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简介:本篇主要提供ANSYS.0土木工程有限元分析入门与提高pdf下载
出版社：清华大学出版社
出版时间：2020-04
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内容介绍

内容简介

本书分为两部分，第一部分为操作基础篇，详细介绍了ANSYS分析全流程的基本步骤和方法，分为8章：分别介绍ANSYS概述、几何建模、划分网格、施加载荷、求解、后处理、APDL及土木工程中常用单元简介等。第二部分为专题实例篇，分别介绍ANSYS桥梁工程应用实例分析、ANSYS边坡工程应用实例分析、ANSYS水利工程应用实例分析、ANSYS隧道工程应用实例分析、ANSYS房屋建筑工程应用实例分析。

作者简介

胡仁喜，男，湖北麻城人，1976年5月出生，任职于军械工程学院机械设计教研室，北京理工大学车辆工程博士。目前是Autodesk中国认证考试中心首席专家.主要从事机械设计、流体动力学、CAD/CAM/CAE领域的研究和教学工作.
自1999年参与编写计算机教材以来，已陆续出版计算机应用和大中专理论教材书籍近1000本，拥有近30人的稳定创作团队。

目录

目录

第1章有限元软件ANSYS简介

1.1有限元法简介

1.2ANSYS 19.0的安装与启动

1.2.1系统要求

1.2.2设置运行参数

1.2.3启动与退出

1.3ANSYS文件系统

1.3.1文件类型

1.3.2文件管理

1.4ANSYS分析过程

1.4.1建立模型

1.4.2加载求解

1.4.3查看计算结果

第2章ANSYS 19.0图形用户界面的组成

2.1ANSYS 19.0图形用户界面的组成

2.2启动图形用户界面

2.3菜单栏

2.3.1文件菜单

2.3.2选取菜单

2.3.3列表菜单

2.3.4绘图菜单

2.3.5绘图控制菜单

2.3.6工作平面菜单

2.3.7参量菜单

2.3.8宏菜单

2.3.9菜单控制菜单

2.3.10帮助菜单

2.4输入窗口

2.5主菜单

2.5.1优选项

2.5.2预处理器

2.5.3求解器

2.5.4通用后处理器

2.5.5时间历程后处理器

2.5.6记录编辑器

2.6输出窗口

2.7工具条

2.8图形窗口

2.8.1图形显示

2.8.2多窗口绘图

2.8.3增强图形显示



第3章建立实体模型

3.1几何建模概论

3.1.1自底向上建模

3.1.2自顶向下建模

3.1.3布尔运算操作

3.1.4拖拉和旋转

3.1.5移动和复制

3.1.6修改模型

3.1.7把IGES文件导入模型

3.2坐标系简介

3.2.1总体和局部坐标系

3.2.2显示坐标系

3.2.3节点坐标系

3.2.4单元坐标系

3.2.5结果坐标系

3.3自顶向下建模(体素)

3.3.1创建面体素

3.3.2创建实体体素

3.4自底向上建模

3.4.1关键点

3.4.2硬点

3.4.3线

3.4.4面

3.4.5体

3.5工作平面的使用

3.5.1定义一个新的工作平面

3.5.2控制工作平面的显示和样式

3.5.3移动工作平面

3.5.4旋转工作平面

3.5.5还原一个已定义的工作平面

3.5.6工作平面的高级用途

3.6使用布尔操作修正几何模型

3.6.1布尔运算的设置

3.6.2布尔运算之后的图元编号

3.6.3交运算

3.6.4两两相交

3.6.5相加

3.6.6相减

3.6.7利用工作平面作减运算

3.6.8搭接

3.6.9分割

3.6.10黏接(或合并)

3.7移动、复制和缩放几何模型

3.7.1按照样本生成图元

3.7.2由对称映像生成图元

3.7.3将样本图元转换到坐标系

3.7.4实体模型图元的缩放

3.8实例——悬臂梁的实体建模

3.8.1GUI方式

3.8.2命令流方式

第4章划分网格

4.1有限元网格概论

4.2设定单元属性

4.2.1生成单元属性表

4.2.2分配单元属性

4.3网格划分的控制

4.3.1ANSYS网格划分工具

4.3.2映射网格默认尺寸

4.3.3局部网格划分控制

4.3.4内部网格划分控制

4.3.5生成过渡棱锥单元

4.4自由网格划分和映射网格划分控制

4.4.1自由网格划分

4.4.2映射网格划分

4.5延伸和扫略生成有限元模型

4.5.1延伸生成网格

4.5.2扫略生成网格

4.6修正有限元模型

4.6.1局部细化网格

4.6.2移动和复制节点和单元

4.6.3控制面、线和单元的法向

4.6.4修改单元属性

4.7编号控制

4.7.1合并重复项

4.7.2编号压缩

4.7.3设定起始编号

4.7.4编号偏差

第5章施加载荷

5.1载荷概论

5.1.1什么是载荷

5.1.2载荷步、子步和平衡迭代

5.1.3时间参数

5.1.4阶跃载荷与坡道载荷

5.2施加载荷

5.2.1实体模型载荷与有限单元载荷

5.2.2施加载荷

5.2.3利用表格来施加载荷

5.2.4轴对称载荷与反作用力

5.2.5利用函数来施加载荷和边界条件

5.3设定载荷步选项

5.3.1通用选项

5.3.2非线性选项

5.3.3动力学分析选项

5.3.4输出控制

5.3.5毕萨选项

5.3.6谱分析选项

5.3.7创建多载荷步文件

5.4实例——悬臂梁的载荷和约束施加

5.4.1GUI方式

5.4.2命令流方式

第6章求解

6.1求解概论

6.1.1使用直接求解法

6.1.2使用稀疏矩阵直接解法求解器

6.1.3使用雅可比共轭梯度法求解器

6.1.4使用不完全分解共轭梯度法求解器

6.1.5使用预条件共轭梯度法求解器

6.1.6使用自动迭代解法选项

6.1.7使用分块解法

6.1.8获得解答

6.2利用特定的求解控制器来指定求解类型

6.2.1使用简化求解菜单选项

6.2.2使用求解控制对话框

6.3多载荷步求解

6.3.1多重求解法

6.3.2使用载荷步文件法

6.3.3使用数组参数法(矩阵参数法)

6.4重新启动分析

6.4.1重新启动一个分析

6.4.2多载荷步文件的重启动分析

6.5预测求解时间和估计文件大小

6.5.1估计运算时间

6.5.2估计文件的大小

6.5.3估计内存需求

6.6实例——悬臂梁模型求解

第7章后处理

7.1后处理概述

7.1.1检查分析结果

7.1.2结果文件

7.1.3可用数据类型

7.2通用后处理器

7.2.1读入结果数据库

7.2.2列表显示结果

7.2.3图像显示结果

7.2.4在路径上映射结果

7.3时间历程后处理器

7.3.1定义和储存变量

7.3.2检查变量

7.3.3其他功能

7.4实例——悬臂梁计算结果后处理

7.4.1GUI方式

7.4.2命令流方式

第8章APDL及土木工程中常用单元简介

8.1APDL简介

8.1.1APDL概述

8.1.2参数定义

8.1.3流程控制

8.1.4宏

8.1.5函数和表达式

8.1.6APDL应用实例

8.2土木工程常用ANSYS单元介绍

8.2.1杆(LINK)单元

8.2.2弹簧(COMBIN)单元

8.2.3梁(BEAM)单元

8.2.4平面(PLANE)单元

8.2.5壳(SHELL)单元

8.2.6质量(MASS21)单元

8.2.7实体(SOLID)单元

第9章ANSYS隧道工程应用实例分析

9.1隧道工程相关概念

9.1.1隧道工程设计模型

9.1.2隧道结构的数值计算方法

9.1.3隧道载荷

9.2隧道施工过程ANSYS模拟的实现

9.2.1单元生死

9.2.2DP材料模型

9.3ANSYS隧道结构受力实例分析

9.3.1ANSYS隧道结构受力分析步骤

9.3.2实例描述

9.3.3GUI操作方法

9.3.4命令流实现

9.4ANSYS隧道开挖模拟实例分析

9.4.1实例描述

9.4.2ANSYS模拟施工步骤

9.4.3GUI操作方法

9.4.4命令流实现

第10章ANSYS边坡工程应用实例分析

10.1边坡工程概述

10.1.1边坡工程

10.1.2边坡变形破坏基本原理

10.1.3影响边坡稳定性的因素

10.1.4边坡稳定性的分析方法

10.2ANSYS边坡稳定性分析的步骤

10.2.1创建物理环境

10.2.2建立模型和划分网格

10.2.3施加约束和载荷

10.2.4求解

10.2.5后处理

10.2.6补充说明

10.3ANSYS边坡稳定性实例分析

10.3.1实例描述

10.3.2GUI操作方法

10.3.3计算结果分析

10.3.4命令流实现

第11章ANSYS水利工程应用实例分析

11.1水利工程概述

11.2用ANSYS进行重力坝抗震性能分析的步骤

11.2.1创建物理环境

11.2.2建立模型和划分网格

11.2.3施加约束和载荷

11.2.4求解

11.2.5后处理

11.3用ANSYS进行重力坝抗震性能分析实例

11.3.1实例介绍

11.3.2GUI操作方法

11.3.3命令流实现

第12章ANSYS桥梁工程应用实例分析

12．1引言

12．2典型桥梁分析模拟过程

12．2．1创建物理环境

12．2．2建模、指定特性、分网

12．2．3施加边界条件和载荷

12．2．4求解

12．2．5后处理(查看计算结果)

12．3钢桁架桥静力受力分析

12．3．1问题描述

12．3．2GUI操作方法

12．3．3命令流实现

12．4钢桁架桥模态分析

12．4．1问题描述

12．4．2GUI操作方法

12．4．3命令流实现

第13章ANSYS房屋建筑工程应用实例分析

13.1引言

13.2建筑结构分析模拟过程

13.2.1创建物理环境

13.2.2建模、指定特性、分网

13.2.3施加边界条件和载荷

13.2.4求解

13.2.5后处理(查看计算结果)

13.3三层框架结构地震响应分析

13.3.1问题描述

13.3.2GUI操作方法

13.3.3命令流实现

13.4框架结构模拟建模

13.4.1问题描述

13.4.2GUI操作方法

13.4.3命令流实现

二维码索引







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前言/序言


前言

ANSYS软件是美国ANSYS公司开发的大型通用有限元软件，它是有限元分析中第一个通过ISO 9001质量认证的计算机辅助工程设计分析软件，同时也是美国机械工程师协会、美国核安全局及近20多种专业技术协会认证的标准分析软件。它是最为通用和有效的商用有限元软件之一，它融结构、传热学、流体、电磁、声学和爆破分析等于一体，具有非常强大的前处理、后处理和计算分析能力，能够同时模拟结构、热、流体、电磁及多种物理场间的耦合效应。目前，它已经广泛应用于土木工程、机械制造、材料加工、航空航天、铁路运输、石油化工、核工业、轻工、电子、能源、汽车、生物医学、家用电器等各个领域，为各个领域的设计开发以及前沿课题做出了很大贡献。
为了帮助读者迅速了解并掌握ANSYS软件在土木工程中的应用技术，作者根据长期使用ANSYS软件进行土木工程力学分析的经验和体会，以ANSYS的最新版本ANSYS 19.0为依据，编写了本书。
一、 本书特点
□√作者权威
本书的编者都是高校从事计算机辅助工程分析教学研究多年的一线人员，具有丰富的教学实践经验与教材编写经验，有一些执笔者是国内ANSYS图书出版界知名的作者，前期出版的一些相关书籍经过市场检验很受读者欢迎。多年的教学工作使他们能够准确地把握学生的心理与实际需求，本书是作者总结多年的设计经验以及教学的心得体会，历时多年的精心准备，力求全面、细致地展现ANSYS软件在土木工程分析应用领域的各种功能和使用方法。
□√针对性强
就本书而言，我们的目的是编写一本对土木工程专业具有针对性的基础应用学习书籍。对每个知识点，我们不求过于深入，只要求读者能够掌握可以满足一般工程分析的知识即可，并且在语言上尽量做到浅显易懂、言简意赅。
□√实例丰富
本书的实例不管是数量还是种类，都非常丰富。从数量上说，本书结合大量的土木工程分析实例，详细讲解了ANSYS知识要点，让读者在学习案例的过程中潜移默化地掌握ANSYS软件操作技巧。
□√突出提升技能
本书从全面提升ANSYS工程分析能力的角度出发，结合大量的案例来讲解如何利用ANSYS软件进行有限元分析，使读者了解计算机辅助土木工程分析并能够独立地完成各种工程分析。
本书中有很多实例本身就是工程分析项目案例，经过作者精心提炼和改编，不仅保证读者能够学好知识点，更重要的是能够帮助读者掌握实际的操作技能，同时培养工程分析实践能力。
二、 本书的内容
本书前7章为操作基础，详细介绍了ANSYS分析全流程的基本步骤和方法，随后介绍了APDL语言及土木工程中常用单元，最后结合具体的工程实例深入浅出地介绍了ANSYS在隧道工程、边坡工程、水利工程、桥梁工程及房屋建筑工程中的应用。每个实例都先用GUI方式一步一步地教用户如何操作，让读者轻松地学会，随后提供详细的命令流。全书分为13章，分别为有限元软件ANSYS简介、ANSYS 19.0图形用户界面的组成、建立实体模型、划分网格、施加载荷、求解、后处理、APDL及土木工程中常用单元简介、ANSYS隧道工程应用实例分析、ANSYS边坡工程应用实例分析、ANSYS水利工程应用实例分析、ANSYS桥梁工程应用实例分析、ANSYS房屋建筑工程应用实例分析。


三、 本书的服务
1. 关于本书的技术问题或有关本书信息的发布

读者朋友遇到有关本书的技术问题，可以登录网站www.sjzswsw.com或将问题发到邮箱win760520@126.com，我们将及时回复。也欢迎加入图书学习交流群(QQ： 180284277)交流探讨。
2. 安装软件的获取
按照本书上的实例进行操作练习，以及使用ANSYS进行分析时，需要事先在计算机上安装相应的软件。读者可从网络中下载相应软件，或者从当地电脑城、软件经销商处购买。QQ交流群也会提供下载地址和安装方法教学视频，需要的读者可以关注。


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3. 配套电子资源

为了配合各学校师生利用此书进行教学的需要，随书配赠多媒体电子资源，内容为书中所有实例以文本文件的格式给出的命令流文件，以及实例操作过程录屏动画，供读者学习中使用。

本书主要由CAD/CAM/CAE技术联盟编著，具体参与本书编写的有胡仁喜、刘昌丽、康士廷、王敏、闫聪聪、杨雪静、李亚莉、李兵、甘勤涛、王培合、王艳池、王玮、孟培、张亭、王佩楷、孙立明、王玉秋、王义发、解江坤、秦志霞、井晓翠等。本书的编写和出版得到了很多朋友的大力支持，值此图书出版发行之际，向他们表示衷心的感谢。同时，也深深感谢支持和关心本书出版的所有朋友。
本书可作为理工科院校土木、力学和隧道等专业的本科生、研究生及教师学习ANSYS软件的学习教材，也可作为从事土木建筑工程、水利工程等专业的科研人员学习使用ANSYS的参考用书。
编者
2020年2月





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