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前言1

第1章 有限元法与ANSYS入门1

1.1有限元法与ANSYS的发展1

1.2矩阵分析法及有限元法分析的一般步骤3

1.2.1矩阵分析法3

1.2.2有限元法分析的一般步骤9

1.3ANSYS基本操作10

1.3.1ANSYS安装10

1.3.2ANSYS启动、用户界面及退出11

1.3.3ANSYS操作方式13

1.3.4ANSYS典型分析过程14

1.3.5ANSYS文件管理及日志文件使用18

1.4本章小结19

1.5思考与练习20

第2章 有限元法基础理论21

2.1结构静力学问题的有限元法21

2.1.1平面问题有限元法21

2.1.2轴对称问题有限元法30

2.1.3空间问题有限元法32

2.1.4等参数有限元方法35

2.1.5单元与整体分析39

2.2结构动力学问题有限元法41

2.2.1运动方程42

2.2.2质量矩阵42

2.2.3阻尼矩阵44

2.2.4结构自振频率与振型45

2.2.5振型叠加法求解结构的受迫振动47

2.3结构非线性有限元法48

2.3.1塑性力学问题49

2.3.2大位移问题57

2.4本章小结58

2.5思考与练习59

第3章ANSYS建模61

3.1建模基础61

3.1.1模型生成61

3.1.2坐标系统62

3.1.3工作平面64

3.1.4实体模型65

3.1.5有限元模型66

3.2建立复杂有限元模型69

3.3连接板建模实例70

3.4轴类零件建模实例76

3.4.1自底向上建模77

3.4.2自顶向下建模83

3.5圆柱齿轮建模实例85

3.6本章小结93

3.7思考与练习93

第4章 结构线性静力分析95

4.1结构静力分析过程与步骤95

4.1.1建立模型95

4.1.2施加载荷并求解95

4.1.3检查结果97

4.2连杆受力分析实例99

4.3圆孔应力集中分析实例112

4.4本章小结119

4.5思考与练习119

第5章 动力学分析121

5.1动力学分析的过程与步骤121

5.1.1模态分析121

5.1.2谐响应分析125

5.1.3瞬态动力学分析129

5.2机翼模态分析实例134

5.3汽车悬架系统的谐响应分析实例144

5.4本章小结154

5.5思考与练习154

第6章 非线性分析156

6.1基本概念156

6.2非线性分析的过程与步骤159

6.2.1建模160

6.2.2加载求解160

6.2.3查看结果163

6.3装载时矿石对车厢的冲击非线性分析实例165

6.4圆盘塑性变形分析实例179

6.5销与销孔接触分析实例194

6.6本章小结208

6.7思考与练习209

第7章 优化设计210

7.1结构优化设计210

7.1.1优化设计的相关概念210

7.1.2优化设计的过程与步骤212

7.1.3简支梁优化设计实例218

7.1.4析架轻型化优化设计实例226

7.2拓扑优化技术237

7.2.1拓扑优化介绍237

7.2.2拓扑优化步骤237

7.2.3梁结构拓扑优化实例238

7.3本章小结248

7.4思考与练习249

第8章 ANSYS分析综合实例250

8.1三缸发动机连杆优化设计250

8.1.1连杆优化设计模型251

8.1.2优化设计操作步骤253

8.2三缸发动机曲轴负荷分析287

8.2.1分析说明287

8.2.2分析步骤288

附录ANSYS程序中常用量和单位315

参考文献317