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第1章 有限元分析和ANSYS 12.0简介1

1.1 数值模拟与有限元法概述1

1.1.1 工程问题的解决1

1.1.2 数值模拟与有限元法1

1.1.3 有限元的常用术语2

1.2 ANSYS 12.0简介3

1.2.1 ANSYS 12.0发展历史3

1.2.2 ANSYS在CAE领域的地位4

1.2.3 ANSYS与其他有限元分析主流软件的简单比较5

1.2.4 ANSYS功能模块5

1.3 ANSYS 12.0的改进7

第2章 ANSYS 12.0的启动与设置8

2.1 配置ANSYS的运行环境8

2.2 选择工作目录和设置工作文件名8

2.3 设置ANSYS工作空间和数据库的大小8

2.4 运行ANSYS 12.09

2.5 退出ANSYS 12.010

第3章 结构静力学分析11

3.1 结构静力学分析介绍11

3.2 结构静力学分析的基本步骤11

3.3 应用实例15

3.3.1 结构静力学分析应用实例解析——工字梁承载分析15

3.3.2 结构静力学分析应用实例解析——钢桁架桥的受力分析20

3.3.3 结构静力学分析应用实例解析——工业厂房牛腿柱的受力分析38

第4章 结构动力学分析47

4.1 动力学有限元分析原理47

4.2 振动基本方程47

4.3 动力学分析类型49

4.3.1 模态分析50

4.3.2 瞬态分析52

4.3.3 谐响应分析55

4.3.4 谱分析61

4.4 应用实例67

4.4.1 结构动力学分析应用实例解析——长方形板的模态分析67

4.4.2 结构动力学分析应用实例解析——预应力简支梁的模态分析73

4.4.3 结构动力学分析应用实例解析——钢桁架桥模态分析81

4.4.4 结构动力学分析应用实例解析——起重机梁在移动载荷作用下的响应分析89

第5章 复合材料分析97

5.1 复合材料的概念97

5.2 建立复合材料模型97

5.2.1 选择合适的单元类型97

5.2.2 定义材料的叠层结构98

5.2.3 定义失效准则101

5.2.4 应遵循的建模和后处理规则102

5.3 应用实例104

5.3.1 复合材料分析应用实例解析——复合材料梁弯曲分析104

5.3.2 复合材料分析应用实例解析——钢筋混凝土梁弹塑性分析117

第6章 隧道工程分析134

6.1 单元生死134

6.2 Drucker-Prager材料模型138

6.3 隧道设计模型140

6.4 隧道载荷142

6.5 应用实例142

6.5.1 隧道工程分析应用实例解析——隧道结构受力分析142

6.5.2 隧道工程分析应用实例解析——隧道开挖受力分析162

第7章 地震作用分析191

7.1 地震作用理论191

7.1.1 静力理论191

7.1.2 动力理论191

7.2 ANSYS地震分析方法191

7.3 应用实例192

7.3.1 地震作用分析应用实例解析——重力坝抗震性能分析192

7.3.2 地震作用分析应用实例解析——悬索拱桥地震载荷响应分析209

7.3.3 地震作用分析应用实例解析——楼房地震波瞬态分析218

第8章 结构疲劳分析235

8.1 疲劳分析的基本过程235

8.1.1 疲劳分析简介235

8.1.2 疲劳计算的基本步骤235

8.2 应用实例238

8.2.1 结构疲劳分析应用实例解析——带孔板状构件的疲劳分析238

8.2.2 结构疲劳分析应用实例解析——平板封头与筒体连接区的疲劳分析254

第9章 ANSYS高级技术分析265

9.1 优化设计及其应用265

9.1.1 优化设计的概念265

9.1.2 优化问题的数学模型265

9.1.3 优化设计术语266

9.1.4 选择优化变量268

9.1.5 优化设计的步骤270

9.1.6 优化设计应用实例解析——平板网架结构的优化设计275

9.1.7 优化设计应用实例解析——框架结构的优化设计289

9.2 可靠性分析及其应用297

9.2.1 可靠性简介297

9.2.2 可靠性分析的步骤299

9.2.3 可靠性分析实例解析——悬臂梁的可靠性分析299

9.2.4 可靠性分析实例解析——框架结构的可靠性分析304

9.3 拓扑优化及其应用321

9.3.1 拓扑优化的概念321

9.3.2 拓扑优化的步骤322

9.3.3 拓扑优化分析实例解析——二维弹性梁的拓扑优化分析325

9.4 单元生死及其应用328

9.4.1 单元生死的概念328

9.4.2 单元生死特性的使用328

9.4.3 单元生死控制331

9.4.4 单元生死应用实例解析——两端固定梁三阶段施工过程分析332

9.4.5 单元生死应用实例解析——焊接过程中的应用342

第10章 ANSYS参数化设计语言362

10.1 APD1介绍362

10.2 APD1的主要概念362

10.3 应用实例366

10.3.1 ANSYS参数化设计实例解析——平面二力杆网架的受力分析366

10.3.2 ANSYS参数化设计实例解析——简支梁的受力分析368

第11章 LS-DYNA动力学分析372

11.1 LS-DYNA372

11.2 LS-DYNA功能特点373

11.3 LS-DYNA的一般分析过程381

11.4 K文件的生成与修改382

11.5 应用实例383

11.5.1 LS-DYNA动力学分析实例解析——炸药在土壤内部爆炸分析383

11.5.2 LS-DYNA动力学分析实例解析——烟囱爆破倒塌分析400

参考文献413