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第一篇 引言3

第1章ANS丫S基础3

1.1 ANSYS分析流程概述3

1.1.1分析流程3

1.1.2前处理4

1.1.3加载与求解5

1.1.4后处理12

1.2 APDL编程概述13

1.2.1使用参数13

1.2.2 APDL程序控制20

第二篇 结构材料27

第2章 结构分析材料概述27

2.1结构分析材料模型27

2.2材料曲线拟合28

2.2.1超弹性材料曲线拟合28

2.2.2其他材料模型曲线拟合32

2.3材料模型组合32

2.4变量插值46

2.5 GUI不可访问的材料模型47

第3章ANS丫S结构材料模型（一）48

3.1线性材料模型48

3.1.1定义线性材料模型48

3.1.2应力-应变关系49

3.1.3阻尼50

3.1.4热膨胀50

3.2塑性材料模型51

3.2.1随动强化材料模型51

3.2.2硬化材料模型54

3.2.3其他塑性材料模型55

3.3超弹性材料模型58

3.3.1 Arruda-Boyce超弹材料58

3.3.2 Blatz-Ko Foam超弹材料58

3.3.3延长管筒材料58

3.3.4 Gent超弹材料59

3.3.5 Mooney-Rivlin超弹材料59

3.3.6 Neo-Hookean超弹材料60

3.4粘弹性材料模型60

3.4.1粘弹性材料公式60

3.4.2时间-温度叠加效应62

3.5率相关塑性材料模型64

3.5.1 Perzyna和Peirce选项64

3.5.2 EVH选项64

3.5.3 Anand选项65

3.5.4设置方式66

3.6垫片材料模型66

3.7肿胀材料模型67

第4章 ANS丫S结构材料模型（二）69

4.1蠕变材料模型69

4.1.1隐式蠕变方程69

4.1.2显式蠕变方程71

4.2记忆合金材料模型72

4.2.1仿真超弹性行为73

4.2.2形状记忆效应75

4.3 MPC 184连接材料模型78

4.3.1线性弹性刚度和阻尼行为78

4.3.2非线性弹性刚度和阻尼行为79

4.3.3摩擦行为81

4.4接触摩擦模型82

4.4.1各向同性摩擦82

4.4.2正交各向异性摩擦83

4.4.3载荷步间重定义摩擦84

4.4.4用户自定义摩擦84

4.5内聚层材料模型85

4.5.1指数内聚层材料模型85

4.5.2双线性内聚层材料模型85

4.5.3接触单元内聚层材料模型86

4.6其他层材料模型87

4.6.1材料强度极限87

4.6.2损伤生成法则89

4.6.3损伤演变法则89

4.6.4用户定义材料模型90

第三篇 结构单元93

第5章 ANS丫S结构单元概述93

5.1单元分类93

5.1.1单元分类特征93

5.1.2单元类型概述94

5.1.3结构单元选择100

5.1.4当前单元技术101

5.1.5结构退化单元101

5.1.6特殊单元概述102

5.1.7 GUI不可访问单元102

5.2单元特征102

5.2.1单元输入102

5.2.2结果输出105

5.2.3单元坐标系107

5.3结构分析单元109

5.3.1连续应力单元109

5.3.2壳单元110

5.3.3梁单元和杆单元111

5.3.4管单元111

5.3.5加强单元111

5.3.6表面单元111

5.3.7单元构型和技术的自动选取111

5.3.8线性扰动分析可用单元113

第6章 点单元115

6.1 MASS21115

6.1.1单元描述115

6.1.2输入数据115

6.1.3输出数据116

6.1.4假设与限制116

6.2 FOLLW201117

6.2.1单元描述117

6.2.2输入数据117

6.2.3输出数据118

6.2.4假设与限制118

第7章 组合单元119

7.1 COMBIN14119

7.1.1单元描述119

7.1.2输入数据119

7.1.3输出数据121

7.1.4假设与限制122

7.2 COMBIN37123

7.2.1单元描述123

7.2.2输入数据123

7.2.3输出数据127

7.2.4假设与限制128

7.3 COMBIN39129

7.3.1单元描述129

7.3.2输入数据129

7.3.3输出数据132

7.3.4假设与限制134

7.4 COMBIN40134

7.4.1单元描述134

7.4.2输入数据135

7.4.3输出数据137

7.4.4假设与限制138

7.5 COMBI214139

7.5.1单元描述139

7.5.2输入数据139

7.5.3输出数据141

7.5.4假设与限制142

第8章 连杆单元143

8.1 LINK 11143

8.1.1单元描述143

8.1.2输入数据143

8.1.3输出数据144

8.1.4假设与限制145

8.2 LINK180145

8.2.1单元描述145

8.2.2输入数据146

8.2.3输出数据147

8.2.4假设与限制148

第9章 梁单元149

9.1 BEAM188149

9.1.1单元描述149

9.1.2技术与使用推荐150

9.1.3输入数据151

9.1.4输出数据155

9.1.5假设与限制160

9.2 BEAM189160

第10章 管单元161

10.1 PIPE288161

10.1.1单元描述161

10.1.2技术与使用推荐161

10.1.3输入数据162

10.1.4输出数据166

10.1.5假设与限制171

10.2 PIPE289171

10.3 ELBOW290172

10.3.1单元描述172

10.3.2输入数据173

10.3.3输出数据178

10.3.4假设与限制181

第11章 二维平面单元183

11.1 PLANE 182183

11.1.1单元描述183

11.1.2输入数据183

11.1.3输出数据185

11.1.4假设与限制187

11.2 PLANE183187

第12章 三维实体单元188

12.1 SOLID65188

12.1.1单元描述188

12.1.2输入数据188

12.1.3输出数据191

12.1.4假设与限制195

12.2 SOLID185（同质构型）195

12.2.1单元描述195

12.2.2输入数据196

12.2.3输出数据198

12.2.4假设与限制200

12.3 SOLID 185（层状构型）200

12.3.1单元描述200

12.3.2输入数据200

12.3.3输出数据202

12.3.4假设与限制204

12.4 SOLID 186204

12.5 SOLID187205

12.5.1单元描述205

12.5.2输入数据205

12.5.3输出数据207

12.5.4假设与限制209

12.6 SOLID272209

12.6.1单元描述209

12.6.2输入数据209

12.6.3输出数据211

12.6.4假设与限制213

12.7 SOLID273214

12.8 SOLID285214

第13章 壳类单元215

13.1 SHELL28215

13.1.1单元描述215

13.1.2输入数据215

13.1.3输出数据216

13.1.4假设与限制218

13.2 SHELL61219

13.2.1单元描述219

13.2.2输入数据219

13.2.3输出数据221

13.2.4假设与限制231

13.3 SHELL181231

13.3.1单元描述231

13.3.2输入数据232

13.3.3输出数据236

13.3.4假设与限制241

13.4 SHELL281241

13.5 SHELL208242

13.5.1单元描述242

13.5.2输入数据242

13.5.3输出数据245

13.5.4假设与限制248

13.6 SHELL209249

13.7 SOLSH 190249

13.7.1单元描述249

13.7.2输入数据250

13.7.3输出数据252

13.7.4假设与限制256

第14章 接口单元257

14.1 INTER 192257

14.1.1单元描述257

14.1.2输入数据257

14.1.3输出数据258

14.1.4假设与限制259

14.2 INTER193259

14.3 INTER 194260

14.4 INTER195260

14.4.1单元描述260

14.4.2输入数据260

14.4.3输出数据261

14.4.4假设与限制262

14.5 INTER202262

14.5.1单元描述262

14.5.2输入数据263

14.5.3输出数据264

14.5.4假设与限制265

14.6 INTER203265

14.7 INTER204265

14.8 INTER205266

14.8.1单元描述266

14.8.2输入数据266

14.8.3输出数据267

14.8.4假设与限制268

第15章 接触类单元269

15.1 CONTA171269

15.1.1单元描述269

15.1.2输入数据269

15.1.3输出数据274

15.1.4假设与限制279

15.2 CONTA172279

15.3 CONTA173280

15.3.1单元描述280

15.3.2输入数据280

15.3.3输出数据285

15.3.4假设与限制290

15.4 CONTA174291

15.5 CONTA175291

15.5.1单元描述291

15.5.2输入数据292

15.5.3输出数据297

15.5.4假设与限制303

15.6 CONTA 176304

15.6.1单元描述304

15.6.2输入数据304

15.6.3输出数据309

15.6.4假设与限制312

15.7 CONTA177313

15.7.1单元描述313

15.7.2输入数据313

15.7.3输出数据317

15.7.4假设与限制320

15.8 CONTA178321

15.8.1单元描述321

15.8.2输入数据321

15.8.3输出数据325

15.8.4假设与限制327

15.9 TARGE 169327

15.9.1单元描述327

15.9.2输入数据328

15.9.3输出数据331

15.9.4假设与限制332

15.10 TARGE 170332

15.10.1单元描述332

15.10.2输入数据333

15.10.3输出数据338

15.10.4假设与限制338

第16章MPC184单元339

16.1 MPC 184339

16.1.1单元描述339

16.1.2输入数据340

16.1.3输出数据340

16.1.4假设与限制340

16.2 MPC 184-Link/Beam340

16.2.1单元描述340

16.2.2输入数据341

16.2.3输出数据342

16.2.4假设与限制343

16.3 MPC 184-Slider343

16.3.1单元描述343

16.3.2输入数据343

16.3.3输出数据344

16.3.4假设与限制345

16.4 MPC 184-Revolute345

16.4.1单元描述345

16.4.2输入数据345

16.4.3输出数据347

16.4.4假设与限制352

16.5 MPC184-Universal352

16.5.1单元描述352

16.5.2输入数据352

16.5.3输出数据354

16.5.4假设与限制358

16.6 MPC184-Slot358

16.6.1单元描述358

16.6.2输入数据358

16.6.3输出数据360

16.6.4假设与限制362

16.7 MPC 184-Point363

16.7.1单元描述363

16.7.2输入数据363

16.7.3输出数据364

16.7.4假设与限制368

16.8 MPC184-Translational368

16.8.1单元描述368

16.8.2输入数据368

16.8.3输出数据369

16.8.4假设与限制372

16.9 MPC 1 84-Cylindrical373

16.9.1单元描述373

16.9.2输入数据373

16.9.3输出数据375

16.9.4假设与限制380

16.10 MPC184-Planar381

16.10.1单元描述381

16.10.2输入数据381

16.10.3输出数据382

16.10.4假设与限制389

16.11 MPC184-Weld390

16.11.1单元描述390

16.11.2输入数据390

16.11.3输出数据391

16.11.4假设与限制393

16.12 MPC184-Orient393

16.12.1单元描述393

16.12.2输入数据393

16.12.3输出数据394

16.12.4假设与限制396

16.13 MPC 184-Spherical397

16.13.1单元描述397

16.13.2输入数据397

16.13.3输出数据398

16.13.4假设与限制400

16.14 MPC 184-General401

16.14.1单元描述401

16.14.2输入数据401

16.14.3输出数据402

16.14.4假设与限制407

16.15 MPC184-Screw407

16.15.1单元描述407

16.15.2输入数据407

16.15.3输出数据409

16.15.4假设与限制412

第17章 表面效应单元414

17.1 SURF 153414

17.1.1单元描述414

17.1.2输入数据414

17.1.3输出数据417

17.1.4假设与限制419

17.2 SURF 154419

17.2.1单元描述419

17.2.2输入数据419

17.2.3输出数据422

17.2.4假设与限制424

17.3 SURF156425

17.3.1单元描述425

17.3.2输入数据425

17.3.3输出数据427

17.3.4假设与限制428

17.4 SURF159428

17.4.1单元描述428

17.4.2输入数据428

17.4.3输出数据432

17.4.4假设与限制433

第18章 矩阵单元435

18.1 MATRIX27435

18.1.1单元描述435

18.1.2输入数据435

18.1.3输出数据437

18.1.4假设与限制438

18.2 MATRIX50438

18.2.1单元描述438

18.2.2输入数据438

18.2.3输出数据440

18.2.4假设与限制440

第19章 其他结构单元441

19.1 MESH200441

19.1.1单元描述441

19.1.2输入数据441

19.1.3假设与限制443

19.2 PRETS179443

19.2.1单元描述443

19.2.2输入数据444

19.2.3输出数据445

19.2.4假设与限制445

19.3 REINF263446

19.3.1单元描述446

19.3.2输入数据446

19.3.3输出数据447

19.3.4假设与限制449

19.4 REINF264450

19.4.1单元描述450

19.4.2输入数据450

19.4.3输出数据451

19.4.4假设与限制453

19.5 REINF265453

19.5.1单元描述453

19.5.2输入数据453

19.5.3输出数据454

19.5.4假设与限制456

第四篇 算例459

第20章ANS丫S分析程序案例459

算例1：抛物运动459

算例2：纵向弹簧振子的固有频率460

算例3：扭转弹簧振子的固有频率461

算例4：双弹簧振子系统静态分析462

算例5：双弹簧振子系统瞬态分析462

算例6：双弹簧振子系统谐响应分析464

算例7：双弹簧振子系统谱分析465

算例8：控制弹簧静态分析467

算例9：非线性弹簧分析468

算例10：双弹簧振子系统分析468

算例11：使用COMBI214仿真转子轴承471

算例12：超静定杆反力求解473

算例13： LINK 11执行单元示例474

算例14：三杆受力分析475

算例15：预张紧弦模态分析475

算例16：螺杆蠕变分析477

算例17：瞬态冲击分析478

算例18：残余塑性应变分析479

算例19：桁架最大变形分析480

算例20：横向屈曲分析481

算例21：普通梁截面悬臂梁谱分析482

算例22：通用梁截面悬臂梁静力分析483

算例23：用户定义己划分横截面485

算例24：锥形梁截面486

算例25：管线屈曲分析486

算例26：管线塑性分析487

算例27： ELBOW290示例488

算例28：海洋载荷488

算例29：带厚度平面应变489

算例30：带孔板静力分析490

算例31：用PRETS 179张紧491

算例32：用温度张紧491

算例33： ISO材料响应491

算例34：复合材料实体分析493

算例35：承受对角载荷的方块（一）494

算例36：承受对角载荷的方块（二）495

算例37：承受对角载荷的方块（三）496

算例38：承受对角载荷的方块（四）497

算例39：使用初始状态文件输入初始状态498

算例40：命令输入初始应力500

算例41：命令输入初始应变500

算例42：初始弹性应变501

算例43：使用REINF263加强502

算例44：使用REINF264进行加强503

算例45：使用REINF265进行加强505

算例46：壳单元薄膜选项506

算例47：圆筒壳体弯曲分析507

算例48：圆盘壳体结构模态分析508

算例49：壳截面定义508

算例50：壳截面偏置509

算例51：剪切梁的横向振动510

算例52：盘形弹簧变形后固有频率分析511

算例53：使用接触单元张紧512

算例54：二维垫片512

算例55：三维垫片514

算例56：二维脱落516

算例57：三维脱落517

算例58： 2D面面分析518

算例59： 3D面面分析520

算例60：过盈配合520

算例61： 2D节点-面接触521

算例62： 3D节点-面接触522

算例63：梁-梁外接触523

算例64： SOLID272与SURF 159示例524

算例65： SOLID285示例524

算例66： FOLLW201单元示例525

算例67：线-面接触525

算例68：节点-节点接触526

算例69：实体-实体装配527

算例70：实体-壳装配527

算例71：实体-梁装配528

算例72：实体单元验证528

算例73：刚性表面约束529

算例74：力分布约束530

算例75： MPC184刚性梁530

算例76： MPC 184滑动单元532

算例77：摇杆机构533

算例78：曲柄滑块机构534

算例79：摆动导杆535

算例80：万向联轴节536

算例81：曲柄滑块机构（使用狭槽）537

算例82：正弦机构538

算例83：点面连接单元示例538

算例84：平动单元示例539

算例85：圆柱连接单元示例540

算例86：平面连接单元示例541

算例87：焊接单元示例542

算例88：方向连接单元示例542

算例89：球铰连接示例543

算例90：通用连接示例543

算例91：螺纹连接示例543

算例92：立方体承受切向压强载荷544

算例93：扭转振子545

算例94：承受对角载荷的方块（五）546

附录548

附录1单元与算例对应关系548

附录2结构分析涉及的常见命令549

A2.1 SESSION命令549

A2.2 DATABASE命令551

A2.3 APDL编程命令554

A2.4 PREP7命令556

A2.5 SOLUTION命令569

A2.6 POST1命令577

A2.7 POST26命令582