具体描述
ANSYS软件是融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元软件，它广泛应用于核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防、军工、电子、土水工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等工业及科学研究中。
本书通过大量的实例介绍了ANSYS 8.1软件的基本使用方法，包括建模、网格划分、施加荷载、求解及后处理等；进而介绍了用ANSYS进行有限元分析过程中常用的高级分析方法，如非线性静力分析、模态分析、瞬态动力分析、热力学分析、优化设计等；另外 ，本书还对ANSYS参数化编程语言APDL作了初步阐述，力图使读者对这种强大的语言有初步的认识。
本书适用于刚刚接触ANSYS软件的初级用户，书中介绍了大量例子也可供高级用户参考。
光盘内容：本书所涉及重点案例的多媒体视频演示，并配有语音讲解。书中所讲述实例的数据库文件及用于操作练习的例子文件。
作者简介
目录信息
1.1 ANSYS 8.1软件介绍 1
1.1.1 ANSYS的发展 1
1.1.2 ANSYS功能简介 1
1.1.3 ANSYS 8.1的新特性 3
1.2 安装和启动ANSYS 8.1 3
1.2.1 安装ANSYS 8.1 3
1.2.2 启动 6
1.3 ANSYS 8.1常用图形界面 7
1.3.1 应用菜单 8
1.3.2 工具条 8
1.3.3 输入窗口 8
1.3.4 主菜单 9
1.3.5 图形窗口 9
1.3.6 视图工具栏 9
1.3.7 输出窗口 9
1.4 第一个有限元分析实战 10
1.4.1 有限元法的基本架构 10
1.4.2 提出问题 11
1.4.3 定义参数 12
1.4.4 创建几何模型 17
1.4.5 划分网格 19
1.4.6 加载数据 21
1.4.7 求解 21
1.4.8 结果分析 23
1.5 ANSYS 8.1程序结构分析 25
1.5.1 ANSYS 8.1架构 25
1.5.2 ANSYS 8.1文件格式 27
1.6 小结 28
1.7 习题 28
第2章 建立有限元模型 30
2.1 坐标系与工作平面 30
2.1.1 全局坐标系和局部坐标系 30
2.1.2 显示坐标系 34
2.1.3 节点坐标系 35
2.1.4 单元坐标系 36
2.1.5 结果坐标系 37
2.1.6 工作平面 37
2.2 节点定义 40
2.2.1 生成节点 41
2.2.2 节点填充及复制 42
2.2.3 查看节点 43
2.2.4 删除节点 45
2.2.5 移动节点 46
2.3 单元定义 47
2.3.1 定义单元类型 47
2.3.2 定义实常数 49
2.3.3 定义材料特性 50
2.3.4 生成单元 50
2.4 小结 53
2.5 习题 53
第3章 实体模型的建立 55
3.1 实体模型概述 55
3.2 自底向上建模 56
3.2.1 定义关键点 57
3.2.2 选择、查看和删除关键点 59
3.2.3 定义线 61
3.2.4 选择、查看和删除线 64
3.2.5 定义面 65
3.2.6 选择、查看和删除面 66
3.2.7 定义体 67
3.2.8 选择、查看和删除体 68
3.3 自顶向下建模 69
3.3.1 建立矩形面原始对象 69
3.3.2 建立圆或环形面原始对象 70
3.3.3 建立正多边形面原始对象 71
3.3.4 建立长方体原始对象 72
3.3.5 建立柱体原始对象 73
3.3.6 建立多棱柱原始对象 75
3.3.7 建立球体或部分球体原始对象 75
3.3.8 建立锥体或圆台原始对象 76
3.3.9 建立环体或部分环体原始对象 77
3.4 布尔运算 77
3.4.1 布尔运算的基础设置 77
3.4.2 交运算 79
3.4.3 加运算 82
3.4.4 减运算 82
3.4.5 工作平面减运算 87
3.4.6 搭接 87
3.4.7 分割 88
3.4.8 粘接（或合并） 89
3.5 编辑图元 90
3.5.1 移动图元 91
3.5.2 复制图元 91
3.5.3 镜像图元 92
3.5.4 缩放图元 93
3.5.5 将图元转换坐标系 93
3.6 运用组件和部件 94
3.6.1 组件和部件的操作 94
3.6.2 通过组件和部件选择实体 96
3.7 小结 96
3.8 习题 97
第4章 网格划分 98
4.1 网格划分的过程 98
4.1.1 定义单元类型 98
4.1.2 定义实常数 101
4.1.3 定义材料参数 104
4.2 网格划分控制 108
4.2.1 网格划分工具 109
4.2.2 Smartsize网格划分控制 111
4.2.3 尺寸控制 113
4.2.4 单元形状控制 116
4.2.5 网格划分器选择 116
4.3 实体模型网格划分 121
4.3.1 关键点网格划分 121
4.3.2 线网格划分 122
4.3.3 面网格划分 122
4.3.4 体网格划分 123
4.3.5 网格修改 126
4.4 网格检查 128
4.4.1 设置形状检查选项 128
4.4.2 设置形状限制参数 129
4.4.3 确定网格质量 130
4.5 自适应网格 131
4.6 小结 135
4.7 习题 135
第5章 加载与求解 137
5.1 载荷和载荷步 137
5.1.1 载荷分类 137
5.1.2 载荷步、子步和平衡迭代 138
5.1.3 载荷的显示 138
5.1.4 载荷步选项 139
5.2 位移约束 140
5.2.1 约束操作 141
5.2.2 对称和反对称约束 143
5.2.3 耦合自由度 144
5.2.4 约束方程 146
5.3 集中载荷 146
5.3.1 施加力和力矩 147
5.3.2 重复设置力和力矩 147
5.3.3 缩放力和力矩 148
5.3.4 转换力和力矩 148
5.4 表面载荷 149
5.4.1 基本操作 149
5.4.2 梁单元上的压力载荷 150
5.4.3 指定斜率 152
5.4.4 函数加载 153
5.4.5 表面效应单元 156
5.5 体载荷 156
5.5.1 施加体载荷 156
5.5.2 惯性载荷 157
5.6 特殊载荷 157
5.6.1 耦合场载荷 158
5.6.2 轴对称载荷 158
5.7 求解 159
5.7.1 选择合适的求解器 159
5.7.2 求解多步载荷 160
5.7.3 中断和重新启动 162
5.8 计运行时间和文件大小 163
5.9 小结 165
5.10 习题 165
第6章 通用后处理器 167
6.1 后处理器概述 167
6.1.1 读取结果数据 167
6.1.2 数据替换与追加 170
6.1.3 选择结果数据 170
6.1.4 输出控制 171
6.2 图形显示 172
6.2.1 绘制变形图 172
6.2.2 绘制等值线图 174
6.2.3 绘制矢量图 176
6.2.4 绘制粒子轨迹图 178
6.2.5 绘制破裂图和压碎图 179
6.3 单元表 180
6.3.1 定义单元表 180
6.3.2 单元表的操作 182
6.3.3 显示单元表 182
6.4 使用路径 184
6.4.1 定义路径 184
6.4.2 观察沿路径结果 186
6.4.3 进行沿路径数学运算 189
6.5 载荷工况 189
6.5.1 定义载荷工况 190
6.5.2 载荷工况的读写 190
6.5.3 载荷工况数学运算 191
6.6 小结 192
6.7 习题 192
第7章 时间历程后处理器 193
7.1 定义和存储变量 193
7.1.1 变量定义 193
7.1.2 变量存储 195
7.1.3 变量的导入 197
7.2 变量的操作 197
7.2.1 数学运算 197
7.2.2 变量与数组相互赋值 198
7.2.3 数据平滑 200
7.2.4 生成响应频谱 202
7.3 查看变量 202
7.3.1 图形显示 202
7.3.2 列表显示 205
7.4 动画技术 207
7.4.1 直接生成动画 207
7.4.2 通过动画帧显示动画 208
7.4.3 动画播放 210
7.5 小结 210
7.6 习题 211
第8章 ANSYS参数化设计语言（APDL） 212
8.1 APDL简介 212
8.2 使用参数 213
8.2.1 标量参数 213
8.2.2 数组参数 216
8.2.3 数组参数的定义 216
8.2.4 数组参数的赋值 217
8.2.5 数组的图形显示 222
8.2.6 参数表达式 224
8.2.7 数学函数 225
8.3 使用工具条 226
8.3.1 工具条基本操作 226
8.3.2 嵌套按钮 228
8.4 APDL宏语言 229
8.4.1 宏的创建 230
8.4.2 宏的运行 232
8.4.3 APDL程序控制 233
8.4.4 设置用户交互界面 237
8.5 小结 241
8.6 习题 242
第9章 结构静力分析 243
9.1 结构分析概述 243
9.2 结构线性静力分析 244
9.2.1 线性静力分析基础 244
9.2.2 线性静力分析实例 244
9.3 结构非线性分析 252
9.3.1 几何非线性分析 253
9.3.2 几何非线性分析实例 254
9.3.3 材料非线性分析 258
9.3.4 材料非线性分析实例 259
9.4 小结 264
9.5 习题 264
第10章 ANSYS 8.1动态分析 266
10.1 模态分析 266
10.1.1 模态分析简介 266
10.1.2 模态分析步骤 267
10.1.3 模态分析实例 270
10.2 瞬时动态分析 278
10.2.1 瞬态动力分析简介 278
10.2.2 瞬态动力分析步骤 278
10.2.3 瞬态动力分析实例 281
10.3 谐波响应分析 288
10.3.1 谐波响应分析简介 288
10.3.2 谐波响应分析步骤 288
10.3.3 谐波响应分析实例 290
10.4 小结 295
10.5 习题 295
第11章 ANSYS 8.1热力学分析 297
11.1 热分析的基础知识 297
11.1.1 符号与单位 297
11.1.2 传热学经典理论回顾 298
11.1.3 热传递的方式 298
11.2 稳态热分析 300
11.2.1 稳态传热的定义 300
11.2.2 热分析的单元 300
11.2.3 ANSYS稳态热分析的基本过程 300
11.2.4 稳态热分析实例 303
11.3 瞬态热分析 309
11.3.1 瞬态传热分析的定义 309
11.3.2 瞬态热分析中的单元及命令 309
11.3.3 ANSYS瞬态热分析的主要步骤 310
11.3.4 瞬态热分析实例 312
11.4 小结 320
11.5 习题 320
第12章 优化设计 322
12.1 优化设计基本概念 322
12.2 优化设计的步骤 324
12.2.1 生成分析文件 324
12.2.2 建立优化参数 328
12.2.3 指定分析文件 328
12.2.4 声明优化变量 328
12.2.5 选择优化工具和方法 331
12.2.6 指定优化循环控制方式 332
12.2.7 进行优化分析 333
12.2.8 查看优化结果 334
12.3 基本优化方法和工具 336
12.3.1 单步运行法 336
12.3.2 随机搜索法 337
12.3.3 乘子评估法 337
12.3.4 等步长搜索法 337
12.3.5 最优梯度法 337
12.3.6 零阶方法 338
12.3.7 一阶方法 339
12.4 优化设计实例 339
12.4.1 问题描述 339
12.4.2 GUI操作步骤 340
12.4.3 命令流方式 348
12.5 小结 351
12.6 习题 351
附录 353
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
这本书的文字风格有一种沉稳且富有启发性的魅力。它不像某些教材那样，充斥着生硬的术语堆砌，而是采用了一种更偏向于专业技术交流的语气。作者在解释某些复杂概念时，会穿插一些个人的经验总结或行业内的最佳实践，使得原本枯燥的理论变得生动起来。例如，在讨论材料非线性行为时，它没有停留在本构模型的罗列上，而是深入探讨了不同材料（如橡胶、塑性金属）在真实应力应变曲线下的建模选择的利弊，这对于我们进行材料选型和参数输入至关重要。我发现，这本书的叙述逻辑非常严密，知识点之间层层递进，不会出现那种“跳跃式”的讲解，让你不得不回头去翻前面的内容。这种精心构建的知识体系，使得读者在学习过程中能够保持一种持续的、稳定的认知构建过程。我甚至把这本书当作一本参考手册放在手边，遇到新的项目挑战时，总能从中找到对应的解决思路和方法论的指引，它的价值远超一本单纯的“教程”。
对我而言，这本教材的价值在于它不仅是一本关于某个特定软件使用的指南，更是一本关于“结构分析思维”的入门读物。它成功地架设起理论数学模型与工程实际应用之间的桥梁。书中对边界条件设置的讨论尤其深刻，很多仿真失败的根源就在于对物理约束的错误理解。书中用图示和文字对比了固定约束、简支约束以及柔性约束在实际结构支撑中的不同效果，并分析了过度约束和约束不足可能带来的后果。这种对“物理现实如何映射到数值模型”的深入探讨，是很多软件自带的帮助文档无法提供的深度。它教会了我如何将一个复杂的物理问题，解构（Decomposition）成一系列可被数值方法求解的子问题。此外，书中对求解器收敛性问题的处理部分，也给出了非常实用的建议，比如如何调整迭代次数、如何检查残差等，这些都是经验主义的结晶，对于保证分析结果的有效性和可靠性具有决定性的意义。总而言之，这是一部兼具深度、广度和实践性的杰作，是每一个想在有限元领域深耕的人案头必备的宝典。
这本关于有限元分析的教材，简直是为我们这种理论基础还不够扎实，但又急需上手实战的工程师量身定做的。我记得刚开始接触这个领域的时候，面对那些复杂的单元类型和材料模型，感觉就像在雾里看花，公式推导看得云里雾里。这本书的妙处就在于，它没有一上来就堆砌那些令人望而生畏的数学理论，而是非常巧妙地将理论知识点穿插在具体的应用案例中。比如，它讲解网格划分时，不仅告诉我们为什么要做网格划分，还通过几个实际结构的例子，直观地展示了不同网格密度对计算结果精度的影响，那种“原来如此”的感觉，比单纯背诵书本上的定义深刻多了。特别是对于初学者来说，书中对软件操作流程的描述详尽得令人感动，每一步的点击、每一个参数的设置，都配有清晰的截图和详细的解释，这极大地降低了我们上手的门槛。我深感作者的用心，他显然是站在一个过来人的角度，预判了我们在学习过程中可能会遇到的所有“坑”，并提前铺好了路。看完前几章，我信心大增，不再觉得FEA是个高不可攀的象牙塔里的学问，而是手中可以驾驭的强大工具。这种从“知其然”到“知其所以然”的转变，是这本书带给我的最大收获。
说实话，这本书的排版和图例设计也值得点赞。在这个信息爆炸的时代，一本技术书籍如果内容再好，但如果阅读体验差，也很难让人坚持读下去。这本书在视觉呈现上确实下了一番功夫。图文搭配得非常和谐，而且插图的质量非常高，清晰度足以看清复杂的几何细节和应力云图中的微妙变化。更重要的是，作者选择的案例往往贴近实际工业生产中的常见问题，比如某个连接件的疲劳评估，或者某个壳体结构的优化设计。这些案例不仅仅是演示软件功能，更像是在进行一场微型的、受控的工程项目实践。我特别喜欢其中关于结果后处理的部分，很多初学者往往只关注了最大应力值，却忽略了应力奇异点和应力集中区域的正确解读。书中详细阐述了如何通过平滑处理、截面查看以及边界条件敏感性分析来验证结果的可靠性，这教会了我如何“质疑”自己的计算结果，而不是盲目相信软件的输出。这种培养批判性思维的教学方式，比单纯的“教你怎么做”要高明得多。
我尤其欣赏这本书在处理复杂工程问题时的那种系统性和条理性。很多市面上的参考资料，要么过于偏重理论的纯粹性，要么就是流于表面的操作手册，很难找到一个平衡点。但这本书在这方面做得非常出色。它没有停留在简单的静力学分析上，而是很有前瞻性地覆盖了模态分析、热应力分析甚至一些高级的接触问题处理技巧。我之前在模拟一个机构运动时的摩擦接触问题上吃了不少苦头，各种收敛失败的报错信息让人抓狂。后来对照书里的专门章节，才发现自己对接触刚度和求解器选择的理解存在偏差。作者用非常精炼的语言指出了关键所在，并提供了针对性的调试思路，这简直是“救命稻草”。更令人称道的是，它没有把每种分析类型当成孤立的知识点来介绍，而是展现了它们之间内在的联系，比如一个结构的热膨胀如何影响其后续的模态特性，这种全局观的培养，对于提升我们的工程判断力至关重要。读完这本书，我感觉自己对整个仿真流程的掌控力上了一个大台阶，不再是机械地输入数据，而是带着目的去设计分析步骤。
中国人学ANSYS的一本经典。
计算机
计算机
中国人学ANSYS的一本经典。
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