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第1章 ANSYS概述1

1.1 有限元法的常用术语1

1.2 有限元法的分析过程2

1.3 ANSYS 18.0的配置3

1.3.1 设置运行参数3

1.3.2 启动与退出5

1.4 ANSYS 18.0的用户界面6

1.5 ANSYS分析的基本过程8

1.5.1 前处理8

1.5.2 加载并求解8

1.5.3 后处理9

第2章 几何建模10

2.1 几何建模概论10

2.1.1 自底向上创建几何模型10

2.1.2 自顶向下创建几何模型10

2.1.3 布尔运算操作11

2.1.4 拖拉和旋转12

2.1.5 移动和复制12

2.1.6 修改模型（清除和删除）12

2.1.7 从IGES文件几何模型导入到ANSYS13

2.2 自顶向下创建几何模型（体素）13

2.2.1 创建面体素13

2.2.2 创建实体体素14

2.3 自底向上创建几何模型15

2.3.1 关键点15

2.3.2 硬点17

2.3.3 线18

2.3.4 面19

2.3.5 体20

2.4 工作平面的使用22

2.4.1 定义一个新的工作平面22

2.4.2 控制工作平面的显示和样式23

2.4.3 移动工作平面23

2.4.4 旋转工作平面23

2.4.5 还原一个己定义的工作平面24

2.5 坐标系简介24

2.5.1 总体和局部坐标系24

2.5.2 显示坐标系26

2.5.3 节点坐标系27

2.5.4 单元坐标系28

2.5.5 结果坐标系28

2.6 使用布尔操作来修正几何模型28

2.6.1 布尔运算的设置29

2.6.2 布尔运算之后的图元编号29

2.6.3 交运算29

2.6.4 两两相交30

2.6.5 相加31

2.6.6 相减31

2.6.7 利用工作平面做减运算32

2.6.8 搭接33

2.6.9 分割33

2.6.10 粘接（或合并）33

2.7 实例——轴承座的实体建模34

2.7.1 GUI方式34

2.7.2 命令流方式40

第3章 划分网格42

3.1 有限元网格概论42

3.2 设定单元属性43

3.2.1 生成单元属性表43

3.2.2 在划分网格之前分配单元属性43

3.3 网格划分的控制45

3.3.1 ANSYS网格划分工具（MeshTool）45

3.3.2 映射网格划分中单元的默认尺寸48

3.3.3 局部网格划分控制48

3.3.4 内部网格划分控制49

3.4 自由网格划分和映射网格划分控制51

3.4.1 自由网格划分控制51

3.4.2 映射网格划分控制52

3.5 延伸和扫掠生成有限元模型56

3.5.1 延伸（Extrude）生成网格57

3.5.2 扫掠（VSWEEP）生成网格58

3.6 编号控制61

3.6.1 合并重复项61

3.6.2 编号压缩62

3.6.3 设定起始编号62

3.6.4 编号偏差63

3.7 实例——轴承座的网格划分63

3.7.1 GUI方式63

3.7.2 命令流方式68

第4章 施加载荷70

4.1 载荷概论70

4.1.1 什么是载荷70

4.1.2 载荷步、子步和平衡迭代71

4.1.3 时间参数72

4.1.4 阶跃载荷与坡道载荷73

4.2 施加载荷73

4.2.1 实体模型载荷与有限单元载荷73

4.2.2 施加载荷74

4.2.3 利用表格来施加载荷79

4.2.4 轴对称载荷与反作用力81

4.2.5 利用函数来施加载荷和边界条件82

4.3 设定载荷步选项84

4.3.1 通用选项84

4.3.2 非线性选项86

4.3.3 动力学分析选项86

4.3.4 输出控制87

4.3.5 毕-萨选项87

4.3.6 谱分析选项88

4.3.7 创建多载荷步文件88

4.4 实例——轴承座的载荷和约束施加88

4.4.1 GUI方式88

4.4.2 命令流方式91

第5章 求解93

5.1 求解概论93

5.1.1 使用直接求解法94

5.1.2 使用稀疏矩阵直接求解法求解器94

5.1.3 使用雅克比共轭梯度法求解器94

5.1.4 使用不完全分解共轭梯度法求解器94

5.1.5 使用预条件共轭梯度法求解器95

5.1.6 使用自动迭代解法选项95

5.1.7 获得解答96

5.2 利用特定的求解控制器来指定求解类型97

5.2.1 使用Abridged Solution菜单选项97

5.2.2 使用Solution Controls对话框97

5.3 多载荷步求解98

5.3.1 多重求解法98

5.3.2 使用载荷步文件法99

5.3.3 使用数组参数法（矩阵参数法）100

5.4 重新启动分析101

5.4.1 重新启动一个分析102

5.4.2 多载荷步文件的重启动分析105

5.5 预测求解时间和估计文件大小107

5.5.1 估计运算时间107

5.5.2 估计文件的大小107

5.5.3 估计内存需求107

5.6 实例——轴承座模型求解108

第6章 后处理109

6.1 后处理概述109

6.1.1 什么是后处理109

6.1.2 结果文件110

6.1.3 后处理可用的数据类型110

6.2 通用后处理器（POST1）111

6.2.1 将数据结果读入数据库111

6.2.2 列表显示结果112

6.2.3 图像显示结果115

6.2.4 映射结果到某一路径上115

6.2.5 表面操作115

6.2.6 将结果旋转到不同坐标系中显示116

6.3 时间历程后处理（POST26）118

6.3.1 定义和储存POST26变量118

6.3.2 检查变量120

6.3.3 POST26后处理器的其他功能122

6.4 实例——轴承座计算结果后处理123

6.4.1 GUI方式123

6.4.2 命令流方式126

第7章 静力分析127

7.1 静力分析介绍127

7.1.1 结构静力分析简介127

7.1.2 静力分析的类型128

7.1.3 静力分析基本步骤128

7.2 实例导航——内六角扳手的静态分析128

7.2.1 问题的描述128

7.2.2 建立模型129

7.2.3 定义边界条件并求解137

7.2.4 查看结果141

7.2.5 命令流方式146

第8章 模态分析147

8.1 模态分析概论147

8.2 模态分析的基本步骤147

8.2.1 建模147

8.2.2 加载及求解148

8.2.3 扩展模态150

8.2.4 观察结果和后处理152

8.3 实例导航——小发电机转子模态分析153

8.3.1 分析问题153

8.3.2 建立模型153

8.3.3 进行模态设置、定义边界条件并求解158

8.3.4 查看结果160

8.3.5 命令流方式161

第9章 瞬态动力学分析162

9.1 瞬态动力学概论162

9.1.1 Full法162

9.1.2 Mode Superposition法163

9.1.3 Reduced法163

9.2 瞬态动力学的基本步骤163

9.2.1 前处理（建模和分网）163

9.2.2 建立初始条件164

9.2.3 设定求解控制器165

9.2.4 设定其他求解选项166

9.2.5 施加载荷167

9.2.6 设定多载荷步168

9.2.7 瞬态求解168

9.2.8 后处理169

9.3 实例导航——弹簧振子瞬态动力学分析171

93.1 分析问题171

9.3.2 建立模型172

9.3.3 进行瞬态动力分析设置、定义边界条件并求解176

9.3.4 查看结果181

9.3.5 命令流实现183

第10章 谐响应分析184

10.1 谐响应分析概论184

10.2 谐响应分析的基本步骤185

10.2.1 建立模型（前处理）185

10.2.2 加载和求解185

10.2.3 观察模型（后处理）191

10.3 实例导航——悬臂梁谐响应分析193

10.3.1 分析问题193

10.3.2 建立模型193

10.3.3 查看结果206

10.3.4 命令流方式208

第11章 结构屈曲分析209

11.1 结构屈曲概论209

11.2 结构屈曲分析的基本步骤209

11.2.1 前处理209

11.2.2 获得静力解210

11.2.3 获得特征值屈曲解210

11.2.4 扩展解212

11.2.5 后处理（观察结果）213

11.3 实例导航——薄壁圆筒屈曲分析214

11.3.1 问题描述214

11.3.2 GUI路径模式214

11.3.3 命令流方式222

第12章 谱分析223

12.1 谱分析概论223

12.1.1 响应谱223

12.1.2 动力设计分析方法（DDAM）224

12.1.3 功率谱密度（PSD）224

12.2 实例导航——简单梁结构响应谱分析224

12.2.1 问题描述224

12.2.2 GUI操作方法225

12.2.3 命令流方式235

第13章 接触问题分析236

13.1 接触问题概论236

13.1.1 一般分类236

13.1.2 接触单元236

13.2 接触问题分析的步骤237

13.2.1 建立模型并划分网格238

13.2.2 识别接触对238

13.2.3 定义刚性目标面238

13.2.4 定义柔性体的接触面238

13.2.5 设置实常数和单元关键点239

13.2.6 控制刚性目标的运动240

13.2.7 给变形体单元施加必要的边界条件240

13.2.8 定义求解和载荷步选项240

13.2.9 求解241

13.2.10 检查结果242

13.3 实例导航——陶瓷套筒的接触分析243

13.3.1 问题描述243

13.3.2 建立模型并划分网格243

13.3.3 定义边界条件并求解251

13.3.4 后处理256

13.3.5 命令流实现260

第14章 非线性分析261

14.1 非线性分析概论261

14.1.1 非线性行为的原因261

14.1.2 非线性分析的基本信息262

14.1.3 几何非线性264

14.1.4 材料非线性265

14.1.5 其他非线性问题267

14.2 非线性分析的基本步骤268

14.2.1 前处理（建模和分网）268

14.2.2 设置求解控制器268

14.2.3 加载269

14.2.4 求解269

14.2.5 后处理269

14.3 铆钉非线性分析270

14.3.1 问题描述271

14.3.2 建立模型271

14.3.3 定义边界条件并求解278

14.3.4 查看结果280

14.3.5 命令流方式284