ANSYS 10.0材料工程有限元分析实例教程

第1章材料工程数值模拟与ANSYS软件

1．1材料工程及数值模拟概述

1．1．1材料科学与工程概述

1．1．2材料工程研究中的计算机模拟

1．2大型有限元软件ANSYS10．O介绍

1．2．1ANSYS10．0的特点及创新

1．2．2ANSYS10．0安装流程

1．2．3ANSYS图形用户界面

1．3ANSYS在材料科学中的典型应用实例

1．3．1灰铸铁铸件热应力计算

1．3．2淬火过程模拟

1．3．3热轧H型钢残余应力计算

小结

习题

第2章ANSYS在温度场模拟中的应用

2．1温度场的基本理论

2．1．1导热微分方程的形式

2．1．2导热微分方程的定解条件

2．2基于ANSYS软件的温度场分析

2．2．1稳态温度场分析

2．2．2瞬态传热分析(非稳态温度场分析)

2．2．3ANSYS热辐射问题

2．2．4相变分析

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习题

第3章ANSYS在流场模拟中的应用

3．1流场的基本理论

3．2基于ANSYS软件的流场模拟

3．2．1FLOTRANCFD模块介绍

3．2．2FLOTRAN分析基础

3．2．3FLOTRAN分析的主要步骤

3．3计算流体动力学分析实例

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习题

第4章ANSYS在应力场模拟中的应用

4．1弹性应力场的基本理论

4．1．1平面应力问题

4．1．2平面应变问题

4．1．3平衡方程

4．2ANSYS软件结构分析模块概述

4．2．1应用有限元法分析结构的目的

4．2．2结构分析的类型

4．2．3结构静力分析

4．3应力场模拟应用实例

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习题

第5章ANSYS在电磁场模拟中的应用

5．1电磁场分析基本理论

5．1．1位移电流

5．1．2麦克斯韦方程组的积分形式

5．1．3麦克斯韦方程组的微分形式

5．2ANSYS中电磁场分析的基本知识

5．2．1电磁场分析的适用场合

5．2．2电磁场分析中要计算的量

5．2．3电磁场分析中维数的确定

5．2．4ANSYS软件中电磁场分析的类型

5．2．5电磁场分析中的概念

5．2．6电磁场的分析步骤

5．3电磁场分析实例

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习题

第6章ANSYS在弹塑性模拟中的应用

6．1弹塑性模拟的基本理论

6．1．1塑性的概念和基本特性

6．1．2塑性理论介绍

6．1．3ANSYS中塑性的使用方法

6．2塑性分析应用实例

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习题

第7章ANSYS在耦合场模拟中的应用

7．1耦合场分析的基本理论与操作

7．1．1耦合场分析的定义

7．1．2耦合场分析的类型

7．1．3生成耦合自由度集方法

7．2热一结构耦合分析

7．3热一电耦合分析

7．4热一流体耦合

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习题

第8章ANSYS在铸造过程模拟中的应用

8．1铸件凝固过程数值模拟概况

8．2基于ANSYS软件铸造过程模拟实例

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习题

第9章ANSYS在焊接工艺模拟的应用

9．1焊接过程模拟的基本理论及其进展

9．1．1焊接过程温度场模拟理论及其进展

9．2ANSYS在焊接工艺模拟的应用实例

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习题

第10章ANSYS在热处理工艺模拟的应用

10．1热处理工艺模拟的概况

10．1．1热处理模拟概述

10．1．2钢淬火的基本原理

10．2ANSYS在热处理工艺模拟中的应用实例

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习题

第11章ANSYS在塑-性成形进程模拟中的应用

11．1塑性成形工艺及其模拟理论

11．2基于ANSYS的非线性接触分析

11．2．1接触分类

11．2．2接触分析的步骤

11．3塑性成形工艺模拟的应用实例

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习题

第12章ANSYS在喷涂过程工艺模拟中的应用

12．1基于ANSYS冷喷涂过程计算机模拟

12．2基于ANSYS的热喷涂过程计算机模拟

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习题

第13章ANSYS在材料工程中失效分析模拟的应用

13．1基于ANSYS失效分析基础

13．1．1基本术语

13．1．2疲劳计算的步骤

13．2疲劳分析实例

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习题

第14章ANSYS在复合材料设计中的应用

14．1复合材料设计的基本理论

14．1．1复合材料的定义

14．1．2复合材料的特点及优点

14．1．3复合材料的设计规律

14．1．4复合材料常用的失效准则

14．1．5复合材料设计分析与有限元方法

14．2ANSYS软件设计复合材料基础

14．2．1ANSYS软件设计复合材料可选用的单元类型

14．2．2ANSYS程序对复合材料分析的步骤

14．3ANSYS在复合材料设计上的应用实例

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习题

参考文献

　　本书简要介绍了ANSYS软件在一些物理场中的应用理论及操作步骤，全面系统地阐述了ANSYS软件在材料科学与工程中的应用，内容由浅入深，循序渐进。全书共分为15章，第1章介绍了材料工程数值模拟与ANSYS软件；第2，3，4，5，6，7分别介绍了ANSYS软件在温度场、流场、应力场、电磁场以及耦合场和弹塑性模拟方面的基础知识，每章都有详细的实例分析和操作步骤。在介绍ANSYS软件在若干物理场中应用的基础上，第8，9，10，ll，12，13，14，15章分别介绍了ANSYS软件在铸造、焊接、热处理、塑性成形、喷涂、热加工设备失效分析、复合材料设计等方面应用的理论和实际操作。　　本书由浅入深地介绍了ANSYS10.0软件的基本组成、安装和使用方法以及应用，介绍了计算机数值模拟技术在材料科学与工程中的应用现状和ANSYS在材料工程中的应用实例。本书在介绍基本物理场数值模拟的理论基础上，通过大量教学实例和工程应用实例介绍了ANSYS软件在多物理场中应用的操作步骤。为了便于读者练习，本书在每章后提供了一定量的习题，同时读者可以不断改变问题的求解条件，分析评价计算结果的正确性和准确性，以达到举一反三的练习效果。　　本书配有光盘，光盘中包含了本书中所有操作实例的数据库文件。　　本书可作为高等院校相关专业本科生和研究生以及教师学习ANSYS软件的教材，也可以供从事材料科学与工程分析和设计的其他人员参考。