本书基于ANSYS软件的最新版本(10.0版本)，从实际应用出发，结合作者使用该软件的经验，详细介绍了怎样利用ANSYS软件建立模型、完成分析、查看结果的全过程。然后在此基础上，又针对工程中广泛应用的结构分析进行详细的实例介绍，采用GuI方式(菜单模式)对实例的操作过程和步骤进行细致讲解，并在每个实例的后面给出了分析过程的命令流文件。同时，为了帮助用户更快、更好地掌握ANSYS分析技术，本书的附赠光盘里提供了全书实例分析的录像文件，详细演示了各个实例的具体分析方法和操作过程。用户通过观看录像来学习和模仿相当于作者在旁边手把手地指导，相信一定能取得事半功倍的效果。

本书用命令流和图形用户界面GUI两种方式，结合多个专业的典型工程实例，详细地介绍了大型通用有限元软件ANSYS 10.0及其在各专业领域的应用方法，从较深层次上回答了读者在使用ANSYS进行结构分析时最需要解决的各种问题。

全书共分两大部分：第l部分是ANSYS结构分析基础，按照建立模型、完成分析、查看结果的实际工作流程进行讲解，内容包括建模、分网、加载、求解和后处理等；第2部分则以专题的形式，结合9个有代表性的专业范例，对相应的结构分析方法和过程进行详细介绍，包括结构静力学分析、模态分析、谐响应分析、瞬态动力学分析、谱分析、非线性分析、结构屈曲分析、接触问题分析和结构优化设计等。对于每一个专题，都对专业分析理论和软件操作方法进行深入剖析，给出了详尽的解题思路和解答过程；对于每一个案例，都用多媒体动画的形式演示具体分析方法和操作过程。

本书语言通俗，内容翔实，突出以实例讲解的特点，可作为ANSYS初学者和有一定基础的读者使用，同时也可作为理工院校相关专业高年级学生、研究生的教学参考书。书中的实例对广大工程设计人员也有一定的借鉴作用。

第0章 绪论

0.1 ANSYS公司简介

0.2 ANSYS系列产品简介

0.2.1结构分析体系

0.2.2电磁场分析体系

0.2.3流体力学分析体系

0.2.4行业化定制模块

0.2.5仿真模型建造系统

0.2.6设计人员快捷分析工具箱.

0.2.7多目标快速优化工具

0.2.8客户化开发平台(ANSYS Workbench SDK)

0.3 ANSYS理论基础(有限元法)简介

0.3.1有限元法的基本思想

0.3.2有限元法的特点

O.4 ANSYS分析的基本过程

0.4.1前处理

0.4.2加载并求解

0.4.3后处理

第1部分 基础知识

第1章 几何建模

1.1几何建模概论

1.1.1自底向上创建几何模型

1.1.2自顶向下创建几何模型

1.1.3布尔运算建模

1.1.4拖拉和旋转建模

1.1.5移动和复制建模

1.1.6模型的修改(清除和删除)原则

1.1.7从[GES文件中将几何模型导入到ANSYS

1.2坐标系简介

1.2.1总体和局部坐标系

1.2.2显示坐标系

1.2.3节点坐标系

1.2.4-单元坐标系

1.2.5结果坐标系

l.3工作平面的使用

1.3.1定义一个新的工作平面

1.3.2控制工作平面的显示和样式

1.3.3移动工作平面

1.3.4旋转工作平面l

1.3.5还原一个已定义的工作平面.

1.3.6工作平面的高级用途

1.4自底向上创建几何模型

1.4.1关键点

1.4.2硬点

1.4.3线

1.4.4面

1.4.5体

1.5自顶向下创建几何模型(体素)

1.5.1创建面体素

1.5.2创建实体体素

1.6使用布尔操作修正几何模型

1.6.1布尔运算的设置

1.6.2布尔运算之后的图元编号

1.6.3交运算

1.6.4两两相交

1.6.5相加

1.6.6相减

1.6.7利用工作平面作减运算

1.6.8搭接

1.6.9分割

1.6.10粘接(或合并)

1.7移动、复制和缩放几何模型

1.7.1按照样本生成图元

1.7.2 由对称映像生成图元

1.7.3转换样本图元的坐标系

1.7.4实体模型图元的缩放

1.8从IGES文件中将几何模型导入到ANSYS

1.8.1使用SMOOTH选项

1.8.2使用FACETED选项

1.9本章 小结

第2章 划分网格

2.1有限元网格概论

2.2设定单元属性

2.2f1生成单元属性表

2.2.2在划分网格之前分配单元属性

2.3网格划分的控制

2.3.1 ANSYS网格划分工具(MeshTool)

2.3.2单元形状

2.3.3选择网格划分类型

2.3.4控制单元边中点的位置

2.3.5划分自由网格时的单元尺寸控制(SmartSizing)

2.3.6映射网格划分中单元的默认尺寸

2.3.7局部网格划分控制

2.3.8内部网格划分控制

2.3.9生成过渡棱锥单元

2_3.10将退化的四面体单元转化为非退化的形式

2.3.11执行层网格划分

2.4自由网格划分和映射网格划分控制

2.4.1自由网格划分

2.4.2映射网格划分

2.5给实体模型划分有限元网格

2.5.1用xMESt{命令生成网格

2.5.2生成带方向节点的梁单元网格

2.5.3在分界线或者分界面处生成单位厚度的界面单元

2.6延伸和扫掠生成有限元模型

2.6.1延伸生成网格

2.6.2扫掠生成网格

2.7修正有限元模型

2.7.1局部细化网格

2.7.2移动和复制节点和单元

2.7.3控制面、线和单元的法向

2.7.4修改单元属性

2.8直接通过节点和单元生成有限元模型

2.8.1节点

2.8.2单元

2.9编号控制

2.9.1合并重复项

2.9.2编号压缩

2.9.3设定起始编号

2.9.4编号偏差

2.10本章 小结

第3章 施加载荷

3.1载荷概论

3.1.1什么是载荷

3.1.2载荷步、子步和平衡迭代

3.1.3时间参数

3.1.4阶跃载荷与倾斜载荷

3.2施加载荷

3.2.1实体模型载荷与有限单元载荷

3.2.2施加载荷

3.2.3轴对称载荷与反作用力

3.2.4利用表格来施加载荷

3.2.5利用函数来施加载荷和边界条件

3.3设定载荷步选项

3.3.1通用选项

3.3.2动力学分析选项

3.3.3非线性选项

3.3.4输出控制

3.3.5 Biot—Savart选项

3.3.6谱分析选项

3.3.7创建多载荷步文件

3.4本章 小结

第4章 求解

4.1求解概论

4.1.1使用直接求解法

4.1.2使用稀疏矩阵直接解法求解器

4.1.3使用雅克比共轭梯度法求解器

4.1.4使用不完全分解共轭梯度法求解器

4.1.5使用预条件共轭梯度法求解器

4.1.6使用自动迭代解法选项

4.1.7获得解答

4.2利用特定的求解控制器来指定求解类型

4.2.1使用Abridged Solution菜单选项

4.2.2使用求解控制对话框

4.3多载荷步求解

4.3.1多重求解法

4.3.2载荷步文件法

4.3.3数组参数法(矩阵参数法)

4.4重新启动分析

4.4.1重新启动一个分析

4.4.2多载荷步文件的重启动分析

4.5预测求解时间和估计文件大小

4.5.1估计运算时间

4.5.2估计文件的大小

4.5.3估计内存需求

4.6本章 小结

第5章 后处理

5.1后处理概述

5.1.1什么是后处理

5.1.2结果文件

5.1-3后处理可用的数据类型

5.2通用后处理器(POSTl)

5.2.1将数据结果读入数据库

5.2.2图像显示结果

5.2_3列表显示结果

5.2.4表面操作

5.2.5将结果映射到某一路径上

5.2.6将结果旋转到不同坐标系中显示

5.3时间历程后处理器(POST26)

5.3.1定义和储存POST26变量

5.3.2检查变量

5.3.3 POST26后处理器的其他功能

5.4本章 小结

第2部分 专 题

第6章 结构静力学分析

6.1结构静力学概论

6.2结构静力学分析的基本步骤.

6.2.1建立模型

6.2.2设置求解控制选项

6.2.3设置其他求解选项

6.2.4施加载荷

6.2.5求解

6.2.6检查结果

6.3实例：悬臂梁的横向剪切应力分析

6.3.1问题的描述

6.3.2 GUI路径模式

6.3.3命令流模式

6.4本章 小结

第7章 模态分析

7.1模态分析概论

7.2模态分析的基本步骤

7.2.1建模

7.2.2加载及求解

7.2.3扩展模态

7.2.4观察结果和后处理

7.3实例：压电变换器的自振频率分析

7.3.1问题描述

7.3.2 GUI模式

7.3.3命令流模式

7.4本章 小结

第8章 谐响应分析

8.1谐响应分析概论

8.1.1完全法(Full Method)

8.1.2减缩法(Reduced Method).

8.1.3模态叠加法(Mode Superposition Method)

8.1.4 3种方法的共同局限性

8.2谐响应分析的基本步骤

8.2.1建立模型(前处理)

8.2.2加载和求解

8.2.3观察模型(后处理)

8.3实例：弹簧质子系统的谐响应分析

8.3.1问题描述

8.3.2 GUI模式

8.3.3命令流模式

8.4本章 小结

第9章 瞬态动力学分析

9.1瞬态动力学概论

9.1.1完全法(Full Method)

9.1.2模态叠加法(Mode Superposition Method)

9.1.3减缩法(Reduced Method)

9.2瞬态动力学分析的基本步骤

9.2.1前处理

9.2.2建立初始条件

9.2.3设定求解控制器

9.2.4设定其他求解选项

9.2.5施加载荷

9.2.6设定多载荷步

9.2.7瞬态求解

9.2.8后处理

9.3实例：哥伦布阻尼的自由振动分析

9.3.1问题描述

9.3.2 GUI模式

9.3.3命令流模式

9.4本章 小结

第10章 谱分析

10.1谱分析概论

10.1.1 响应谱

10.1.2动力设计分析方法(DDAM)

10.1-3功率谱密度(PSD)

10.2谱分析的基本步骤

10.2.1前处理

10.2.2模态分析

10.2.3谱分析

10.2.4扩展模态

10.2.5合并模态

10.2.6后处理_

10.3实例：支撑平板的动力效果分析

10.3.1问题描述

10.3.2 GUI模式

10.3.3命令流模式

10.4本章 小结

第11章 非线性分析

11.1非线性分析概论

11.1.1非线性行为的原因

11.1.2非线性分析的基本信息

11.1.3几何非线性

11.1.4材料非线性

11.1.5其他非线性问题

1 1.2非线性分析的基本步骤

11.2.1前处理(建模和分网)

11.2.2设置求解控制器

11.2.3设定其他求解选项

11.2.4加载

11.2.5求解

11.2.6后处理

11.3实例：螺栓的蠕变分析

11.3.1问题描述

1 1.3.2 GUI模式

1 1.3.3命令流模式

11.4本章 小结

第12章 结构屈曲分析

12.1结构屈曲概论

12.2结构屈曲分析的基本步骤

12.2.1前处理

12.2.2获得静力解

12.2.3获得特征值屈曲解

12.2.4扩展解

12.2.5后处理(观察结果)

12.3实例：框架结构的屈曲分析

12.3.1问题描述

12.3.2 GUI模式

12.3.3命令流模式

12.4本章 小结

第13章 接触问题分析

13.1接触问题概论

13.1.1一般分类

13.1.2接触单元

13.2接触分析的步骤

13.2.1建立模型，并划分网格

13.2.2识别接触对

13.2.3定义刚性目标面

13.2.4定义柔性接触面

13.2.5设置实常数和单元关键点

13.2.6控制刚性目标面的运动

13.2.7给变形体单元施加必要的边界条件

13.2.8定义求解选项和载荷步

13.2.9求解

13.2.10查看结果

13.3实例：陶瓷套管的接触分析

13.3.1问题描述

13.3.2 GUI模式

13.3.3命令流模式

13.4本章 小结

第14章 结构优化设计

14.1结构优化设计概论

14.2优化设计的基本步骤

14.2.1生成分析文件工

14.2.2建立优化过程中的参数

14.2.3进入OPT处理器指定分析文件

14.2.4指定优化变量

14.2.5选择优化工具或优化方法

14.2.6指定优化循环控制方式

14.2.7进行优化分析

14.2.8查看设计序列结果

14.3实例：框架结构的优化设计

14.3.1 问题描述

14.3.2 GUI模式

14.3.3命令流模式

14.4本章 小结