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第1章 绪论1

1.1 有限元原理快速入门1

1.1.1 有限元法的求解思路1

1.1.2 有限元法应用三步曲3

1.2 CAE技术及其应用5

1.3 ANSYS概述7

复习思考题10

第2章 结构静力分析11

2.1 结构静力有限元分析过程11

2.1.1 结构分析概述11

2.1.2 静力有限元分析原理11

2.1.3 ANSYS静力分析实践17

2.2 有限元工程应用技巧19

2.2.1 有限元工程应用过程19

2.2.2 有限元建模原则及措施21

2.2.3 有限元建模的方法24

2.2.4 支承与载荷处理25

2.2.5 结果验证与应用27

2.3 带孔矩形板的综合分析28

2.3.1 整体结构分析28

2.3.2 对称结构分析30

2.3.3 降维处理分析32

2.3.4 网格密度影响35

2.3.5 结果验证与应用38

2.4 ANSYS结构分析实例39

2.4.1 自重作用下的悬臂梁分析39

2.4.2 角速度作用下的轮子分析41

2.4.3 板梁混合结构分析45

2.4.4 扭矩作用下的空心轴分析48

复习思考题51

第3章 动力学有限元分析52

3.1 动力学有限元分析过程52

3.1.1 结构动力学分析的目的52

3.1.2 结构动力学有限元分析原理52

3.2 模态分析54

3.2.1 模态分析过程54

3.2.2 机翼模态分析55

3.3 谐响应分析59

3.3.1 谐响应分析的过程59

3.3.2 车辆浮沉振动谐响应分析61

3.3.3 电机-工作台系统谐响应分析64

3.4 瞬态动力学分析69

3.4.1 瞬态动力学分析原理69

3.4.2 单向拉压圆柱的三种加载方法对比分析72

3.5 谱分析83

3.5.1 谱分析的过程83

3.5.2 梁结构的地震响应谱分析84

复习思考题88

第4章 非线性结构分析89

4.1 非线性分析概述89

4.1.1 非线性分析原理89

4.1.2 渔竿钓鱼过程分析91

4.1.3 ANSYS求解非线性问题的过程94

4.2 几何非线性分析95

4.2.1 几何非线性基础95

4.2.2 螺旋弹簧变形过程分析95

4.3 弹塑性分析97

4.3.1 弹塑性分析基础97

4.3.2 冲孔过程分析98

4.3.3 碰撞过程分析103

4.4 接触分析106

4.4.1 接触分析基础106

4.4.2 轮轨接触分析108

4.4.3 轮对压装过盈配合分析113

4.4.4 铝材挤压成形接触分析120

复习思考题125

第5章 热、流体及耦合场分析126

5.1 热分析126

5.1.1 热分析原理126

5.1.2 供热管道稳态热分析132

5.1.3 翅片管散热器稳态热分析134

5.1.4 淬火过程瞬态热分析136

5.1.5 铸造过程瞬态热分析139

5.2 FLOTRAN CFD分析144

5.2.1 FLOTRAN CFD分析原理144

5.2.2 FLOTRAN CFD管内流动分析149

5.2.3 FLOTRAN CFD圆柱绕流分析155

5.2.4 FLOTRAN CFD自然对流热分析158

5.2.5 FLOTRAN CFD两组分换热分析161

5.3 耦合场分析168

5.3.1 耦合场分析概述168

5.3.2 散热器热应力分析——直接法169

5.3.3 散热器热应力分析——间接法172

5.3.4 两物体相对滑动过程中的摩擦生热分析175

5.3.5 两物体相对转动过程中的摩擦生热分析181

5.3.6 橡胶束的通道稳态流动-结构耦合分析188

复习思考题191

第6章 ANSYS高级分析技术192

6.1 尺寸优化192

6.1.1 尺寸优化原理192

6.1.2 带孔板尺寸优化设计196

6.2 拓扑优化200

6.2.1 拓扑优化原理200

6.2.2 悬臂托架拓扑优化设计201

6.3 疲劳分析204

6.3.1 疲劳分析原理204

6.3.2 四点弯曲轴疲劳分析206

6.4 可靠性分析210

6.4.1 可靠性分析原理210

6.4.2 四点弯曲轴可靠性分析212

6.5 子模型215

6.5.1 子模型分析原理215

6.5.2 带孔板子模型分析216

6.6 子结构222

6.6.1 子结构分析原理222

6.6.2 带孔板子结构分析225

6.7 单元生死及其应用230

6.7.1 单元生死的概念230

6.7.2 焊接残余应力分析232

复习思考题237

第7章 ANSYS Workbench快速入门238

7.1 ANSYS Workbench简介238

7.1.1 CAD-CAE协同设计流程238

7.1.2 ANSYS Workbench步骤——带孔板分析240

7.2 ANSYS Workbench结构协同分析242

7.2.1 螺旋弹簧静态分析242

7.2.2 螺旋弹簧模态分析245

7.2.3 螺旋弹簧谐响应分析246

7.2.4 法兰结构预紧多载荷步分析248

7.2.5 连杆疲劳分析251

7.3 ANSYS Workbench结构优化设计257

7.3.1 悬臂托架形状优化257

7.3.2 悬臂托架尺寸优化259

7.4 ANSYS Workbench热-结构耦合分析263

7.4.1 热-结构间接耦合——圆柱淬火热应力分析263

7.4.2 热-结构直接耦合——摩擦生热模拟265

附录A ANSYS基本操作270

A.1 使用概述270

A.2 前处理271

A.2.1 单元属性定义271

A.2.2 实体模型建立272

A.2.3 有限元模型建立274

A.2.4 模型操作275

A.3 求结果277

A.3.1 分析设置与控制277

A.3.2 施加普通载荷279

A.3.3 施加特殊载荷280

A.3.4 检查与求解285

A.4 后处理286

A.4.1 用POST1观察结果286

A.4.2 用POST26观察结果287

A.5 APDL命令流入门288

A.5.1 APDL概述288

A.5.2 命令流文件操作289

参考文献294