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Ⅰ．入门篇1

第1章 ANSYS基本介绍2

1.1 ANSYS 6.1的安装3

1.1.1 ANSYS 6.1的硬件环境3

1.1.2 ANSYS 6.1的安装3

1.2 ANSYS 6.1的启动和配置6

1.2.1 指定许可证服务器7

1.2.2 ANSYS 6.1的启动8

1.2.3 ANSYS 6.1运行环境的配置9

1.3 ANSYS界面介绍10

1.3.1 实用菜单11

1.3.2 标准工具栏13

1.3.3 主菜单13

1.4 ANSYS输出文件14

1.4.1 ANSYS数据库15

1.4.2 ANSYS Log文件15

1.4.3 ANSYS输出文件类型15

第2章 建立模型17

2.1 设置工作目录17

2.2 指定作业名和分析标题18

2.2.1 定义作业名18

2.2.2 定义分析标题18

2.3 定义图形界面过滤参数19

2.4 ANSYS的单位制19

2.5 定义单元类型20

2.6 定义单元实常数22

2.6.1 实常数简介22

2.6.2 定义实常数的GUI操作步骤23

2.6.3 梁单元截面24

2.7 定义材料属性31

2.8 关于建立模型的基本概念32

2.8.1 建模概述33

2.8.2 建立模型的方法33

2.9 坐标系35

2.9.1 总体坐标系35

2.9.2 局部坐标系35

2.9.3 显示坐标系39

2.9.4 节点坐标系39

2.9.5 单元坐标系41

2.9.6 结果坐标系41

2.9.7 工作平面42

2.10 实体建模42

2.10.1 实体建模概述42

2.10.2 用自底向上的方法建模43

2.10.3 自顶向下建模45

2.10.4 布尔运算47

2.11 对实体模型划分网格56

2.11.1 网格类型57

2.11.2 定义单元属性57

2.11.3 网格划分控制59

2.11.4 自由网格的划分63

2.11.5 映射网格的划分63

2.11.6 对体扫掠生成网格66

2.11.7 对面拖拉操作生成体及网格69

2.12 耦合和约束70

2.12.1 耦合70

2.12.2 约束方程72

2.13 模型的合并和归档73

第3章 加载和求解76

3.1 加载76

3.1.1 关于载荷的一些概念76

3.1.2 载荷的施加78

3.2 求解84

3.2.1 进入求解器85

3.2.2 定义分析类型85

3.2.3 求解控制86

3.2.4 分析选项88

3.2.5 进行求解88

3.2.6 可能出现的问题89

第4章 后处理90

4.1 通用后处理器（POST1）90

4.1.1 将结果数据读入数据库90

4.1.2 通用后处理的一些选项控制92

4.1.3 图形显示结果数据93

4.1.4 列表显示结果数据96

4.2 单元表96

4.2.1 单元表的创建97

4.2.2 单元表的显示102

4.2.3 单元表的操作103

4.3 路径104

4.3.1 定义路径104

4.3.2 映射路径数据105

4.3.3 观察路径项106

4.3.4 对路径进行算术运算108

4.3.5 存储或恢复路径数据108

4.4 时间历程后处理器（POST26）109

4.4.1 变量查看器109

4.4.2 进入时间历程后处理器110

4.4.3 定义变量111

4.4.4 对变量进行处理计算112

4.4.5 查看结果114

第5章 六方孔螺钉头用扳手的静力分析116

5.1 问题描述116

5.2 建立模型116

5.2.1 设定分析作业名和标题117

5.2.2 设定单位制和一些参数118

5.2.3 定义单元类型119

5.2.4 定义材料属性121

5.2.5 建立扳手模型121

5.3 定义边界条件并求解128

5.3.1 施加位移边界129

5.3.2 显示位移边界131

5.3.3 在扳手柄上施加面力132

5.3.4 写第一个载荷步文件135

5.3.5 在扳手柄上施加向下的面力135

5.3.6 写第二个载荷步文件136

5.3.7 从载荷步文件求解136

5.4 查看结果137

5.4.1 读入第一个载荷步并查看结果137

5.4.2 读入第二个载荷步并查看139

5.5 命令流输入141

Ⅱ．静力分析篇144

第6章 静力分析介绍145

6.1 结构静力分析中用到的单元145

6.2 静力分析的类型146

6.2.1 平面问题147

6.2.2 轴对称结构问题147

6.2.3 周期对称结构问题147

6.3 静力分析基本步骤147

6.3.1 建立模型148

6.3.2 加载并求解148

6.3.3 查看结果154

第7章 平面问题分析实例155

7.1 问题描述155

7.2 建立模型155

7.2.1 设定分析作业名和标题155

7.2.2 定义单元类型156

7.2.3 定义实常数157

7.2.4 定义材料属性158

7.2.5 建立盘面模型159

7.2.6 对盘面划分网格161

7.3 定义边界条件并求解163

7.3.1 施加位移边界163

7.3.2 施加转速惯性载荷并求解165

7.4 查看结果166

7.4.1 旋转结果坐标系166

7.4.2 查看变形166

7.4.3 查看应力167

7.5 命令流输入169

第8章 轴对称结构的静力分析实例171

8.1 问题描述171

8.2 建立模型172

8.2.1 设定分析作业名和标题172

8.2.2 定义单元类型173

8.2.3 定义材料属性174

8.2.4 建立轮盘截面175

8.2.5 对盘截面进行分割179

8.2.6 对盘截面进行网格划分180

8.3 定义边界条件并求解182

8.3.1 施加位移约束182

8.3.2 施加离心载荷并求解184

8.4 查看结果187

8.4.1 查看变形188

8.4.2 查看应力190

8.5 命令流输入192

第9章 周期对称结构的静力分析实例197

9.1 问题描述197

9.2 建立模型198

9.2.1 设定分析作业名和标题198

9.2.2 定义单元类型199

9.2.3 定义材料属性200

9.2.4 建立轮盘截面201

9.2.5 对盘截面进行旋转生成实体204

9.2.6 创建均压孔205

9.2.7 对基本扇区进行分割207

9.2.8 定义周期对称分析选项211

9.2.9 对盘扇区进行网格划分213

9.3 定义边界条件并求解219

9.3.1 施加位移约束219

9.3.2 施加离心载荷并求解221

9.4 查看结果224

9.4.1 旋转结果坐标系225

9.4.2 查看变形225

9.4.3 查看应力227

9.5 命令流输入230

Ⅲ．动力分析篇236

第10章 动力学分析介绍237

10.1 动力分析简介237

10.2 动力学分析分类237

10.2.1 模态分析237

10.2.2 谐响应分析239

10.2.3 瞬态动力分析240

10.2.4 谱分析241

10.3 各类动力学分析的基本步骤242

10.3.1 模态分析的基本步骤242

10.3.2 谐响应分析的基本步骤250

10.3.3 瞬态动力学分析的基本步骤257

10.3.4 谱分析的基本步骤264

第11章 有预应力作用结构的模态分析实例270

11.1 问题描述270

11.2 建立模型270

11.2.1 指定分析标题并设置分析范畴271

11.2.2 定义单元类型272

11.2.3 定义材料性能273

11.2.4 建立轮盘截面几何模型274

11.2.5 对轮盘截面进行有限元分网281

11.2.6 旋转出整个轮盘的有限元模型282

11.3 定义边界条件并求解285

11.3.1 节点的坐标变换286

11.3.2 进行静力分析287

11.3.3 进行模态分析291

11.4 结果分析293

11.4.1 列出固有频率293

11.4.2 观察解得的模态293

11.5 命令流输入297

第12章 周期对称结构的模态分析实例301

12.1 问题描述301

12.2 建立模型301

12.3 定义边界条件并求解302

12.3.1 定义分析选项303

12.3.2 设定周期对称求解选项304

12.3.3 开始求解305

12.4 查看结果306

12.4.1 扩展结果306

12.4.2 读入结果306

12.4.3 查看模态307

12.5 命令流输入309

第13章 有预应力作用结构的谐响应实例315

13.1 问题描述315

13.2 建立模型315

13.2.1 指定分析标题并设置分析范畴316

13.2.2 定义单元类型316

13.2.3 定义材料性能和实常数317

13.2.4 生成节点319

13.2.5 生成弦单元321

13.3 定义边界条件、加载并求解322

13.3.1 定义载荷和边界条件322

13.3.2 进行静力分析324

13.3.3 进行模态分析327

13.3.4 进行谐响应分析330

13.4 观察分析结果335

13.4.1 利用POST1观察结果336

13.4.2 利用POST26观察结果339

13.5 命令流输入342

第14章 瞬态结构动力分析实例345

14.1 问题描述345

14.2 建立模型345

14.2.1 指定分析标题并设置分析范畴346

14.2.2 定义单元类型347

14.2.3 定义单元实常数347

14.2.4 定义材料性能349

14.2.5 定义节点350

14.2.6 生成梁单元和质量单元352

14.3 定义边界条件、加载并求解353

14.3.1 指定分析类型及分析选项353

14.3.2 定义主自由度354

14.3.3 定义载荷步选项并求解355

14.4 观察分析结果360

14.4.1 利用POST26观察缩减法结果361

14.4.2 扩展处理364

14.4.3 利用POST1观察结果365

14.5 命令流输入369

第15章 随机振动和随机疲劳分析实例372

15.1 问题描述372

15.2 建立模型373

15.2.1 指定分析标题并设置分析范畴373

15.2.2 定义单元类型374

15.2.3 定义单元实常数375

15.2.4 指定材料特性376

15.2.5 建立梁有限元模型377

15.2.6 建立板壳有限元模型382

15.3 定义边界条件、加载并求解387

15.3.1 定义载荷和边界条件387

15.3.2 进行模态求解388

15.3.3 获得谱解390

15.3.4 模态合并393

15.4 观察分析结果394

15.4.1 利用POST1观察结果394

15.4.2 在POST26处理器中计算PSD响应399

15.4.3 在POST26后处理器中计算协方差404

15.4.4 随机疲劳计算406

15.5 命令流输入407

第16章 单点响应谱分析实例411

16.1 问题描述411

16.2 建立模型411

16.3 定义边界条件、加载并求解413

16.3.1 定义载荷和边界条件413

16.3.2 进行模态求解413

16.3.3 获得谱解414

16.3.4 扩展模态417

16.3.5 模态合并418

16.4 观察分析结果419

16.4.1 结果列表419

16.4.2 云图显示结果423

16.5 命令流输入425

Ⅳ．非线性分析篇428

第17章 非线性结构分析429

17.1 非线性结构分析简介429

17.1.1 非线性结构的定义429

17.1.2 非线性结构分析注意事项430

17.2 非线性结构分析的分析过程431

17.2.1 建模431

17.2.2 加载求解431

17.2.3 结果后处理438

17.3 几何非线性440

17.3.1 几何非线性简介440

17.3.2 大应变效应440

17.3.3 对几何非线性情况的处理方法441

17.4 材料非线性442

17.4.1 进行塑性分析时的ANSYS输入443

17.4.2 塑性分析中的输出量443

17.4.3 塑性分析中的一些基本原则443

17.4.4 查看结果444

17.5 状态非线性444

17.5.1 点-点接触分析445

17.5.2 点-面接触分析445

17.5.3 面-面的接触分析446

第18章 非线性瞬态分析实例447

18.1 问题描述447

18.2 模型建立448

18.2.1 设置分析标题448

18.2.2 定义单元类型449

18.2.3 定义材料性质和强化数据表450

18.2.4 建立有限元模型452

18.3 定义分析类型、加载并求解456

18.3.1 定义分析类型和求解选项456

18.3.2 定义初始条件和约束458

18.3.3 求解问题459

18.4 观察分析结果460

18.4.1 利用POST1观察结果460

18.4.2 利用POST26观察结果463

18.5 非线性瞬态分析命令流466

第19章 塑性分析实例469

19.1 问题描述469

19.2 建立有限元模型470

19.2.1 设置分析标题470

19.2.2 定义参数471

19.2.3 定义单元类型472

19.2.4 定义材料特性和多线性随动强化数据表473

19.2.5 建立几何模型并分网474

19.2.6 定义耦合集和位移约束478

19.3 加载并求解480

19.3.1 定义分析类型和求解控制选项480

19.3.2 定义载荷步并输出载荷步文件481

19.3.3 求解问题483

19.4 结果分析483

19.4.1 利用通用后处理器观察结果483

19.4.2 利用时间历程后处理器分析结果485

19.5 塑性实例分析的命令流方式487

第20章 接触分析实例491

20.1 问题描述491

20.2 建立有限元模型492

20.2.1 设置分析标题492

20.2.2 定义单元类型492

20.2.3 定义材料特性493

20.2.4 建立几何模型并分网494

20.2.5 创建接触对496

20.3 加载并求解498

20.3.1 定义对称边界条件和位移约束499

20.3.2 定义并求解第一个载荷步500

20.3.3 定义并求解第二载荷步501

20.4 结果分析503

20.4.1 利用通用后处理器观察结果503

20.4.2 利用时间历程后处理器分析结果507

20.5 接触分析的命令流508

Ⅴ．热分析篇511

第21章 热-结构耦合分析512

21.1 热-结构耦合分析简介512

21.1.1 热分析基本知识512

21.1.2 耦合分析513

21.2 稳态热分析514

21.2.1 建模514

21.2.2 施加载荷计算514

21.2.3 后处理516

21.3 瞬态传热分析517

21.3.1 建模517

21.3.2 加载求解517

21.3.3 结果后处理520

21.4 热-结构耦合分析520

第22章 热-应力耦合分析实例522

22.1 问题描述522

22.2 建立模型523

22.2.1 指定分析标题并设置分析范畴523

22.2.2 定义单元类型524

22.2.3 定义材料热学性能525

22.2.4 建立轴对称几何模型526

22.2.5 对截面进行有限元分网528

22.3 稳态热分析529

22.3.1 定义温度边界条件529

22.3.2 进行稳态热分析求解530

22.3.3 观察稳态热分析结果531

22.4 结构应力分析535

22.4.1 转换模型535

22.4.2 定义结构分析边界条件及温度载荷537

22.4.3 分析求解540

22.4.4 观察结构分析结果540

22.5 热-应力耦合分析的命令流543