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作者简介

张应迁，从事于计算力学、生物力学研究，曾先后参与、主持研究数控机床床身优化、高压容器优化、锅炉炉排固有频率分析、高压阀门分析以及农业部发起的沼气发酵反应器流场的数值模拟与搅拌器参数优化软件开发等项目，具有深厚的理论基础知识和丰富的工程实践经验，精通有限元分析软件及主流三维设计软件的应用。尤其擅长ANSYS在工程实际中的应用。现为中国CAE联盟ANSYS专区、ABAQLJS专区版主。 张洪才，研究方向为机械结构强度分析与数值模拟。精通有限单元法和ANSYS软件应用。发表学术论文8篇，其中有5篇被3大检索收录。为中国CAE联盟ANSYS专区的版主，e-works的CAE咨询专家。

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内容介绍

《ANSYS有限元分析从入门到精通》分为8篇，共30章。第一篇ANSYS基础操作篇，包括有限元方法与ANSYS、工作平面、建模、模型的布尔运算、划分网格等；用实例阐述了ANSYS的前处理、后处理及时间历程后处理，还特别介绍了ANSYS中CAD模型的导入问题，包括各种典型的数据格式，以及ANSYS与当今流行的三维建模软件的接口实现。第二篇高级操作篇，包括自适应网格划分、子模型、单元死活、APDL与UIDL、优化设计；详细介绍了利用单元死活技术模拟焊接的应用。第三篇结构分析篇，通过大量的工程实例以及一些经典案例，如带圆孔矩形平板的应力集中、弹簧－质量系统的固有频率、梁的模态分析等，介绍了结构线性静力分析、结构非线性分析、结构动力学分析，让读者学以致用。第四篇接触分析篇，包括疲劳分析、接触分析、弹塑性分析，用实例讲解了ANSYS中疲劳、接触的分析流程。第五篇CFD与热分析篇，重点阐述ANSYS中不可压层流以及湍流的模拟、稳态传热分析与瞬态传热分析。第六篇电磁与声学篇，包括ANSYS声学分析、ANSYS电磁场分析，实例讲解了ANSYS中声固耦合实例、二维以及三维静态、瞬态磁场。第七篇阐述了Workbench仿真平台及具体的实例应用。第八篇常见疑难解答与经验技巧集萃，通过大量的实战技巧介绍帮助读者提高工作效率，寻找工作捷径。 《ANSYS有限元分析从入门到精通》适用于ANSYS软件的初、中级读者，以及有初步使用经验的技术人员，书中介绍的大量实例也可供高级用户参考。《ANSYS有限元分析从入门到精通》也可作为理工科院校相关专业的本科生、研究生学习ANSYS软件的教材和相关行业的工程技术人员使用ANSYS软件的参考书。

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第一篇 ANSYS基础操作篇 第1章有限元方法与ANSYS概述 1.1 有限单元法概述 1.2 线弹性力学的基本原理与最小势能原理 1.2.1 弹性力学的基本原理 1.2.2 最小势能原理 1.3 里兹法 1.4 有限单元法解题过程简介 1.5 ANSYS 11.0简介与基本使用 1.5.1 软件功能简介 1.5.2 前处理模块PREP7 1.5.3 求解模块SOLUTION 1.5.4 后处理模块POSTI和POST26 1.5.5 ANSYS 11.0新特征 第2章 ANSYS坐标系和工作平面 2.1 ANSYS坐标系简介 2.1.1 全局坐标系 2.1.2 局部坐标系 2.1.3 结果坐标系 2.2 ANSYS工作平面 2.2.1 建立工作平面 2.2.2 移动工作平面 2.2.3 工作平面性能的增强 第3章建模及模型导入 3.1 ANSYS建模 3.1.1 ANSYS建模步骤 3.1.2 实体建模方法 3.1.3 自底向上的建模方法 3.1.4 自上向下的建模方法 3.1.5 模型的复制、移动与缩放 3.2 CAD模型的导入 3.2.1 以IGES格式导人CAD模型 3.2.2 以x_t格式导入CAD模型 3.2.3 以sat格式导入CAD模型 3、2.4 应用实例 3.3 三维建模软件与ANSYS的接口 3.3.1 ANSYS与PRO／E的无缝连接 3.3.2 ANSYS与SOLIDWORKS间的数据交互 3.3.3 ANSYS与CATIA的数据交互 3.3.4 应用实例 第4章模型的布尔运算 4.1 引言 4.2 布尔操作后图元的编号 4.3 交运算 4.4 两两相交 4.5 加运算 4.6 减运算 4.7 搭接运算 4.8 分割运算 4.9 粘接运算 4.10 布尔运算的替代 4.11 布尔运算后的更新 4.12 布尔运算失败时建议采取的一些措施 4.1 3实例：轴承座的实体建模 第5章网格划分 5.1 网格类型简介 5.2 定义单元属性 5.2.1 为模型分配单元属性 5.2.2 默认单元属性 5.2.3 常用单元属性简介 5.3 网格划分控制 5.3.1 ANSYS网格划分工具 5.3.2 单元形状 5.3.3 单元形状与计算结果的关系 5.3.4 控制中间节点的位置 5.3.5 局部网格划分控制 5.3.6 内部网格划分控制 5.3.7 生成过渡的金字塔单元 5.3.8 将退化的四面体单元转化为非退化形式 5.4 自由网格和映射网格控制 5.4.1 自由网格划分 5.4.2 映射网格划分 5.5 改变网格 5.5.1 对模型重新划分网格 5.5.2 利用网格Accept／Reject提示 5.5.3 清除网格 5.5.4 细化局部网格 5.5.5 改进网格（只针对四面体单元网格） 5.6 网格质量的评价 5.7 二维单元与三维单元划分实例 5.7.1 重力坝的网格划分 5.7.2 三维单元 第6章加载和求解 6.1 载荷的概念 6.1.1 载荷的分类 6.1.2 关于载荷步和子步 6.2 载荷的施加 6.2.1 实体模型载荷与有限元模型载荷的优缺点 6.2.2 施加载荷 6.2.3 载荷步选项 6.2.4 创建多载荷步 6.3 耦合及约束方程 6.3.1 何谓耦合 6.3.2 如何生成耦合自由度集 6.3.3 耦合的其他条件 6.3.4 什么是约束方程 6.3.5 如何生成约束方程 6.3.6 约束方程的其他注意事项 6.4 求解 6.4.1 定义分析类型 6.4.2 求解控制 6.4.3 求解 第7章通用后处理 7.1 后处理简介 7.2 读人结果数据 7.3 图形显示 7.3.1 云图显示 7.3.2 矢量显示 7.3.3 反作用力显示 7.3.4 破碎图 7.4 单元表 7.4.1 填上按名字来识别变量的单元表 7.4.2 填充按序号识别变量的单元表 7.4.3 定义单元表的注释 7.5 列出结果 7.6 路径操作 7.6.1 定义路径 7.6.2 沿路径插值数据 7.6.3 映射路径数据 7.6.4 观察路径项 7.6.5 在路径项中执行算术运算 7.6.6 将路径数据从一文件中存档或恢复 7.6.7 删除路径 7.7 载荷工况 7.7.1 存储组合载荷工况 7.3.2 可求和数、不可求和数及常数 第8章时间历程响应后处理 8.1 时间历程变量观察器 8.2 时间历程后处理器的使用 8.2.1 定义变量 8.2.2 处理变量并进行计算 8.3 变量的评价 8.3.1 图形显示结果 8.3.2 列表显示结果 8.3.3 数据的平滑 第二篇高级操作篇 第9章自适应网格划分 9.1 自适应网格简介 9.2 自适应网格的先决条件 9.3 支持自适应网格的单元类型 9.4 自适应网格划分的一般步骤 9.5 用户子程序定制ADAPT宏 9.5.1 生成用户网格划分子程序（ADAPTMSH.MAC） 9.5.2 生成用户边界条件子程序（ADAPTBC.MAC） 9.5.3 关于用户子程序的一些其他说明 9.6 自适应网格划分实例 第10章子模型 10.1 子模型简介 10.2 子模型分析的一般步骤 10.2.1 第一步：生成并分析较粗糙的模型 10.2.2 第二步：生成子模型 10.2.3 第三步：生成切割边界插值 10.2.4 第四步：分析子模型 10.2.5 第五步：验证切割边界和应力集中位置的距离是否足够 10.3 子模型实例 第11章单元死活 11.1 单元死活简介 11.2 支持单元死活单元类型 11.3 单元死活分析的一般步骤 11.3.1 建模 11.3.2 施加载荷并求解 11.3.3 查看结果 11.4 单元死活模拟二维焊接实例 第12章使用APDL、UIDL进行二次开发 12.1 APDL概述 12.2 APDL基础 12.3 数组参数 12.4 宏基础 12.5 UIDL概述 12.6 UIDL实例 12.7 APDL实例 第13章优化设计 13.1 目标优化 13.1.1 ANSYS优化设计基础 13.1.2 优化设计的一般步骤 13.2 拓扑优化设计 13.2.1 拓扑优化的主要步骤 13.2.2 拓扑优化问题的定义 13.2.3 控制优化进程 13.2.4 观察结果 13.3 优化分析实例 13.3.1 目标优化实例 13.3.2 拓扑优化实例 第三篇结构分析篇 第14章结构线性静力分析实例与分析 14.1 静力分析概述 14.2 结构线性静力分析实例 14.2.1 带圆孔矩形平板的拉伸 14.2.2 梁的自重分析 14.2.3 列管式换热器高压球底组件强度分析 14.2.4 独管塔的强度分析 14.3 实例分析 第15章结构非线性静力分析实例与分析 15.1 结构非线性概述 15.1.1 状态变化（包括接触） 15.1.2 几何非线性 15.1.3 材料非线性 15.2 非线性分析的基本知识 15.2.1 方程求解 15.2.2 保守行为与非保守行为：过程依赖性 15.2.3 子步 15.2.4 载荷和位移方向 15.2.5 非线性分析 15.3 结构非线性实例 15.3.1 压杆的屈曲分析 15.3.2 混凝土非线性计算实例——梁平面应力 15.3.3 双轴向载荷作用下平板的蠕变 15.4 实例分析 第16章结构动力学实例与分析 16.1 结构动力学概述 16.1.1 动力学分析类型 16.1.2 基本概念和术语 16.2 模态分析实例 16.2.1 模态分析基础理论 16.2.2 弹簧－质量系统的固有频率 16.2.3 梁的模态分析 16.3 谐响应实例 16.3.1 谐响应分析介绍 16.3.2 弹簧－质量系统的谐响应分析实例 16.4 瞬态动力学实例 16.4.1 瞬态分析基础理论 16.4.2 球体撞击柔性平面 16.4.3 带集中质量梁的瞬态响应 16.5 结构动力学实例分析 第四篇接触分析篇 第17章疲劳分析 17.1 疲劳的定义 17.2 疲劳计算 17.2.1 进入POST1和恢复数据库 17.2.2 建立疲劳计算的规模、材料疲舅性质和疲劳计算的位置 17.2.3 储存应力、指定事件循环次数和比例因子 17.2.4 激活疲劳计算 17.2.5 查看计算结果 17.2.6 其他记数方法 17.3 疲劳实例 第18章接触分析 18.1 接触简介 18.1.1 点——点接触 18.1.2 点——面接触 18.1.3 面——面接触 18.2 接触分析的一般步骤 18.2.1 点——面接触分析的步骤 18.2.2 点——面接触分析的步骤 18.2.3 面——面接触分析的步骤 18.3 接触实例 第19章弹塑性分析 19.1 塑性理论引言 …… 第五篇 CFD与热分析篇 第六篇电磁与声学篇 第七篇 Workbench篇 第八篇常见疑难解答与经难技巧集萃

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