ANSYS 13.0机械与结构有限元分析从入门到精通 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡仁喜 等 著

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• ANSYS
• 有限元
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• 工程
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• 力学

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111347385

版次：2

商品编码：10790724

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： ANSYS工程应用系列丛书

开本：16开

出版时间：2011-07-01

用纸：胶版纸

页数：493

内容简介

　　《ANSYS 13.0机械与结构有限元分析从入门到精通》以最新版本ANSYSl3．0为依据，对ANSYS分析的基本思路、操作步骤、应用技巧进行了详细介绍，并结合典型工程应用实例详细讲述了ANSYS在机械与结构工程中的应用方法。《ANSYS 13.0机械与结构有限元分析从入门到精通》尽量避开了繁琐的理论描述，从实际应用出发，结合作者使用该软件的经验，实例部分采用GUI方式一步一步地对操作过程和步骤进行了讲解。为了帮助用户熟悉ANSYS的相关操作命令，在每个实例的后面列出了分析过程的命令流文件。
　　《ANSYS 13.0机械与结构有限元分析从入门到精通》分为10章：第1章介绍ANSYS概述；第2章介绍ANSYSl3．0图形用户界面；第3章介绍建立实体模型；第4章介绍ANSYS分析基本步骤；第5章介绍静力分析；第6章介绍非线性分析；第7章介绍动力学分析；第8章介绍热分析；第9章介绍参数化与优化设计；第10章介绍网格、单元和子模型高级分析。
　　《ANSYS 13.0机械与结构有限元分析从入门到精通》适用于ANSYS软件的初中级用户，以及有初步使用经验的技术人员；《ANSYS 13.0机械与结构有限元分析从入门到精通》可作为理工科院校相关专业的高年级本科生、研究生及教师学习ANSYS软件的培训教材，也可作为从事结构分析相关行业的工程技术人员使用ANSYS软件的参考书。

目录

前言
第1章 绪论
1．1 有限单元法简介
1．1．1 有限单元法的基本概型
1．1．2 有限单元法的分析步骤
1．2 ANSYS简介
1．2．1 ANSYS的结构分析
1．2．2 ANSYSl3．0版本的新特点
1．3 ANGYSl3．0的启用和配置
1．3．1 ANSYSl3．0的启动
1．3．2 ANSYSl3．0运行环境配置
1．4 程序结构
1．4．1 处理器
1．4．2 文件格式
1．4．3 输入方式
1．4．4 输出文件类型
第2章 ANSYSl3．0图形用户界面
2．1 ANSYSl3．0图形用户界面的组成
2．2 启动图形用户界面
2．3 对话框及其组件
2．3．1 文本框
2．3．2 单选列表
2．3．3 双列选择列表
2．3．4 标签对话框
2．3．5 选取框
2．4 通用菜单
2．4．1 文件菜单
2．4．2 选取菜单
2．4．3 列表菜单
2．4．4 绘图菜单
2．4．5 绘图控制菜单
2．4．6 工作平面菜单
2．4．7 参量菜单
2．4．8 宏菜单
2．4．9 菜单控制菜单
2．4．10 帮助菜单
2．5 输入窗口
2．6 主菜单
2．6．1 优选项
2．6．2 预处理器
2．6．3 求解器
2．6．4 通用后处理器
2．6．5 时间历程后处理器
2．6．6 拓扑优化器
2．6．7 优化器
2．6．8 概率设计和辐射选项
2．6．9 运行时间估计量
2．6．10 记录编辑器
2．7 输出窗口
2．8 工具条
2．9 图形窗口
2．9．1 图形显示
2．9．2 多窗口绘图
2．9．3 增强图形显示
2．10 个性化界面
2．10．1 改变字体和颜色
2．10．2 改变GUI的启动菜单显示
2．10．3 改变菜单链接和对话框
第3章 建立实体模型
3．1 几何模型的输入
3．1．1 输入IGES单一实体
3．1．2 输入SAT单一实体
3．1．3 输入SAT实体集合
3．1．4 输入Paras01id单一实体
3．1．5 输入Parasolid实体集合
3．2 对输入模型修改
3．3 自主建模
3．3．1 自上而下建模
3．3．2 自下而上建模
第4章 ANSYS分析基本步骤
4．1 分析问题
4．1．1 问题描述
4．1．2 确定问题的范围
4．2 建立有限元模型
4．2．1 创建实体模型
4．2．2 对实体模型进行网格划分
4．3 施加载荷
4．4 进行求解
4．4．1 求解器的类别
4．4．2 求解检查
4．4．3 求解的实施
4．4．4 求解会碰到的问题
4．5 后处理
4．6 分析步骤示例——工字钢悬臂梁
4．6．1 分析问题
4．6．2 建立有限元模型
4．6．3 施加载荷
4．6．4 进行求解
4．6．5 后处理
4．6．6 命令流
第5章 结构静力
5．1 静力分析介绍
5．1．1 结构静力分析简介
5．1．2 静力分析的类型
5．1．3 静力分析基本步骤
5．2 平面问题静力分析实例
5．2．1 分析问题
5．2．2 建立模型
5．2．3 定义边界条件并求解
5．2．4 查看结果
5．3 轴对称结构静力分析实例
5．3．1 分析问题
5．3．2 建立模型
5．3．3 定义边界条件并求解
5．3．4 查看结果
5．4 周期对称结构的静力分析实例
5．4．1 分析问题
5．4．2 建立模型
5．4．3 定义边界条件并求解
5．4．4 查看结果
5．5 任意三维结构的静力分析实例
5．5．1 分析问题
5．5．2 建立模型
5．5．3 定义边界条件并求解
5．5．4 查看结果
第6章 非线性分析
6．1 非线性分析介绍
6．1．1 非线性分析简介
6．1．2 非线性分析的类型
6．1．3 非线性分析基本步骤
6．2 几何非线性分析实例
6．2．1 分析问题
6．2．2 建立模型
6．2．3 定义边界条件并求解
6．2．4 查看结果
6．3 材料非线性分析实例
6．3．1 分析问题
6．3．2 建立模型
6．3．3 定义边界条件并求解
6．3．4 查看结果
6．4 状态非线性分析实例
6．4．1 分析问题
6．4．2 建立模型
6．4．3 定义边界条件并求解
6．4．4 查看结果
第7章 动力学分析
7．1 动力分析基本步骤
7．2 结构模态分析实例
7．2．1 分析问题
7．2．2 建立模型
7．2．3 进行模态设置、定义边界条件并求解
7．2．4 查看结果
7．3 谐响应分析实例
7．3．1 分析问题
7．3．2 建立模型
7．3．3 查看结果
7．4 瞬态动力学分析实例
7．4．1 分析问题
7．4．2 建立模型
7．4．3 进行瞬态动力分析设置、定义边界条件并求解
7．4．4 查看结果
7．5 响应谱分析实例
7．5．1 分析问题
7．5．2 建立模型
第8章 热分析
8．1 热分析介绍
8．1．1 热分析的类型
8．1．2 热分析的基本过程
8．2 热一结构耦合分析实例
8．2．1 分析问题
8．2．2 建立模型
8．2．3 求解
8．2．4 后处理
8．3 热一应力耦合分析实例
8．3．1 分析问题
8．3．2 建立模型
8．3．3 定义边界条件并求解
8．3．4 查看结果
第9章 参数化与优化设计
9．1 参数化设计语言
9．1．1 参数化设计语言介绍
9．1．2 参数化设计语言的功能
9．1．3 参数化设计语言实例
9．2 优化设计
9．2．1 优化设计介绍
9．2．2 优化中的基本概念
9．2．3 优化设计步骤
9．2．4 优化设计示例
9．3 拓扑优化
9．3．1 拓扑优化介绍
9．3．2 拓扑优化方法
9．3．3 拓扑优化步骤
9．3．4 拓扑优化示例
第10章 网格、单元和子模型高级分析
10．1 自适应网格划分
10．1．1 自适应网格的条件
10．1．2 自适应网格过程
10．1．3 自适应网格划分示例
10．2 子模型
10．2．1 子模型介绍
10．2．2 子模型方法
10．2．3 子模型过程
10．3 单元的生和死
10．3．1 单元的生和死介绍
10．3．2 单元的生和死方法
10．3．3 单元的生和死步骤
10．3．4 单元的生和死示例

前言/序言

《工程结构动力学基础与应用》 内容提要 本书旨在为读者提供坚实的工程结构动力学理论基础，并深入探讨其实际工程应用。全书结构严谨，内容涵盖了从基本的振动理论到复杂系统的动力学分析与控制，旨在帮助读者建立系统的动力学思维，掌握现代结构动力学分析的关键技术。 第一部分：理论基础与基本模型 第一章 绪论：结构动力学的地位与挑战 本章首先界定工程结构动力学的研究范围、重要性及其在现代工程设计中的核心地位。我们将回顾结构动力学的发展历程，并引出现代工程结构（如高层建筑、桥梁、航空航天结构）面临的复杂动力环境，如地震、风载、碰撞以及运行中的周期性载荷。本章将重点阐述将实际物理系统抽象为理想动力学模型的必要性与基本原则，包括离散化和连续体假设的选择。 第二章 单自由度（SDOF）系统的振动分析 这是动力学分析的基石。本章详细讲解单自由度系统的自由振动、有阻尼自由振动，并引入复变函数法求解常微分方程。随后，重点分析受周期性激励和瞬态激励（如冲击载荷）作用下的强迫振动。我们将深入探讨系统的固有频率、阻尼比及其对响应的影响，并引入幅值响应谱和转移矩阵法，为后续多自由度系统的分析做好准备。 第三章 多自由度（MDOF）系统的运动方程 本章从拉格朗日方程出发，推导多自由度系统的运动微分方程。核心内容包括刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵的建立。随后，本章着重于系统的固有值问题：求解特征值（固有频率）和特征向量（振型）。我们将详细讨论数值求解方法，如子空间迭代法和QR分解法，并阐释振型在描述结构振动形态中的物理意义。 第四章 模态分析与正交性 模态分析是理解复杂系统行为的关键。本章阐述了正交性原理在模态坐标变换中的应用，解释如何利用振型将复杂的MDOF系统解耦为一个独立的SDOF系统集。我们将详细讨论如何通过模态叠加法（Modal Superposition）来计算系统的瞬态响应和稳态响应，这是进行有限元动态分析后处理的核心步骤。 第五章 连续体结构的动力学 将理论延伸至实际的梁、板和壳结构。本章基于欧拉-伯努利梁理论和更精确的Timoshenko梁理论，推导连续体的偏微分方程。本章将重点介绍瑞利-里兹法（Rayleigh-Ritz Method）和伽辽金法（Galerkin Method）在求解连续体自由振动问题中的应用，展示如何通过截断级数近似来获得系统的离散化模态参数。 第二部分：阻尼、激励与响应分析 第六章 结构阻尼的建模与影响 真实结构中的能量耗散机制远比粘滞阻尼复杂。本章系统地探讨了不同类型的阻尼模型：粘性阻尼、库仑阻尼和材料阻尼（如Hysteretic Damping）。重点讨论瑞利阻尼（Rayleigh Damping）的构建及其局限性，并引入模态阻尼比的概念。针对模态阻尼比的确定，将结合实验模态分析的结果进行讨论。 第七章 随机振动理论与功率谱密度 在风荷载、地震波等随机激励下，结构响应分析需要随机振动理论。本章引入随机过程的基本概念，如平稳性、遍历性。核心内容是功率谱密度（PSD）函数的定义、计算及其物理意义。我们将展示如何通过PSD函数来计算结构的均方根（RMS）响应，以及在频域内进行随机响应分析的方法。 第八章 瞬态响应的数值积分方法 对于非线性或强阻尼系统，解析解往往不可行。本章聚焦于求解运动方程的数值积分技术。详细比较中心差分法、一阶隐式（如Newmark-beta法）和显式方法的稳定性和精度。特别是，对Newmark法中的参数选择（$gamma$ 和 $eta$）及其对计算结果的物理影响进行深入剖析。 第三部分：高级主题与工程应用 第九章 颤振与稳定性分析 本章关注结构在气动载荷下的失稳现象，特别是航空结构中的颤振问题。我们将介绍气动弹性力学的基本概念，建立流固耦合模型，并分析结构-气动系统在不同飞行速度下的特征值变化，从而确定临界颤振速度。 第十章 响应谱分析法（Response Spectrum Analysis） 响应谱分析是抗震设计中最常用的简化方法。本章详细解释地震动强度与结构响应之间的关系，定义反应谱（Response Spectrum）的构建与使用。重点讲解如何利用模态分析结果，通过CQC（Complete Quadratic Combination）法和SRSS（Square Root of Sum of Squares）法组合各阶模态的最大响应，以得到结构的近似最大总响应。 第十一章 粘滞阻尼器的应用与优化 针对提高结构抗震性能的需求，本章探讨主动和被动控制策略。重点分析粘滞阻尼器（Viscous Dampers）的工作原理及其在线性动力学模型中的等效建模方法。我们将演示如何通过动力刚度法或等效线性化技术，评估阻尼器在降低峰值位移和加速度方面的效率，并讨论其在桥梁和高层结构中的优化布置。 第十二章 模态识别与实验验证 理论分析必须与实际测量结果相匹配。本章介绍结构模态参数识别（System Identification）的技术，包括频响函数（FRF）的采集与处理。重点讲解基于频域数据（如峰值法、频响曲线拟合法）和基于时域数据（如随机子空间辨识RSI）的模态参数识别算法，并强调实验数据对修正和验证动力学模型的重要性。 附录：矩阵代数基础回顾与软件工具应用指导 本附录将简要回顾求解特征值问题所需的矩阵代数知识，并提供使用主流工程软件进行动力学建模和分析的流程指南，重点在于如何正确设置分析类型、定义载荷工况以及解读输出结果中的动力学信息。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，阅读这本书的过程，更像是一次沉浸式的工程训练营。它不是那种让你快速浏览几页就能“掌握”的轻量级读物。它的知识密度非常高，需要读者投入足够的时间去理解和亲手实践书中的每一个步骤。我发现自己常常需要对照着软件，一行代码、一个设置都不能跳过地去操作验证。这种深度参与的学习方式，极大地强化了我的肌肉记忆和分析直觉。书中对于一些高级问题的处理，比如热应力耦合分析或疲劳寿命评估的初步探讨，虽然篇幅不长，但提供了清晰的切入点和思考框架，为后续的深入研究指明了方向。这本书的价值在于，它为你打下了一个极为坚固的“地基”，使得未来你想要学习更高级的模块或更新的版本时，都能做到触类旁通，举一反三。它不是终点，而是通往FEA精通之路的坚实起点。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深工程师，我深知软件版本迭代的快速性，很多书籍出版后不久就会因为软件更新而显得滞后。这本书专注于ANSYS 13.0这个特定的版本，反而形成了一种独特的优势——它对这个版本中特有的一些功能和工作流程进行了系统而深入的挖掘，而不是泛泛地提及所有版本共有的特性。这对于那些目前工作环境中仍在使用13.0或需要理解该版本历史实现的团队来说，是极大的福音。我尤其欣赏书中关于结果后处理和误差分析的章节。很多分析师往往忽略了后处理的重要性，只关注于得到一个绿色的“SOLVED”字样。但这本书强调了如何科学地解读应力云图、如何通过局部网格加密来验证解的可靠性，这些都是区分业余和专业的关键点。这种对分析全流程负责的态度，让这本书的含金量大大提高。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我们这些想在有限元分析（FEA）领域站稳脚跟的人量身打造的“武功秘籍”！我手里拿着这本厚厚的书，光是翻阅目录就能感受到作者倾注的心血。它绝不仅仅是那种泛泛而谈、只停留在理论表面的教材，而是真正深入到ANSYS 13.0这个特定版本实战操作的宝典。我记得我刚开始接触有限元分析时，面对那些复杂的单元类型、边界条件设置和求解器的选择，简直是一头雾水。这本书的厉害之处就在于，它像一位经验丰富的导师，手把手地带着你从最基础的几何建模、网格划分开始，一步步迈入高级的非线性分析和动力学计算。它对ANSYS界面的讲解细致入微，即便是初次接触该软件的新手，也能很快找到方向，建立起清晰的操作逻辑。那种从理论到实践的完美衔接，让人在学习新知识的同时，立刻就能在软件中找到对应的实现路径，避免了传统教材中“纸上谈兵”的尴尬。我尤其欣赏它对典型工程案例的剖析，那些图文并茂的步骤展示，让原本抽象的力学问题变得可视化、可操作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构布局设计得极为合理，完全体现了“从入门到精通”的递进思想。起初的章节，语言非常平易近人，即便是机械设计背景稍弱的读者也能轻松跟上，通过简单的静力学分析案例，迅速建立起对软件的初步信任感。随着章节的深入，难度曲线被平稳地拉高，开始涉及更复杂的材料模型、接触分析以及模态分析等主题。这种循序渐进的编排，极大地降低了学习曲线的陡峭程度。我发现自己并不是被动地在学习软件功能，而是在通过案例驱动的方式，主动探索有限元分析的奥秘。每一个新的知识点，作者都会用一个明确的工程背景来支撑，让学习过程始终保持着目标导向性。相比那些把理论和软件操作割裂开来的书籍，这本书的整合能力令人赞叹，它让理论知识真正落地，变成了解决实际问题的工具。

评分☆☆☆☆☆

说实话，市面上讲有限元分析的书籍汗牛充栋，但很多都停留在“知其然”的层面，你学会了点菜单操作，却不知道背后的物理意义是什么。然而，这本书的深度完全超出了我的预期。它在讲解如何使用ANSYS 13.0进行结构分析的同时，并没有放松对基础理论的夯实。比如，在讲解单元选择时，作者会穿插解释不同单元（如梁单元、壳单元、实体单元）的适用场景和对应的数学模型差异，这对于提升分析的准确性和可靠性至关重要。我特别喜欢它对求解器设置的详尽讨论，比如如何判断收敛性、如何处理大变形问题、以及如何优化计算效率。这部分内容绝不是软件说明书的复述，而是凝结了作者多年工程经验的“内功心法”。对于想从“会用”迈向“精通”的进阶用户来说，这些细节就是决定分析结果是否可靠的分水岭。每次我遇到棘手的工程问题，翻开这本书，总能找到启发性的思路和验证性的参考案例。

评分☆☆☆☆☆

软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。

评分☆☆☆☆☆

发货很给力。但纸质一般

评分☆☆☆☆☆

此系列都是比较浅显易懂的入门教程，上手后的用处就不大了。

评分☆☆☆☆☆

读了这本书之后，我发现作者在做班主任工作的时候也有很多的无奈，她曾经这样说过：“‘只有不会教的老师，没有教不好的学生’——在我看来，这句话和‘人有多大胆，地有多大产’是一路的。如果是教师之外的人这样说的，那他就是在恶意地欺负人，把教师往绝路上逼；如果教师自己这样说，那他不是幼稚就是自大狂，迟早要碰个头破血流。我曾经属于后一类。那时，我处于极度危险的境地。”看薛老师这些话，你能觉得这是一个真实的老师，她说的话就象是邻居唠家常那样真诚自然。对于书中她大胆、直率的言辞，我很钦佩，不是每个人都有这种胆识、思维的。她能把一件看似简单惯常的事情剖析提头头是道，透过了表象看到了它的内在根源。她有勇气把一些不同与大家都说的话写在纸上，让别人看，虽然多数人心理或许也如她所想。但凭这一点儿，就让人佩服至极。比如，她对“老师象蜡烛、春蚕”，“没有教不好的学生，只有教不好的老师”这些话的评析，一针见血，道出了我们老师的共同心声。之所以造就了她感说真话，敢于抵制一切不利于学生成长和进步的制度。因为薛老师的人生信念就是：缺乏真诚、理性和趣味的日子是不值得过的。教育教学中有了平衡愉悦的心态，正确的定位和良好的策略，才能在饱满热情中，在正确策略中扶植学生向上。 薛老师在自序中写道，“我是特意捕捉了清风、乐声和野芳，录在这里，专门用于鼓励自己，就算是不定期地给自己献一小朵小花吧——真诚美丽的文字，正是心灵开出的花朵。”又一次阐述了她的人生信念——-真诚。读了全书，给我最深刻的感受也是她的真诚，我看到了一个真实的人，一个真诚的老师。当学生的时候，老师是权威，跟老师的交往总是处于向上看的状态，学生是一定要小心翼翼的，多数情况还是听老师说的多，自己发表意见少。现在当了家长，为了孩子跟老师也没少打交道，但是一直觉得自己好多真实的想法不敢说，老师呢，说出来的也有一些让人觉得是官话套话。看了这本书，我想我们也许都错了，老师跟学生、老师跟家长，平等地真诚的交流其实并不难。工作是艰辛——往往也是孤独的。可是，于飞尘的间隙也有清风，于喧嚷的中间也有乐声，于荆棘的丛中也有野芳。我是特意捕捉了清风、乐声和野芳，录在这里，专门用于鼓励自己，就算是不定期地给自己献一朵小花吧——真诚美丽的文字，正是心灵开出的花朵。也有沉重和迷惘。但我的文字，往往略掉了疲惫、沮丧和困苦——无涉乎诚实、全面与否，这是我的选择——有意的，我将目光投在了值得的地方，心得体会

评分☆☆☆☆☆

第二，抓好试点，树立典型。

评分☆☆☆☆☆

CAE的技术种类有很多，其中包括有限元法(FEM,即Finite Element Method),边界元法(BEM,即Boundary Element Method)，有限差分法(FDM,即Finite Difference Element Method)等。每一种方法各有其应用的领域，而其中有限元法应用的领域越来越广，现已应用于结构力学、结构动力学、热力学、流体力学、电路学、电磁学等。

评分☆☆☆☆☆

“ANSYS 10.0代表了最先进的CAE整合技术，较9.0有了显着的提高” ，ANSYS公司总裁兼首席执行官Jim Cashman说，“我们一直致力于拓展ANSYS仿真技术的广度和深度，同时建立各种类型的仿真分析软件的空前大连盟。得益于ANSYS Workbench整合CAE技术的架构，我们创建了建模、仿真、分析、前后处理的一系列无缝链接。10.0新版本整合了世界上最优秀的结构、热、流体等分析功能。”

评分☆☆☆☆☆

此系列都是比较浅显易懂的入门教程，上手后的用处就不大了。

评分☆☆☆☆☆

第二，抓好试点，树立典型。