ANSYS 16.0有限元分析入门·进阶·精通

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出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111538653
版次:1
商品编码:11940025
品牌:机工出版
包装:平装
丛书名: CAD/CAM/CAE 工程应用丛书
开本:16开
出版时间:2016-06-01
用纸:胶版纸
页数:531

具体描述

编辑推荐

适读人群 :CAE工程师,相关院校师生
★作者具有丰富的一线教学经验及工程实践经验,出版过多本畅销书。
★书中所有案例均经过作者的精挑细选,均为实际工作中常用且经常出错的典型案例。让读者的学习事半功倍。
★配套资源丰富。附赠网盘资料包括所有实例的素材文件、结果文件和程序代码。

内容简介

《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》以有限元分析方法为基础,结合作者多年的使用和开发经验,通过丰富的工程应用实例,将ANSYS 16.0在热分析、结构分析以及电磁场分析等工程领域中的应用详细介绍给读者。
《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》共分三篇25个章节,其中基础篇包括ANSYS 16.0简介、ANSYS操作流程和ANSYS基础操作介绍;应用篇对稳态热分析、瞬态热分析、热辐射分析、相变分析、静力学分析、模态分析、结构瞬态分析、谐响应分析、谱分析、结构非线性分析、复合材料分析、摩擦生热分析以及电场分析和磁场分析等进行了详解;高级篇则对一些高级应用技术,如耦合场分析、自适应网格划分技术、单元生死技术以及接触分析等进行了介绍。
《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》按照深入浅出的原则,通过详细的图形用户界面和命令流的方式对不同的工程应用问题进行了详细讲解,并在讲解过程中穿插“提示”“注意”等,为读者提供了大量的分析方法和使用技巧。本书光盘配有书中实例的有限元模型、APDL语言代码以及计算结果等,方便读者查阅和参考。
《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》内容详实,适合理工院校相关专业的硕士研究生、博士研究生及教师使用,可以作为高等院校学生及科研院所研究人员学习ANSYS的教程,也可以作为从事物理场分析领域科学技术研究的工程技术人员参考用书。

目录

出版说明
前言
基 础 篇

第1章 ANSYS 16.0简介
1.1 ANSYS发展历程及功能简介
1.1.1 发展历程
1.1.2 主要功能
1.1.3 ANSYS 16.0新功能
1.2 典型的ANSYS操作流程
1.2.1 ANSYS的启动
1.2.2 ANSYS用户界面介绍
1.2.3 ANSYS操作流程
1.3 ANSYS分析案例详解
1.3.1 问题描述
1.3.2 问题分析
1.3.3 GUI操作步骤
1.3.4 APDL命令流程序

第2章 单元和材料属性
2.1 单元类型
2.2 单元定义方法
2.3 定义材料属性
2.3.1 材料属性
2.3.2 材料属性定义命令
2.4 本章小结

第3章 坐标系和工作平面
3.1 坐标系简介
3.1.1 总体坐标系和局部坐标系
3.1.2 显示坐标系
3.1.3 节点坐标系
3.1.4 单元坐标系
3.1.5 结果坐标系
3.2 工作平面的使用
3.2.1 定义一个新的工作平面
3.2.2 列表工作平面信息
3.2.3 移动工作平面
3.2.4 旋转工作平面
3.3 本章小结

第4章 创建几何模型
4.1 概述
4.2 建立基本图元
4.3 拖拽方式建立模型
4.4 图元的选取
4.5 布尔操作
4.6 其他操作
4.7 本章小结

第5章 建立有限元模型
5.1 网格划分方法和步骤
5.1.1 网格划分方法
5.1.2 网格化的一般步骤
5.2 MeshTool工具
5.3 Meshing 子菜单
5.4 直接生成有限元模型
5.5 本章小结

第6章 施加载荷
6.1 载荷概述
6.1.1 载荷施加对象
6.1.2 载荷分类
6.1.3 载荷步、子步和平衡迭代
6.1.4 时间参数
6.2 载荷的施加和删除等操作
6.2.1 常数载荷的施加
6.2.2 利用表格和函数施加载荷
6.2.3 多步载荷操作
6.2.4 删除载荷
6.2.5 其他操作
6.3 本章小结

第7章 求解计算
7.1 求解设置
7.1.1 新分析
7.1.2 求解控制
7.1.3 输出设置
7.2 求解过程处理
7.2.1 求解概述
7.2.2 求解当前载荷步
7.2.3 多载荷步求解
7.3 本章小结

第8章 后处理
8.1 后处理概述
8.1.1 通用后处理器
8.1.2 时间-历程后处理器
8.2 通用后处理器
8.2.1 结果文件读入通用后处理器
8.2.2 设置结果输出方式
8.2.3 图形显示计算结果
8.2.4 列表显示计算结果
8.2.5 结果查看器
8.2.6 基于单元表的结果处理
8.2.7 基于路径的结果处理
8.3 时间-历程后处理器
8.3.1 时间-历程后处理器概述
8.3.2 进入时间-历程后处理
8.3.3 定义时间—历程变量
8.3.4 时间-历程变量的处理
8.3.5 显示和列表时间-历程变量曲线
8.3.6 时间-历程变量观察器
8.4 本章小结

应 用 篇

第9章 稳态热分析
9.1 稳态热分析概述
9.2 稳态热分析基本步骤
9.3 实例——铀燃料管冷却计算
9.3.1 问题描述
9.3.2 问题分析
9.3.3 GUI操作步骤
9.3.4 APDL命令流程序
9.4 本章小结

第10章 瞬态热分析
10.1 瞬态热分析概述
10.1.1 瞬态热分析特性
10.1.2 控制方程
10.1.3 时间积分与时间步长预测
10.1.4 数值求解过程
10.1.5 初始条件的施加
10.1.6 求解选项的设置
10.1.7 瞬态分析准确程度的评估
10.2 瞬态热分析基本过程
10.3 实例——温度控制加热器工作过程分析
10.3.1 问题描述
10.3.2 问题分析
10.3.3 GUI操作步骤
10.3.4 APDL命令流程序
10.4 本章小结

第11章 热辐射分析
11.1 热辐射分析概述
11.1.1 热辐射特性
11.1.2 热辐射基本术语
11.2 ANSYS中进行辐射分析
11.2.1 ANSYS中热辐射的处理方法
11.2.2 ANSYS中进行辐射分析的几个概念
11.2.3 使用辐射线单元建立辐射模型
11.2.4 使用表面效应单元建立辐射模型
11.2.5 使用辐射矩阵单元建立辐射模型
11.2.6 使用光能传递求解方法建立辐射模型
11.3 实例——非同心圆环间的辐射传热分析
11.3.1 问题描述
11.3.2 问题分析
11.3.3 GUI操作步骤
11.3.4 APDL命令流程序
11.4 本章小结

第12章 相变分析
12.1 相变基本理论
12.2 ANSYS中的相变分析基本思路及求解设置
12.2.1 相变分析基本思路
12.2.2 求解设置
12.3 实例——水结冰过程分析
12.3.1 问题描述
12.3.2 问题分析
12.3.3 GUI操作步骤
12.3.4 APDL命令流程序
12.4 本章小结

第13章 静力学分析
13.1 有限元线性分析基本理论
13.1.1 线性本构关系(广义虎克定律)
13.1.2 线性几何方程(小变形情况)
13.1.3 平衡方程(虚功原理)
13.2 实例1——带孔板静力分析
13.2.1 问题描述
13.2.2 问题分析
13.2.3 GUI操作步骤
13.2.4 APDL命令流程序
13.3 实例2——多载荷作用下的阶梯轴分析
13.3.1 问题描述
13.3.2 问题分析
13.3.3 GUI操作步骤
13.3.4 APDL命令流程序
13.4 实例3——惯性载荷作用下的叶轮受力分析
13.4.1 问题描述
13.4.2 问题分析
13.4.3 GUI操作步骤
13.4.4 APDL命令流程序
13.5 实例4——静载荷作用下的简支梁
13.5.1 问题描述
13.5.2 问题分析
13.5.3 GUI操作步骤
13.5.4 APDL命令流程序
13.6 本章小结

第14章 模态分析
14.1 结构动力学分析概述
14.2 模态分析简介及操作步骤
14.2.1 模态分析原理
14.2.2 模态分析步骤
14.3 实例1——连杆的模态分析
14.3.1 问题描述
14.3.2 问题分析
14.3.3 GUI操作步骤
14.3.4 APDL命令流程序
14.4 实例2——框架式建筑物有预应力的模态分析
14.4.1 问题描述
14.4.2 问题分析
14.4.3 GUI操作步骤
14.4.4 APDL命令流程序
14.5 本章小结

第15章 结构瞬态分析
15.1 概述
15.1.1 瞬态动力学分析的基本理论
15.1.2 求解方法及其优缺点
15.1.3 瞬态分析积分步长选取准则
15.2 实例1——冲击载荷作用下的管子
15.2.1 问题描述
15.2.2 问题分析
15.2.3 GUI操作步骤
15.2.4 APDL命令流程序
15.3 实例2——压力容器瞬态分析
15.3.1 问题描述
15.3.2 问题分析
15.3.3 GUI操作步骤
15.3.4 APDL命令流程序
15.4 本章小结

第16章 谐响应分析与谱分析
16.1 概述
16.1.1 谐响应分析的定义与应用
16.1.2 谱分析的定义与应用
16.2 谐响应分析
16.3 实例1——“工作台—电动机系统谐响应分析
16.3.1 问题描述
16.3.2 问题分析
16.3.3 GUI操作步骤
16.3.4 APDL命令流程序
16.4 谱分析
16.5 实例2——板梁结构单点地震响应谱分析
16.5.1 问题描述
16.5.2 问题分析
16.5.3 GUI操作步骤
16.5.4 APDL命令流程序
16.6 本章小结

第17章 结构非线性分析
17.1 非线性问题概述与基础理论
17.1.1 结构非线性的定义
17.1.2 结构非线性类型
17.1.3 求解基本原理
17.2 实例1——弹簧变形分析
17.2.1 问题描述
17.2.2 问题分析
17.2.3 GUI操作步骤
17.2.4 APDL命令流程序
17.3 实例2——碰撞分析
17.3.1 问题描述
17.3.2 问题分析
17.3.3 GUI操作步骤
17.3.4 APDL命令流程序
17.4 实例3——电子产品跌落分析
17.4.1 问题描述
17.4.2 问题分析
17.4.3 GUI操作步骤
17.4.4 APDL命令流程序
17.5 本章小结

第18章 复合材料分析
18.1 复合材料概述
18.1.1 复合材料的定义及分类
18.1.2 复合材料的性能及用途
18.1.3 树脂基和金属基复合材料
18.2 实例——高体积分数SiCp/Al热残余应力分析
18.2.1 问题描述
18.2.2 问题分析
18.2.3 GUI操作步骤
18.2.4 APDL命令流程序
18.3 复合材料的层合板
18.4 本章小结

第19章 摩擦生热分析
19.1 摩擦生热在ANSYS中的计算方法
19.2 实例——物体滑动中的摩擦生热分析
19.2.1 问题描述
19.2.2 问题分析
19.2.3 GUI操作步骤
19.2.4 APDL命令流程序
19.3 本章小结

第20章 电场分析
20.1 电场分析概述
20.2 电场分析基本步骤
20.3 实例1——导电圆盘的电场分布分析
20.3.1 问题描述
20.3.2 问题分析
20.3.3 GUI操作步骤
20.3.4 APDL命令流程序
20.4 实例2——屏蔽带状传输线静电场分析
20.4.1 问题描述
20.4.2 问题分析
20.4.3 GUI操作步骤
20.4.4 APDL命令流程序
20.5 本章小结

第21章 磁场分析
21.1 概述
21.1.1 磁场分析分类
21.1.2 计算方法
21.2 实例—电磁沟槽电磁力分析
21.2.1 问题描述
21.2.2 问题分析
21.2.3 GUI操作步骤
21.2.4 APDL命令流程序
21.3 本章小结

高 级 篇

第22章 耦合场分析
22.1 耦合场分析概述
22.1.1 耦合场分析的定义
22.1.2 耦合场分析的类型
22.1.3 直接和间接耦合法的应用范围
22.2 间接耦合分析
22.2.1 间接耦合分析的特点
22.2.2 间接耦合分析的基本过程
22.2.3 间接耦合分析的基本操作步骤
22.2.4 使用物理环境运行间接耦合场分析
22.3 直接耦合分析
22.4 实例1——多层热套压力容器的热应力耦合分析
22.4.1 问题描述
22.4.2 问题分析
22.4.3 GUI操作步骤
22.4.4 APDL命令流程序
22.5 实例2——钢水凝固过程热应力耦合分析
22.5.1 问题描述
22.5.2 问题分析
22.5.3 GUI操作步骤
22.5.4 APDL命令流程序
22.6 实例3——圆柱形坯料的电热耦合分析
22.6.1 问题描述
22.6.2 问题分析
22.6.3 GUI操作步骤
22.6.4 APDL命令流程序
22.7 实例4——冷却器电热耦合分析
22.7.1 问题描述
22.7.2 问题分析
22.7.3 GUI操作步骤
22.7.4 APDL命令流程序
22.8 本章小结

第23章 自适应网格划分技术
23.1 自适应网格划分技术简介
23.1.1 自适应网格划分技术的定义
23.1.2 自适应网格划分的先决条件
23.1.3 自适应网格划分技术的应用方法
23.1.4 定制ADAPT宏(UADAPT.MAC)
23.1.5 自适应网格划分的一些说明
23.2 实例——二维对流传热的自适应分析
23.2.1 问题描述
23.2.2 问题分析
23.2.3 GUI操作步骤
23.2.4 APDL命令流程序
23.3 本章小结

第24章 单元生死技术
24.1 单元生死技术概述
24.1.1 单元的生和死的定义
24.1.2 单元生死的基本原理
24.1.3 单元生死技术的应用方法
24.1.4 使用ANSYS结果控制单元生死
24.1.5 单元生死技术的注意事项
24.2 实例——利用单元生死技术堆积单元模拟焊接过程
24.2.1 问题描述
24.2.2 问题分析
24.2.3 GUI操作步骤
24.2.4 APDL命令流程序
24.3 本章小结

第25章 接触分析
25.1 概述
25.1.1 接触的定义及分类
25.1.2 接触协调条件
25.1.3 接触单元
25.1.4 选择接触面和目标面的原则
25.1.5 接触向导
25.2 实例——轨道车辆车轮与钢轨接触
25.2.1 问题描述
25.2.2 问题分析
25.2.3 GUI操作步骤
25.2.4 APDL命令流程序
25.3 本章小结

前言/序言

随着计算机科学与应用技术的发展,有限元理论日益完善,随之涌现了一大批比较成熟的通用和专业的有限元计算商业软件。ANSYS作为通用、有效的商用有限元软件,集结构、传热、流体、电磁、碰撞爆破分析于一体,具有强大的前处理、后处理及计算分析能力,能够进行多场耦合,结构-热、流体-结构、电-磁等物理场的耦合处理求解。
自1996年落户中国以来,ANSYS以其强大的功能、可靠的质量、良好的市场推广,得到了中国CAE界的广泛认可和青睐,被用于土木工程、机械制造、汽车工业、水利工程、航空航天、石油化工、生物医学等领域,为各行业的设计研究攻关作出了重要贡献。
《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》以ANSYS 16.0作为软件平台,对ANSYS进行热、结构和电磁场以及它们之间的耦合场分析的理论基础、基本思路、操作步骤和应用技巧进行了介绍,并结合工程应用实例讲述了ANSYS具体工程应用方法。
1.本书特点
由浅入深,循序渐进:《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》以初中级读者为对象,首先从有限元基本原理及ANSYS使用基础讲起,再辅以ANSYS在工程中的应用案例帮助读者尽快掌握用ANSYS进行有限元分析的技能。
步骤详尽,内容新颖:《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》结合作者多年的ANSYS使用经验与实际工程应用案例,将ANSYS软件的使用方法与技巧详细地讲解给读者。本书步骤讲解详尽、内容新颖,讲解过程中辅以相应的图片,使读者在阅读时一目了然,从而快速掌握书中所讲 内容。
实例典型,轻松易学:学习分析案例的具体操作是掌握 ANSYS好的方式。《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》通过综合应用案例,透彻、详尽地讲解了ANSYS在各方面的应用。
《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》中的“提示”一般为对前面操作的进一步讲解,利于读者对操作过程的理解。“注意”为操作步骤的注意点,不注意则可能造成操作不成功。另外,《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》中每步操作的目的已经在前注明,方便读者理解处理此问题的思想脉络。
2.本书内容
《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》在必要的理论概述的基础上,通过大量的典型案例对ANSYS分析平台进行详细介绍,并结合实际工程与生活中的常见问题进行详细讲解。全书内容简洁、明快,给人耳目一新的感觉。
《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》分为三篇25章,主要介绍了ANSYS 16.0平台在结构、电磁、热学、耦合场、复合材料等各个领域中的有限元分析及操作过程。
篇 基础篇。本篇包括ANSYS 16.0简介、ANSYS操作流程和ANSYS基础操作介绍等,包括以下章节的内容:
第1章 ANSYS 16.0简介 第2章 单元和材料属性
第3章 坐标系和工作平面 第4章 创建几何模型
第5章 建立有限元模型 第6章 施加载荷
第7章 求解计算 第8章 后处理
第二篇 应用篇。本篇对稳态热分析、瞬态热分析、辐射热分析、相变分析、静力分析、模态分析、结构瞬态分析、谱分析、谐响应分析、结构非线性分析、复合材料分析、摩擦生热分析以及电磁场分析分类进行了详解,包括以下章节的内容:
第9章 稳态热分析 第10章 瞬态热分析
第11章 热辐射分析 第12章 相变分析
第13章 静力学分析 第14章 模态分析
第15章 结构瞬态分析 第16章 谐响应分析与谱分析
第17章 结构非线性分析 第18章 复合材料分析
第19章 摩擦生热分析 第20章 电场分析
第21章 磁场分析
第三篇 高级篇。本篇对一些高级应用技术,如耦合场分析、自适应网格划分技术、单元生死技术以及接触分析等进行了介绍,包括以下章节的内容:
第22章 耦合场分析 第23章 自适应网格划分技术
第24章 单元生死技术 第25章 接触分析
3.附赠网盘内容
《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》附赠网盘包括所有练习实例的有限元模型、APDL语言代码及计算结果,供读者在学习过程中直接导入使用,以减少建立几何模型的烦琐操作,使读者轻松快捷地掌握ANSYS有限元分析的操作技巧和应用方法。
相关文件放于相应章节的目录中,以方便读者查询。例如,第22章的第2个操作实例“实例2-钢水凝固过程热应力分析”的几何文件和工程项目管理文件放置在“网盘文件Chapter22char22-2”路径的文件夹下。
4.读者对象
《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》适合于ANSYS 16.0初学者和期望提高有限元分析及建模仿真工程应用能力的读者,具体说明如下:
? 初学ANSYS的技术人员
? 大中专院校的教师和在校生 ? 相关培训机构的教师和学员
? 参加工作实习的“菜鸟” ? ANSYS爱好者
? 广大科研工作人员 ? 初、中级ANSYS从业人员
5.读者服务
为了方便解决疑难问题,读者若在学习过程中遇到与本书有关的技术问题,则可以发邮件到邮箱caxart@126.com,或者访问博客http://blog.sina.com.cn/caxart,编者会尽快给予解答,我们将竭诚为您服务。
6.本书作者
《ANSYS 16.0有限元分析入门 进阶 精通》主要由丁金滨编著,张建伟、丁伟、刘浩、王芳、韩希强、张岩、唐家鹏、石良臣、王菁、郭海霞、李昕、刘成柱、沈再阳、林金宝、高飞、宋玉旺、张文电、张亮亮、于苍海和孙国强也参与了本书的编写工作,在此一并表示感谢。
ANSYS本身是一个庞大的资源库与知识库,本书虽然卷帙浩繁,仍难窥其全貌。加之编者水平有限,书中错误与缺点在所难免,敬请广大读者批评指正,也欢迎广大同行来电来信共同交流探讨。
后再次希望本书能为读者的学习和工作提供帮助!
结构力学:理论与现代工程应用 本书深入探讨结构力学的基本原理,并重点介绍其在现代工程实践中的广泛应用。作为一本全面性的技术读物,本书旨在为读者提供扎实的理论基础,并引导他们理解如何运用这些原理来解决复杂的工程问题。 第一部分:理论基础 本部分将从最基础的概念入手,层层递进,为读者构建坚实的理论框架。 绪论:结构力学的定义与重要性 什么是结构力学?其核心研究对象和目的。 结构力学在土木、机械、航空航天、生物医学等工程领域的核心地位。 历史发展概述:从早期经验法则到严谨的数学模型。 现代工程对结构力学知识的日益增长的需求。 本书的学习路径与预期目标。 第二章:材料力学基础 应力与应变: 内力概念:轴力、剪力、弯矩、扭矩的定义与分解。 应力张量:引入应力的数学描述,理解不同方向上的应力分量。 线应变、剪应变:应变与几何变形的关系。 应力-应变关系:弹性模量、泊松比、剪切弹性模量等材料常数的物理意义。 广义胡克定律:描述各向同性材料的应力-应变耦合关系。 虎克定律的局限性:塑性变形、屈服准则(如屈服强度、失效强度)。 应力集中现象及其工程影响。 材料的力学性能: 拉伸试验与压缩试验:典型应力-应变曲线的解读。 屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率、断面收缩率等关键参数。 疲劳强度与断裂韧性:理解材料在循环载荷下的失效行为。 蠕变与应力松弛:材料在长期载荷下的时间依赖性变形。 不同材料(金属、陶瓷、聚合物、复合材料)的力学特性比较。 梁的弯曲理论: 纯弯曲与横力弯曲。 弯曲正应力公式:梁的轴线、中性轴、截面模量的概念。 剪应力公式:梁内横向剪应力的分布规律。 梁的挠度和转角:积分法、叠加法求解梁的变形。 截面惯性矩与抗弯刚度。 梁的应力分析:应力叠加原理,复杂截面梁的弯曲。 横向剪切变形:在厚梁分析中的重要性。 轴的扭转理论: 纯扭转:扭转扭矩、剪应力、剪应变。 扭转角的计算:抗扭截面模量。 圆管和实心圆轴的扭转分析。 非圆截面轴的扭转:扭转刚度下降与应力不均匀性。 扭转应力叠加:组合变形问题的分析。 第三章:连续介质力学 张量分析基础: 向量与张量:更广泛的数学工具,用于描述物理量。 协变与逆变分量。 张量代数运算:加法、减法、点乘、叉乘。 张量微积分:散度、旋度、梯度。 应力张量与应变张量的协变形式。 本构关系 线性弹性本构关系:回顾广义胡克定律,并将其置于张量框架下。 各向异性材料的本构关系:更复杂的材料行为描述。 非线性本构关系:塑性、粘弹性、超弹性等。 体积模量与剪切模量的联系。 平衡方程与几何方程 运动方程(或平衡方程):描述物体内部受力平衡的微分方程。 几何方程(或协调方程):描述应变与位移之间关系的微分方程。 应力边界条件与位移边界条件。 能量原理 虚功原理:能量法的基石,用于分析力学平衡问题。 虚位移法与虚力法。 单位荷载法。 卡斯蒂略纳-里特公式。 能量法在结构分析中的优势:简化计算,处理复杂边界条件。 势能原理:总势能最小化原则。 第四章:杆件结构力学 平面桁架分析: 桁架的几何组成:静定桁架与超静定桁架。 节点法与截面法:求解桁架内力。 虚功法求解桁架位移。 桁架的稳定性分析:失稳模式与临界力。 最优桁架设计:材料用量最小化。 平面刚架分析: 刚架的组成与自由度。 弯矩图、剪力图、轴力图的绘制。 荷载传递与内力分配。 超静定刚架的分析方法:力法、位移法。 刚架的整体稳定性。 斜拉桥与悬索桥结构分析 斜拉结构受力特性。 悬索结构受力特性。 考虑预应力的分析。 动力学响应分析。 第二部分:现代工程应用 本部分将理论知识与实际工程问题相结合,展示结构力学在各个领域的应用。 第五章:有限元方法(FEM)原理 基本思想: 离散化:将连续体划分为有限个单元。 插值函数(形函数):描述单元内节点位移与单元节点位移的关系。 单元刚度矩阵:推导单元的内力与位移之间的关系。 总刚度矩阵:组装所有单元的刚度矩阵,形成整体结构的刚度方程。 载荷向量:施加外力与边界条件。 求解方程:求解整体结构的节点位移。 后处理:计算单元内的应力和应变。 单元类型与发展: 杆单元、梁单元、板单元、壳单元、实体单元。 一维、二维、三维单元。 等参单元的优点。 各种单元的适用性与精度。 位移法(刚度法) 单元位移函数与形函数。 单元刚度矩阵的推导(以简单梁单元为例)。 整体刚度矩阵的组装。 载荷向量的建立。 边界条件的施加。 求解结构位移。 计算单元内应力与应变。 能量原理在FEM中的应用 基于虚功原理的单元刚度矩阵推导。 基于最小势能原理的整体方程建立。 数值积分与收敛性 高斯积分。 减缩积分与过积分。 应力奇异性与网格划分。 第六章:土木工程中的结构力学应用 桥梁工程: 桥梁结构的荷载类型:恒载、活载、风荷载、地震荷载。 钢筋混凝土梁桥、斜拉桥、悬索桥的静力分析。 疲劳分析与寿命预测。 结构健康监测与损伤评估。 考虑地基变形对桥梁结构的影响。 高层建筑与大跨度结构: 风致振动分析与控制。 地震响应分析:动力时程分析、模态分析。 剪力墙、框架-剪力墙结构的受力分析。 大跨度屋盖结构的稳定性与受力。 考虑基础沉降与不均匀沉降。 隧道与地下结构: 围岩压力与支护结构设计。 隧道开挖对周围土体的影响。 地下防水与结构整体性。 地铁车站等地下空间的受力分析。 水利工程结构: 大坝、水闸、溢洪道的受力分析。 水压力、泥沙冲刷、温度变化的影响。 渗流与应力耦合分析。 第七章:机械工程中的结构力学应用 机械零部件设计: 齿轮、轴、连杆、支架等关键零部件的强度校核。 疲劳寿命设计与可靠性分析。 应力集中对零件寿命的影响。 热应力分析:考虑温度变化对零件性能的影响。 模具设计与制造: 注塑模具、压铸模具的受力分析。 模具变形与精度控制。 冷却系统设计与热流耦合分析。 车辆工程: 车身、底盘、悬挂系统的强度与刚度分析。 碰撞安全分析(Crashworthiness)。 振动与噪声分析(NVH)。 轮胎与路面的相互作用。 机器人与自动化设备: 机械臂的运动学与动力学仿真。 关节力矩与结构强度分析。 高精度运动平台的结构设计。 第八章:航空航天工程中的结构力学应用 飞机结构设计: 机翼、机身、尾翼的载荷分析(气动载荷、惯性载荷)。 蒙皮-加强筋结构的分析。 复合材料在航空器结构中的应用与设计。 疲劳寿命与损伤容限设计。 起落架的冲击载荷分析。 火箭与航天器结构: 发射载荷分析:振动、冲击、过载。 结构轻量化设计。 热防护结构设计。 轨道力学与结构耦合。 在轨载荷与空间环境影响。 推进系统结构分析: 发动机燃烧室、涡轮叶片的高温高压载荷分析。 涡轮叶片的振动与疲劳。 燃油管路与阀门的结构强度。 第九章:生物医学工程中的结构力学应用 生物组织力学: 骨骼、软骨、肌肉、血管等生物组织的力学特性。 生物力学在疾病诊断与治疗中的应用。 骨折愈合的力学过程。 关节退化与修复的力学分析。 生物医学器械设计: 人工关节、心脏瓣膜、血管支架等植入物的力学设计。 假肢与矫形器的力学性能。 手术器械的强度与稳定性。 微创手术器械的力学行为。 细胞与分子力学: 细胞骨架的力学响应。 细胞膜的力学特性。 DNA与蛋白质的力学行为。 第十章:高级主题与前沿研究 接触力学: 多体接触的数值模拟。 摩擦与磨损的力学分析。 连接件的应力分析。 断裂力学: 裂纹扩展的力学准则。 断裂韧性与应力强度因子。 疲劳裂纹扩展预测。 动力学与振动: 自由振动与强迫振动。 阻尼与稳定性。 模态分析与频率响应。 瞬态动力学分析。 非线性结构分析: 几何非线性:大变形、屈曲。 材料非线性:塑性、蠕变。 接触非线性。 非线性分析的收敛性问题。 多物理场耦合分析: 结构-热耦合。 结构-流体耦合。 结构-电磁耦合。 结构-声学耦合。 计算力学的前沿发展: 高性能计算(HPC)在结构力学中的应用。 GPU加速计算。 人工智能与机器学习在结构分析中的潜力。 数字孪生与结构健康监测。 本书的叙述力求清晰、严谨,理论推导过程详尽,并通过大量的工程实例来验证和深化理论知识。旨在帮助读者建立起系统性的结构力学知识体系,并能独立解决实际工程问题。

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我是一名在读研究生,之前接触过一些有限元分析的课程,但总感觉理论和实践脱节,拿到实际问题就无从下手。《ANSYS 16.0有限元分析入门·进阶·精通》这本书,可以说是彻底改变了我的困境。这本书在理论深度和实践广度上都做得非常出色。它在讲解每个模块的功能时,会先简要回顾相关的理论知识,然后再详细介绍ANSYS软件中的具体实现方法。比如,在讲到非线性分析时,书中不仅讲解了几何非线性、材料非线性、接触非线性等概念,还通过一个具体的工程案例,演示了如何在ANSYS中设置这些非线性求解选项,以及如何解读非线性分析的结果。我记得我当时正在做一个关于薄壁结构的屈曲分析,遇到了模型不稳定收敛的问题,按照书中的方法,调整了单元类型和求解器设置,问题就迎刃而解了。而且,书中还涉及了一些ansys的二次开发和脚本语言的入门介绍,虽然我目前还没有深入研究,但知道有这样的进阶方向,感觉未来的学习空间很大。这本书的章节安排非常合理,从易到难,从基础到高级,逻辑性很强,即使是跨领域学习的用户,也能快速找到适合自己的学习路径。而且,书中提供的案例都非常有代表性,涵盖了结构、热、流体等多个工程领域,对于拓宽视野非常有帮助。

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天呐!终于找到一本让我心甘情愿熬夜啃读的ANSYS教材了!这本书的名字虽然很朴实——《ANSYS 16.0有限元分析入门·进阶·精通》,但内容绝对是货真价实,让我这个之前对有限元分析摸不着头脑的新手,一下子跃升到了能独立完成一些小型工程仿真的水平。最让我惊喜的是,它没有上来就抛出一堆晦涩难懂的理论公式,而是从最基础的操作讲起,比如如何建立几何模型,加载边界条件,选择单元类型等等。每一个步骤都配有清晰的截图和详细的文字说明,简直是手把手教学。我记得我第一次尝试进行梁的弯曲分析时,按照书中的步骤一步一步操作,从建模型到后处理,整个过程都异常顺畅。而且,书中还穿插了一些小技巧和注意事项,比如在划分网格时如何优化单元质量,以及不同类型单元的适用范围,这些细节对于新手来说太重要了,能省掉很多自己摸索的弯路。这本书最让我佩服的一点是,它在介绍完基础知识后,并没有停滞不前,而是循序渐进地深入到了更高级的应用。我尝试了书中关于接触分析的部分,虽然一开始觉得有点复杂,但跟着书中的实例,一步一步地剖析,最终也啃下来了。让我印象深刻的是,它在讲解高级内容时,并没有忽略基础理论的支撑,而是用一种非常易于理解的方式,将复杂的概念和实际操作联系起来,让我既知其然,也知其所以然。我真的太庆幸当初选择了这本书!

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作为一名多年从事机械设计的工程师,我深知有限元分析在现代工程设计中的重要性。《ANSYS 16.0有限元分析入门·进阶·精通》这本书,对我而言,不仅仅是一本工具书,更像是一位经验丰富的导师。这本书的“精通”部分,可以说完全超出了我的预期。它并没有停留于基本的模态分析、瞬态分析等,而是深入探讨了一些更加专业和复杂的问题。比如,书中对疲劳分析和断裂力学的讲解,让我耳目一新。它详细阐述了如何基于仿真结果进行疲劳寿命预测,以及如何利用ANSYS进行裂纹扩展的模拟。我曾经在处理一个疲劳寿命评估的项目时,遇到了不少困难,对如何准确设定载荷谱和材料的S-N曲线感到迷茫。这本书通过一个具体的飞机起落架部件的疲劳分析案例,一步步地指导我如何输入这些参数,并对结果进行分析和验证。让我印象深刻的是,书中还提到了ansys在多物理场耦合分析中的应用,例如结构-热耦合、流固耦合等,这些都是我平时工作中经常会遇到的复杂问题,而这本书提供了非常实用的解决方案和方法论。总而言之,这本书的深度和广度,足以让有一定基础的工程师在有限元分析领域更上一层楼,甚至在某些专业方向上达到精通的水平。

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我之前一直对有限元分析这个领域非常感兴趣,但苦于没有一本系统性的入门教材,总是东拼西凑地学习,效果甚微。《ANSYS 16.0有限元分析入门·进阶·精通》这本书,绝对是我近年来遇到的最棒的学习资料。它不像市面上很多培训课程那样,只是简单地教你点点鼠标,而是真正地将有限元分析的理论、方法和ANSYS软件的操作融为一体。最让我惊喜的是,这本书并没有因为是ANSYS 16.0这个版本而显得过时,它所讲解的核心概念和许多经典案例,在后续版本中依然适用。而且,书中对ANSYS的各个版本的更新和发展趋势也有一定的介绍,这对于我了解整个软件的演变非常有帮助。我尤其喜欢书中对“精通”部分的讲解,它不仅介绍了ANSYS的高级应用,还延伸到了如何将ANSYS与其他软件进行协同仿真,以及如何进行优化设计。比如,书中提到了如何利用ANSYS与CAD软件进行集成,以及如何通过API接口实现仿真流程的自动化。这些内容对于我这个想要进一步提升自己仿真技能的人来说,无疑是宝贵的财富。总的来说,这本书不仅提供了扎实的理论基础,更有实用的操作指导,是一本值得反复研读的经典教材。

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这本书给我的感觉是,它真的站在用户的角度去思考问题。我在学习ANSYS的过程中,遇到过很多教材,有些写得过于理论化,让我感觉离实际操作太远;有些则过于注重操作步骤,却忽略了背后的原理。而《ANSYS 16.0有限元分析入门·进阶·精通》这本书,则完美地找到了一个平衡点。它在讲解每一个功能时,都会先用通俗易懂的语言解释其原理,然后再详细介绍如何在ANSYS中实现。我特别喜欢它在介绍“进阶”内容时,那种“循序渐进,由浅入深”的教学方式。比如,在讲解高级网格划分技术时,书中并没有一开始就抛出复杂的算法,而是先从基本的网格质量评估入手,然后逐步介绍诸如网格自适应、局部网格加密等技术,并结合实际案例说明这些技术如何优化仿真精度和效率。我记得我当时在做一个复杂几何模型的仿真时,网格划分一直是个难题,总是出现质量不高的问题,影响了仿真结果。按照书中介绍的方法,我调整了网格划分策略,结合边界层划分和局部网格细化,最终得到了高质量的网格,仿真结果也显著提升。而且,书中对ANSYS的各个模块都有涉及,无论你是在做结构、热、流体,还是电磁场分析,都能从中找到有价值的内容。

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good

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非常不错的书,印刷质量超好

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还可以,内容蛮基础的。

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不错的选择 是正版

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之前有人说好书使人进步,所以我买了一本。同样的,我也还没有看,所以我也还没有进步

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好评!

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以前以为视频学着方便,现在发现书本效率更好

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不错的选择 是正版

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不错的选择 是正版

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