章有限元及ANSYS简介/1
1.1有限元法简介/1
1.1.1有限元方法的基本思想/1
1.1.2有限元模型的基本构成/2
1.1.3有限元分析的基本步骤/3
1.1.4有限元分析解题步骤实例——梯形板/3
1.2ANSYS18.0简介/13
1.2.1ANSYS软件的基本功能/13
1.2.2ANSYS18.0的新功能/14
1.2.3ANSYS18.0的基本操作/17
1.3ANSYS18.0的解题步骤实例——梯形板/20
1.3.1分析问题/20
1.3.2定义参数/20
1.3.3创建几何模型/25
1.3.4划分网格/26
1.3.5施加载荷/27
1.3.6求解/28
1.3.7结果分析/29
1.3.8结果比较/30
本章小结/32
练习题/32
第2章实体建模/33
2.1ANSYS建模基本方法/33
2.1.1实体建模方法/33
2.1.2直接生成法建模/35
2.1.3从CAD图形中导入实体模型/35
2.1.4三种建模方法的优缺点/35
2.2坐标系及其操作/36
2.2.1总体坐标系及其操作/36
2.2.2局部坐标系及其操作/37
2.2.3显示坐标系及其操作/39
2.2.4节点坐标系及其操作/41
2.2.5单元坐标系及其操作/42
2.2.6结果坐标系及其操作/43
2.3工作平面及使用/43
2.3.1显示和设置工作平面/43
2.3.2定义工作平面/45
2.3.3旋转和平移工作平面/46
2.4自底向上建模/47
2.4.1定义及操作关键点/47
2.4.2选择、查看和删除关键点/49
2.4.3定义及操作线/50
2.4.4选择、查看和删除线/53
2.4.5定义及操作面/53
2.4.6选择、查看和删除面/55
2.4.7定义体/56
2.4.8选择、查看和删除体/56
2.5自顶向下建模/57
2.5.1建立矩形面原始对象/58
2.5.2建立圆或环形面原始对象/58
2.5.3建立正多边形面原始对象/60
2.5.4建立长方体原始对象/61
2.5.5建立柱体原始对象/61
2.5.6建立多棱柱原始对象/62
2.5.7建立球体或部分球体原始对象/63
2.5.8建立锥体或圆台原始对象/63
2.5.9建立环体或部分环体原始对象/64
2.6布尔运算/64
2.6.1交运算/65
2.6.2加运算/69
2.6.3减运算/70
2.6.4切割运算/71
2.6.5搭接运算/75
2.6.6分割运算/76
2.6.7黏结运算/77
2.7模型修改/77
2.7.1移动图元/77
2.7.2复制图元/78
2.7.3镜像图元/79
2.7.4缩放图元/79
2.7.5转换图元坐标系/80
2.8运用组件/81
2.8.1组件和部件的操作/81
2.8.2通过组件和部件选择实体/82
2.9自顶向下实体建模实例1——轴承座实体建模/82
2.10自底向上实体建模实例2——汽车连杆实体建模/88
本章小结/94
练习题/94
第3章网格划分/96
3.1定义单元属性/96
3.1.1定义单元类型/96
3.1.2定义实常数/98
3.1.3定义材料参数/99
3.1.4分配单元属性/102
3.2网格划分控制/103
3.2.1网格划分工具/104
3.2.2SmartSize网格划分控制/105
3.2.3尺寸控制/107
3.2.4单元形状控制/110
3.2.5网格划分器选择/110
3.3实体模型网格划分/114
3.3.1关键点网格划分/115
3.3.2线网格划分/115
3.3.3面网格划分/115
3.3.4体网格划分/116
3.3.5网格修改/118
3.4网格检查/120
3.4.1设置形状检查选项/120
3.4.2设置形状限制参数/121
3.4.3确定网格质量/121
3.5直接法生成有限元模型/122
3.5.1节点定义/122
3.5.2单元定义/127
3.6网格划分基本原则/131
3.6.1网格数量/131
3.6.2网格疏密/131
3.6.3单元阶次/133
3.6.4网格质量/134
3.7自由网格划分实例1——轴承座/134
3.8映射网格划分实例2——二维飞轮/136
3.9扫掠网格划分实例3——汽车连杆/142
3.10混合网格划分实例4——三维带孔飞轮/147
本章小结/153
练习题/154
第4章施加载荷及求解/155
4.1加载概述/155
4.1.1载荷类型/155
4.1.2载荷施加方式/156
4.1.3载荷步、子步和平衡迭代/157
4.1.4载荷步选项/158
4.1.5载荷的显示/159
4.2载荷的定义/159
4.2.1自由度约束/159
4.2.2集中载荷/163
4.2.3表面载荷/166
4.2.4体载荷/174
4.2.5特殊载荷/176
4.3求解/177
4.3.1选择合适的求解器/177
4.3.2求解多步载荷/179
4.3.3求解/181
4.4综合实例1——轴承座模型载荷施加及求解/182
4.5综合实例2——汽车连杆模型载荷施加及求解/185
本章小结/186
练习题/187
第5章通用后处理器/188
5.1通用后处理器概述/188
5.1.1通用后处理器处理的结果文件/188
5.1.2结果文件读入通用后处理器/189
5.1.3浏览结果数据集信息/190
5.1.4读取结果数据集/190
5.1.5设置结果输出方式与图形显示方式/193
5.2图形显示计算结果/193
5.2.1绘制变形图/193
5.2.2绘制等值线图/195
5.2.3绘制矢量图/197
5.2.4绘制粒子轨迹图/198
5.2.5绘制破碎图和压碎图/199
5.3路径操作/200
5.3.1定义路径/200
5.3.2观察沿路径的结果/202
5.3.3进行沿路径的数学运算/203
5.4单元表/204
5.4.1创建和修改单元表/204
5.4.2基于单元表的数学运算/205
5.4.3根据单元表绘制结果图形/206
5.5载荷组合及其运算/207
5.5.1创建载荷工况/208
5.5.2载荷工况的读写/208
5.5.3载荷工况数学运算/209
5.6综合实例1——桁架计算/209
5.7综合实例2——轴承座及汽车连杆后处理分析/215
5.7.1轴承座后处理分析/215
5.7.2汽车连杆后处理分析/216
本章小结/217
练习题/217
第6章时间历程后处理器/218
6.1定义和存储变量/219
6.1.1变量定义/219
6.1.2变量存储/220
6.1.3变量的导入/222
6.2变量的操作/222
6.2.1数学运算/222
6.2.2变量与数组相互赋值/223
6.2.3数据平滑/225
6.2.4生成响应频谱/226
6.3查看变量/227
6.3.1图形显示/227
6.3.2列表显示/229
6.4动画技术/231
6.4.1直接生成动画/231
6.4.2通过动画帧显示动画/231
6.4.3动画播放/233
6.5综合实例——钢球淬火温度计算/233
6.5.1问题描述/233
6.5.2GUI操作步骤/234
本章小结/240
练习题/240
第7章结构静力分析/241
7.1结构分析概述/241
7.1.1结构分析定义/241
7.1.2结构分析的类型/241
7.1.3结构分析所使用的单元/242
7.1.4材料模式界面/242
7.1.5求解方法/243
7.2结构静力分析/243
7.2.1结构静力分析的定义/243
7.2.2结构静力分析类型/243
7.2.3结构静力分析的求解步骤/243
7.3平面问题静力分析实例——钢支架/244
7.3.1问题提出/245
7.3.2建立模型/245
7.3.3施加载荷/250
7.3.4求解/250
7.3.5查看结果/251
7.4轴对称结构静力分析实例——二维飞轮/251
7.4.1问题提出/251
7.4.2调出模型/252
7.4.3施加载荷/252
7.4.4求解/253
7.4.5查看结果/253
7.5周期对称结构静力分析实例——三维带孔飞轮/258
7.5.1问题提出/258
7.5.2调出模型/259
7.5.3施加载荷/259
7.5.4求解/260
7.5.5查看结果/260
7.6任意三维结构静力分析实例——六角扳手/265
7.6.1问题提出/265
7.6.2建立模型/265
7.6.3施加载荷/273
7.6.4求解/277
7.6.5查看结果/277
本章小结/280
练习题/280
第8章非线性分析/282
8.1非线性分析简介/282
8.1.1结构非线性的定义/282
8.1.2结构非线性的类型/282
8.1.3结构非线性的基本步骤/283
8.2几何非线性分析实例——悬臂梁/283
8.2.1问题提出/283
8.2.2建立模型/284
8.2.3施加载荷/285
8.2.4求解/286
8.2.5查看结果/286
8.3材料非线性分析实例——铆钉/288
8.3.1问题提出/289
8.3.2建立模型/289
8.3.3施加载荷/292
8.3.4求解/293
8.3.5查看结果/294
8.4状态非线性分析实例——齿轮接触分析/297
8.4.1问题提出/297
8.4.2建立模型/297
8.4.3施加载荷/304
8.4.4求解/305
8.4.5查看结果/306
8.5非线性蠕变分析实例——螺栓/308
8.5.1问题提出/308
8.5.2建立模型/308
8.5.3施加载荷/311
8.5.4求解/312
8.5.5查看结果/313
本章小结/315
第9章动力学分析/316
9.1动力学分析概述/316
9.1.1动力学分析简介/316
9.1.2动力学分析类型/316
9.2模态分析/317
9.2.1模态分析简介/317
9.2.2模态分析步骤/317
9.2.3模态分析实例——飞机机翼/320
9.3谐波响应分析/325
9.3.1谐波响应分析简介/325
9.3.2谐波响应分析步骤/325
9.3.3谐波响应分析实例——电动机工作台系统/326
9.4瞬态动力分析/341
9.4.1瞬态动力分析简介/341
9.4.2瞬态动力分析步骤/341
9.4.3瞬态动力分析实例——电动机工作台系统/343
9.5谱分析/349
9.5.1谱分析简介/349
9.5.2谱分析步骤/350
9.5.3谱分析实例——简支梁结构/351
本章小结/361
练习题/361
0章热分析/362
10.1热分析基础知识/362
10.1.1符号与单位/362
10.1.2传热学经典理论/363
10.1.3热传递方式/363
10.1.4热分析类型/363
10.2稳态热分析/364
10.2.1稳态热分析的定义/364
10.2.2热分析单元/364
10.2.3稳态热分析基本过程/366
10.3稳态热分析实例——潜水艇稳态温度分布计算/368
10.3.1问题描述/368
10.3.2建立模型/369
10.3.3施加载荷/371
10.3.4求解/371
10.3.5查看结果/372
10.4瞬态热分析/372
10.4.1瞬态热分析的定义/372
10.4.2瞬态热分析基本过程/372
10.5瞬态热分析实例——浇铸过程砂箱温度变化分析/375
10.5.1问题描述/375
10.5.2建立模型/376
10.5.3施加载荷/378
10.5.4求解/380
10.5.5查看结果/381
10.6热应力分析/381
10.6.1热应力分析的方法/381
10.6.2间接法进行热应力分析的步骤/381
10.6.3直接法进行热应力分析的步骤/382
10.7热应力分析实例——冷却栅管热应力分布计算/382
10.7.1问题描述/382
10.7.2间接法/383
10.7.3直接法/399
本章小结/406
练习题/406
参考文献/408

本书以ANSYS18.0为例，对有限元及ANSYS分析的基本思想、基本步骤、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。书中尽量避免烦琐的理论叙述，从实际应用出发,根据作者使用该软件的经验，结合大量实例，采用GUI方式对操作过程进行了讲解，为了帮助用户熟悉ANSYS相关操作命令，书中给出了每个例子的命令流文件，并配备了视频。
全书总共10章。内容包括：有限元及ANSYS简介、实体建模、网格划分、施加载荷及求解、通用后处理器、时间历程后处理器、结构静力分析、非线性分析、动力学分析、热分析。
本书适合ANSYS软件的初、中级用户以及有初步使用经验的技术人员阅读。本书可作为理工科院校相关专业的高年级本科生、研究生学习ANSYS软件的教材，亦可作为从事结构分析等相关行业的工程技术人员使用ANSYS软件的参考书。