初雅杰，南京工程学院，副教授，作者一直承担焊接技术与工程专业本科生的教学和焊接专业科研任务。主要讲授“焊接结构与变形”“焊接CAE技术与应用”“热加工工艺”等课程。在焊接专业本科人才培养模式、课程体系、教学方法与考核模式等方面一直进行研究与实践，取得较好的研究效果，为焊接专业人才培养提供了较好的理论指导和实践经验。主持校博士研究基金、校重大创新基金，参与国家自然科学青年基金、省自然科学面上基金，荣获省科技进步三等奖1项。主持教改课题“焊接技术与工程专业实践教学体系的改革与实践”，主持教研课题“焊接CAE技术与应用课程线上线下混合教学方法研究”。

章有限元基础1
1.1有限元产生的背景1
1.2有限元分析的作用及应用领域2
1.3有限元的基本解题思想3
1.4有限元常用软件简介5
1.5有限元软件在焊接中的应用6
第2章ANSYS软件基础9
2.1ANSYS软件的模块组成9
2.2ANSYS单位制的使用12
2.3ANSYS图形界面的交互操作（GUI）12
2.4ANSYS的数据库操作与文件管理18
2.5ANSYS在线帮助20
2.6ANSYS软件的退出21
第3章ANSYS实体建模22
3.1有限元实体建模基础22
3.2基本图元对象的建立23
3.2.1点定义23
3.2.2线定义27
3.2.3面定义30
3.2.4体定义33
3.3布尔运算37
3.3.1加（Add）37
3.3.2粘接（Glue）37
3.3.3搭接（Overlap）37
3.3.4减（Subtract）38
3.3.5切分（Divide）38
3.3.6相交（Intersect）38
3.3.7互分（Partition）39
3.4图元对象的其他操作39
3.4.1移动39
3.4.2旋转40
3.4.3复制40
3.4.4镜像41
3.4.5删除41
3.5从第三方软件中导入模型42
3.5.1IGES格式模型的导入42
3.5.2SAT格式模型的导入42
3.6实例1——工字梁的焊接42
3.7实例2——板筒焊接46
3.8实例3——圆筒焊缝48
第4章ANSYS网格划分52
4.1定义单元属性52
4.1.1单元类型52
4.1.2实常数和截面属性54
4.1.3材料属性55
4.2指定网格控制及生成网格58
4.2.1分配单元属性58
4.2.2网格密度控制60
4.2.3生成和改变网格63
4.3网格划分方式64
第5章ANSYS加载与求解71
5.1载荷种类及加载方式71
5.2定义载荷74
5.3求解84
5.3.1求解控制及求解器84
5.3.2多载荷步求解87
第6章ANSYS后处理88
6.1后处理概述88
6.2结果文件88
6.3后处理可用的数据类型89
6.4通用后处理器POST189
6.5时间历程后处理器POST2691
第7章ANSYS命令流与参数化设计语言（APDL）93
7.1ANSYS命令流概述93
7.2ANSYS基本操作命令及流文件分析95
7.2.1命令流基本关键字95
7.2.2前处理器96
7.2.3加载与求解103
7.2.4后处理操作105
7.2.5实用菜单操作106
7.2.6流文件分析108
7.3ANSYS参数化设计语言（APDL）109
7.3.1自定义工具栏110
7.3.2定义参数110
7.3.3使用参数110
7.3.4获取数据库数据111
7.3.5数组初步112
7.4宏基础113
7.4.1控制语句115
7.4.2建立宏的技巧117
7.4.3关于命令流的注意事项117
7.5编写命令流的良好习惯118
7.6APDL操作练习118
第8章焊接工程有限元分析127
8.1焊接过程有限元分析的意义和特点127
8.2焊接温度场的分析理论128
8.2.1热源计算模型129
8.2.2热源计算模型的选取130
8.3焊接应力和变形的分析理论130
8.4材料性能及边界条件的影响131
8.5焊接过程有限元仿真132
8.5.1焊接过程温度场模拟分析132
8.5.2焊接过程应力场模拟分析134
8.5.3焊接金属熔敷及凝固的模拟135
8.6基于ANSYS软件的熔焊过程仿真136
第9章粘接封装结构有限元分析145
9.1电子封装工艺简介145
9.2电子封装国内外研究现状146
9.3电子封装的焊料研究147
9.4电子封装面临的工程问题149
9.5芯片与基板粘接组装问题描述149
9.6GUI操作150
0章方形扁平封装结构有限元分析157
10.1方形扁平封装器件简介157
10.2QFP结构焊点在温度循环载荷下的有限元分析157
10.2.1Anand黏塑性本构模型157
10.2.2材料参数158
10.2.3单元类型159
10.2.4有限元模型159
10.2.5载荷及边界条件159
10.2.6分析过程的APDL命令流160
10.2.7结果分析171
10.2.8结论172
10.3QFP结构焊点在位移循环载荷下的有限元分析172
10.3.1分析方案172
10.3.2分析过程的APDL命令流172
10.3.3结果分析176
10.3.4结论177
1章焊球组装结构有限元分析179
11.1问题描述179
11.2模型建立过程和参数定义180
11.2.1模型建立过程180
11.2.2参数定义180
11.3实体建模182
11.3.1单元复制得到完整结构184
11.3.2边界条件185
11.4加载及求解185
11.5结果分析187
2章对接接头双面焊温度场及应力场分析190
12.1问题描述190
12.2操作步骤191
3章丁字接头温度场及应力场分析203
13.1生死单元法203
13.2问题描述204
13.3操作步骤205
4章搅拌摩擦焊有限元分析212
14.1问题描述212
14.2材料的本构模型213
14.3单元的选择213
14.4边界条件和载荷213
14.4.1热边界条件213
14.4.2力学边界条件214
14.4.3载荷214
14.5GUI操作214
14.5.1前处理214
14.5.2求解219
14.5.3后处理223
5章平板堆焊热应力分析224
15.1问题描述224
15.2操作步骤225
6章点焊有限元分析231
16.1问题描述231
16.2操作步骤231
16.2.1模型建立231
16.2.2点焊和接触的定义233
16.2.3加载与求解233
16.2.4查看结果235
参考文献236

《焊接有限元技术》以焊接有限元分析为目的介绍了ANSYS软件的基本操作和实体建模、网格划分、后处理等功能和操作；讲解了ANSYS命令流与参数化设计语言（APDL）以及ANSYS在温度场、应力场及耦合场的应用；通过工程实例介绍了电子封装焊接、电弧焊接、搅拌摩擦焊接和压力焊接等有限元分析的过程和要点。《焊接有限元技术》部分案例以GUI和APDL两种方式展开。读者可以下载命令流程序代码。