14.5冰载荷作用下海洋平台结构响应

14.5.1获得瞬态分析解

14.5.2观察结果

14.6波浪载荷作用下海洋平台随机振动分析

14.6.1ANSYS随机振动分析简介

14.6.2波浪载荷简介

14.6.3获得谱解

14.6.4合并模态

14.6.5计算响应的功率谱密度

第15章大跨空间结构的建模与分析

15.1大跨空间结构的ANSYS建模与分析概述

15.2施威德勒型球面网壳的建模过程详解

15.3网壳结构的固有振动特性分析

15.4特征值屈曲分析

15.5考虑初始缺陷的非线性屈曲分析

附录AANSYS的程序模块、启动器以及几何建模专题

A.1ANSYS11.0的主要产品模块

A.2ANSYS产品启动器

A.3ANSYS经典环境建模操作专题

附录B部分结构单元的形函数

B.1一维单元

B.2二维单元

B.3三维单元

附录CANSYS结构分析常用命令参考

　　本书是在前一版的基础上修订而成的。本次修订在总体上保持了前一版中理论与实践紧密结合、操作过程详细、分析例题丰富等特点，并在组织内容的过程中同时照顾到科研以及工程计算两方面读者的需要。全书在结构上分为三篇，第1篇主要介绍相关背景原理以及各类ANSYS结构单元的使用方法，第2篇介绍ANSYS结构分析方面的一些专题性的内容，第3篇提供了一些有代表性的综合性分析例题。另外，本书还在附录中收录了一些常用结构单元的形函数以及ANSYS结构分析命令等。该书可供各大专院校作为教材使用，也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。　　本书将结构有限元分析的基本力学概念与ANSYS实践紧密结合，系统全面地介绍了ANSYS结构分析的方法及其背景原理，在内容的选择上照顾到科研以及工程计算两方面读者的实际需要，涉及各类结构形式的分析案例。书中所有例题都给出了具体分析过程，同时借助力学概念对计算结果进行了分析和评价。本书还对动力学、非线性、结构稳定性等问题进行了专题讲解。通过本书的学习，可使读者迅速地提高ANSYS的操作水平，从而具备在相关专业领域中应用ANSYS进行高级结构分析的能力。　　本书适合作为土木、机械、航空、力学等相关专业研究生或高年级本科生学习结构数值分析及ANSYS软件应用课程的学习参考书。对从事各类结构分析的工程技术人员，也具有一定的参考价值。