ANSYS工程分析進(jìn)階實(shí)例（修訂版）

1、注重知識(shí)的基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性與全局性，兼顧前瞻性與引導(dǎo)性。

2、語(yǔ)言精煉，應(yīng)用案例豐富，講解內(nèi)容深入淺出。

3、體系完整，內(nèi)容充實(shí)，注重應(yīng)用性與實(shí)踐性。

4、講求實(shí)用，培養(yǎng)技能，提高素質(zhì)，擴(kuò)展視野。

  ANSYS是最為通用和有效的商用有限元軟件之一，它不斷吸收當(dāng)今世界最新的計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)，引領(lǐng)著有限元界的發(fā)展趨勢(shì)，并為全球工業(yè)界廣泛接受，擁有全球最大的用戶群。它融結(jié)構(gòu)、傳熱學(xué)、流體、電磁、聲學(xué)和爆破分析于一體，具有極為強(qiáng)大的前后處理及計(jì)算分析能力，能夠同時(shí)模擬結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁以及多種物理場(chǎng)間的耦合效應(yīng)。自落戶中國(guó)以來(lái)，ANSYS以其強(qiáng)大的功能、可靠的質(zhì)量贏得了中國(guó)CAE用戶的認(rèn)可，并在我國(guó)的航空航天、鐵路運(yùn)輸業(yè)、石油化工、機(jī)械制造、能源、汽車(chē)、電子、土木工程、造船、生物醫(yī)學(xué)、輕工、地礦、水利等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，為各領(lǐng)域的科學(xué)研究和工程應(yīng)用做出了巨大的貢獻(xiàn)。

  命令流是ANSYS軟件的一大特色，其功能十分強(qiáng)大，使用十分方便。它是一種類(lèi)似于FORTRAN的解釋性語(yǔ)言，它與GUI（圖形界面）一樣，能夠完成所有的分析過(guò)程。命令流也是ANSYS參數(shù)化有限元分析、分析批處理、優(yōu)化設(shè)計(jì)、自適應(yīng)網(wǎng)格以及二次開(kāi)發(fā)的主要基礎(chǔ)。ANSYS用戶掌握命令流方式后，能夠極大地豐富分析手段、提高工作效率。無(wú)論是從GUI（菜單操作）還是命令流開(kāi)始學(xué)習(xí)ANSYS，熟練掌握命令流操作始終都是學(xué)好ANSYS軟件所必需的。

  本書(shū)以命令流操作為主，在ANSYS 11.0版本環(huán)境下調(diào)試通過(guò)，依托于大量實(shí)例（篇幅約占本書(shū)的80％的內(nèi)容），具體講解運(yùn)用ANSYS高級(jí)有限元分析軟件處理工程問(wèn)題的思路和詳細(xì)步驟，手把手教給讀者面對(duì)一個(gè)工程問(wèn)題如何籌劃方案、建立模型、分析計(jì)算、結(jié)果處理等。根據(jù)由淺入深的原則分為7章講述，第1、2章通過(guò)教學(xué)實(shí)例介紹ANSYS的基礎(chǔ)分析方法；第3、4章作為專(zhuān)題篇，重點(diǎn)介紹實(shí)用性較強(qiáng)的16個(gè)專(zhuān)題技術(shù)；第5、6、7章介紹ANSYS在土木、機(jī)械及電子行業(yè)中的典型應(yīng)用。

讀者對(duì)象

  本書(shū)特別適用于土木、機(jī)械、力學(xué)及電子工程專(zhuān)業(yè)的高年級(jí)本科生、研究生和工程技術(shù)人員，并可作為學(xué)習(xí)掌握ANSYS軟件的參考教材。本書(shū)特別適合希望使用CAE在行業(yè)中提升職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的讀者閱讀。

本書(shū)特色

? 由淺入深——在內(nèi)容的安排上，層次分明，讀者可以從教學(xué)實(shí)例篇入門(mén)，再由專(zhuān)題技術(shù)篇提升實(shí)際分析能力，最后通過(guò)大量的工程實(shí)例練習(xí)達(dá)到分析工程問(wèn)題的能力。

? 熱點(diǎn)專(zhuān)題技術(shù)——為了增強(qiáng)讀者解決實(shí)際問(wèn)題的能力，專(zhuān)題技術(shù)篇選取16個(gè)熱點(diǎn)專(zhuān)題技術(shù)集中講述，包括讀者在使用ANSYS時(shí)最有可能遇到的問(wèn)題，以及常用的分析技術(shù)。

? 把握熱點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域——ANSYS在土木工程、機(jī)械工程和電子工程領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，本書(shū)的工程實(shí)例篇涵蓋各個(gè)領(lǐng)域中的典型應(yīng)用，很有參考價(jià)值。

? 強(qiáng)大的工程應(yīng)用背景——本書(shū)列舉的工程實(shí)例都是從實(shí)際工程、科研項(xiàng)目中提煉出來(lái)的，具有很強(qiáng)的參考價(jià)值。同時(shí)著重講解如何用ANSYS來(lái)解決實(shí)際科研、工作中的問(wèn)題。

? 命令流的使用——本書(shū)以命令流操作方式為主，提供了系統(tǒng)學(xué)習(xí)命令流的平臺(tái)，幫助讀者更快地具備高級(jí)分析能力。

? 配備所有案例的命令流文件——讓讀者的學(xué)習(xí)過(guò)程更加高效，并且對(duì)命令流做了詳細(xì)注釋?zhuān)�最大限度地增加可閱讀性。該命令流可以到中國(guó)水利水電出版社網(wǎng)站和萬(wàn)水書(shū)苑下載。

分工與致謝

  本書(shū)由西南交通大學(xué)工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)室（Engineering Mechanics Laboratory）工作人員編寫(xiě)，王呼佳、包陳任主編，陳洪軍、吳志俊、董城、余偉煒與毛江徽擔(dān)任部分編寫(xiě)工作，全書(shū)由姚新軍審定。同時(shí)參與本書(shū)編排的還有王斌、肖靜等，在此一并感謝。

  本書(shū)承蒙西南交通大學(xué)柳葆生教授、蔡力勛教授、成志強(qiáng)副教授的大力支持，對(duì)本書(shū)給予了諸多的指導(dǎo)，在此深表感謝。另外華為技術(shù)有限公司葉裕明工程師、西南交通大學(xué)肖新標(biāo)博士、劉宇杰博士、闞前華博士、宋久鵬博士、張娟博士、侯延輝博士、李釗、范小欣、黃光輝、徐尹杰、金蕾、范玲俐、何曉霞、中山大學(xué)張慶家對(duì)于本書(shū)的編寫(xiě)亦給與了實(shí)際的指導(dǎo)和關(guān)心，在此表示感謝。在本書(shū)的創(chuàng)作期間獲得中國(guó)水利水電出版社老師的大力支持，正是他們辛苦的付出，才使得本書(shū)能夠在第一時(shí)間面向讀者。對(duì)于在創(chuàng)作過(guò)程中一直給予關(guān)心支持的愛(ài)人、朋友、家人、同事們，在此一并表示感謝。

  由于時(shí)間倉(cāng)促，作者水平有限，書(shū)中錯(cuò)誤、紕漏之處難免，敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

 

前言
第一篇  教學(xué)范例篇
 
第1章  APDL參數(shù)化語(yǔ)言簡(jiǎn)述 2
1.1  APDL概述 2
1.1.1  APDL簡(jiǎn)介 2
1.1.2  如何生成APDL文件 3
1.1.3  使用APDL進(jìn)行有限元分析的實(shí)例 4
1.2  參數(shù)與變量參數(shù)的用法 8
1.2.1  參數(shù)與變量參數(shù)的命名規(guī)則 8
1.2.2  參數(shù)與變量參數(shù)的定義與賦值 8
1.3  數(shù)組參數(shù)的用法 9
1.3.1  數(shù)組參數(shù)概述及類(lèi)型 9
1.3.2  數(shù)組參數(shù)的定義與賦值 10
1.3.3  數(shù)組參數(shù)的顯示 11
1.3.4  數(shù)據(jù)文件的寫(xiě)出與讀入 11
1.4  表參數(shù)的用法 11
1.5  流程控制 12
1.5.1  循環(huán)結(jié)構(gòu) 12
1.5.2  分支結(jié)構(gòu) 13
1.6  宏文件 14
1.6.1  宏的創(chuàng)建 14
1.6.2  宏的使用 15
1.6.3  宏的局部變量 15
1.6.4  宏嵌套 16
第2章  使用ANSYS命令流進(jìn)行有限元分析 17
2.1  坐標(biāo)系統(tǒng)基本應(yīng)用技巧 17
2.1.1  總體坐標(biāo)系 17
2.1.2  局部坐標(biāo)系 18
2.1.3  工作平面 19
2.1.4  綜合教學(xué)實(shí)例 20
2.2  直接法生成有限元模型 27
2.2.1  節(jié)點(diǎn)的生成 27
2.2.2  單元的生成 29
2.2.3  編號(hào)控制 30
2.2.4  綜合教學(xué)實(shí)例 31
2.3  實(shí)體建模 39
2.3.1  概述 39
2.3.2  群組命令 40
2.3.3  實(shí)體模型的生成 40
2.3.4  布爾運(yùn)算 48
2.3.5  綜合教學(xué)實(shí)例 53
2.4  網(wǎng)格生成 58
2.4.1  定義單元屬性 59
2.4.2  網(wǎng)格劃分控制 60
2.4.3  網(wǎng)格的生成 61
2.4.4  綜合教學(xué)實(shí)例 61
2.5  載荷施加與求解 69
2.5.1  載荷的種類(lèi) 69
2.5.2  載荷的施加 70
2.5.3  載荷步的設(shè)置 71
2.5.4  求解 72
2.6  后處理 75
2.6.1  常用通用后處理和時(shí)間后處理技術(shù) 75
2.6.2  綜合教學(xué)實(shí)例 76
第二篇  專(zhuān)題技術(shù)實(shí)例篇
 
第3章  熱門(mén)高級(jí)分析技巧選講 82
3.1  量綱問(wèn)題 83
3.1.1  量綱問(wèn)題概述 83
3.1.2  量綱換算方法 83
3.1.3  量綱選用原則 85
3.2  坐標(biāo)系使用總結(jié) 85
3.2.1  坐標(biāo)系分類(lèi) 85
3.2.2  總體坐標(biāo)系與局部坐標(biāo)系 86
3.2.3  顯示坐標(biāo)系 89
3.2.4  節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系 89
3.2.5  單元坐標(biāo)系 90
3.2.6  結(jié)果坐標(biāo)系 91
3.2.7  工作平面 91
3.3  初應(yīng)力場(chǎng)的獲得和施加 93
3.3.1  初應(yīng)力載荷概述 94
3.3.2  初應(yīng)力文件格式 94
3.3.3  應(yīng)用實(shí)例 95
3.4  函數(shù)邊界條件加載 99
3.4.1  復(fù)雜邊界條件施加方法概述 99
3.4.2  函數(shù)邊界條件的加載的基本過(guò)程 100
3.4.3  使用函數(shù)編輯器的一些基本概念 100
3.4.4  應(yīng)用實(shí)例 100
3.5  移動(dòng)載荷的施加 105
3.5.1  移動(dòng)載荷概述 105
3.5.2  移動(dòng)載荷應(yīng)用實(shí)例 106
3.6  復(fù)雜面載荷的施加 108
3.6.1  基本思路 109
3.6.2  應(yīng)用實(shí)例 109
3.7  查看某一截面結(jié)果 111
3.7.1  查看截面結(jié)果的方法 111
3.7.2  應(yīng)用實(shí)例 112
3.8  桿梁殼單元內(nèi)力的輸出 115
3.8.1  定義輸出選項(xiàng) 115
3.8.2  定義單元表 116
3.8.3  繪制內(nèi)力圖 117
3.8.4  應(yīng)用實(shí)例 118
3.8.5  注意事項(xiàng) 119
3.9  載荷工況組合 120
3.9.1  載荷工況組合方法 121
3.9.2  保存組合載荷工況 123
3.9.3  應(yīng)用實(shí)例 125
3.10  使用查詢函數(shù) 128
3.10.1  查詢函數(shù)概述 128
3.10.2  對(duì)象信息查詢函數(shù) 128
3.10.3  系統(tǒng)信息查詢函數(shù)/INQUIRE 130
3.10.4  應(yīng)用實(shí)例 131
第4章  常用高級(jí)分析功能 133
4.1  預(yù)應(yīng)力問(wèn)題 133
4.1.1   預(yù)應(yīng)力問(wèn)題綜述 134
4.1.2  應(yīng)用實(shí)例 136
4.2  梁分析和自定義橫截面形狀 140
4.2.1  梁的綜述 141
4.2.2  梁?jiǎn)卧�的定義及劃分 142
4.2.3  載荷的施加 143
4.2.4  后處理 144
4.2.5  橫截面形狀綜述 144
4.2.6  自定義截面 145
4.2.7  BEAM188和BEAM189單元 145
4.2.8  應(yīng)用實(shí)例 146
4.3  耦合及約束方程 148
4.3.1  耦合 149
4.3.2  約束方程 151
4.3.3  應(yīng)用實(shí)例 154
4.4  動(dòng)力學(xué)分析中的阻尼問(wèn)題 158
4.4.1  阻尼問(wèn)題概述 158
4.4.2  節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系和總體坐標(biāo)系 158
4.4.3  阻尼的種類(lèi) 159
4.4.4  ANSYS中的阻尼 160
4.4.5  應(yīng)用分類(lèi) 164
4.4.6  應(yīng)用舉例 166
4.5  屈曲分析 168
4.5.1  屈曲概述 168
4.5.2  特征值（線性）屈曲分析 169
4.5.3  非線性屈曲分析 170
4.5.4  應(yīng)用實(shí)例 171
4.6  結(jié)構(gòu)可靠性分析 174
4.6.1  結(jié)構(gòu)可靠性分析相關(guān)概念 174
4.6.2  可靠性分析過(guò)程與步驟 174
4.6.3  可靠性分析總體建議 176
4.6.4  可靠性分析實(shí)例 176
 
第三篇  工程實(shí)例篇
 
第5章  土木工程應(yīng)用實(shí)例 182
5.1  鋼筋混凝土懸索橋有限元分析 183
5.1.1  問(wèn)題描述 183
5.1.2  力學(xué)及有限元模型 184
5.1.3  初始位置的確定 188
5.1.4  模態(tài)分析 198
5.1.5  移動(dòng)載荷分析 200
5.2  門(mén)式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)有限元分析 206
5.2.1  問(wèn)題描述 206
5.2.2  力學(xué)及有限元模型 206
5.2.3  模型建立 213
5.2.4  靜力分析 219
5.2.5  模態(tài)分析 221
5.2.6  地震時(shí)程分析 222
5.3  高層與高聳結(jié)構(gòu)抗風(fēng)抗震分析 227
5.3.1  問(wèn)題描述 227
5.3.2  力學(xué)及有限元模型 228
5.3.3  模態(tài)分析 231
5.3.4  風(fēng)載荷分析 236
5.3.5  地震分析 242
5.4  大型渡槽結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析 249
5.4.1  問(wèn)題描述 249
5.4.2  力學(xué)及有限元模型 250
5.4.3  模態(tài)分析 254
5.4.4  地震響應(yīng)分析 265
5.5  雙連拱隧道開(kāi)挖有限元模擬 268
5.5.1  問(wèn)題描述 269
5.5.2  力學(xué)及有限元模型 270
5.5.3  模型建立 274
5.5.4  加載及求解 284
5.5.5  結(jié)果分析 286
第6章  機(jī)械工程應(yīng)用實(shí)例 293
6.1  龍門(mén)起重機(jī)結(jié)構(gòu)有限元分析 294
6.1.1  問(wèn)題描述 294
6.1.2  力學(xué)及其有限元模型 295
6.1.3  模型建立 299
6.1.4  自重分析 304
6.1.5  同時(shí)考慮重力和移動(dòng)載荷 305
6.1.6  模態(tài)分析 309
6.2  大型回轉(zhuǎn)窯有限元分析 311
6.2.1  問(wèn)題描述 311
6.2.2  有限元建模 313
6.2.3  加載求解 321
6.2.4  結(jié)果分析 322
6.3  法蘭結(jié)構(gòu)螺栓裝配分析 329
6.3.1  Workbench概述 329
6.3.2  模型調(diào)入 334
6.3.3  加載求解 334
6.3.4  結(jié)果后處理 338
6.3.5  FE Modeler模塊中的有用信息 340
6.4  錐形夾頭的過(guò)盈裝配及摩擦分析 344
6.4.1  問(wèn)題描述 344
6.4.2  力學(xué)及有限元模型 344
6.4.3  模型建立 347
6.4.4  加載及求解 354
6.4.5  結(jié)果分析 355
6.5  壓力容器有限元模擬 361
6.5.1  問(wèn)題描述 361
6.5.2  力學(xué)及有限元模型 362
6.5.3  模型建立 363
6.5.4  加載及求解 369
6.5.5  結(jié)果分析 369
第7章  電子工程應(yīng)用實(shí)例 375
7.1  電子封裝QFP結(jié)構(gòu)有限元分析 376
7.1.1  問(wèn)題描述 376
7.1.2  力學(xué)及有限元模型 377
7.1.3  模型建立 380
7.1.4  加載及求解 389
7.1.5  結(jié)果分析 389
7.2  CBGA封裝有限元分析 391
7.2.1  問(wèn)題描述 392
7.2.2  力學(xué)及有限元模型 393
7.2.3  模型建立 397
7.2.4  加載及求解 402
7.2.5  結(jié)果分析 403
7.3  電磁振動(dòng)臺(tái)磁場(chǎng)特性分析 406
7.3.1  問(wèn)題描述 406
7.3.2  力學(xué)及有限元模型 407
7.3.3  模型建立 411
7.3.4  加載及求解 419
7.3.5  結(jié)果分析 419
附錄A  常用APDL命令 422
附錄B  常用結(jié)構(gòu)分析命令查詢 423
B.1  數(shù)據(jù)庫(kù)（DATABASE）命令 423
B.2  參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言命令 424
B.3  前處理（PREP7）命令 425
B.4  求解（SOLUTION）命令 431
B.5  通用后處理 433
參考文獻(xiàn) 435

1. Ansys Workbench結(jié)構(gòu)分析熱點(diǎn)解析 [牛海峰 ]
2. ANSYS Workbench在壓力容器分析中的應(yīng)用與技術(shù)評(píng)論 [欒春遠(yuǎn) 編著]
3. 基于ANSYS的復(fù)合材料有限元分析和應(yīng)用（第二版） [李占營(yíng) 張承承 李成良 編著]
4. ANSYS AQWA進(jìn)階應(yīng)用 [高巍 董璐 編著]
5. ANSYS SCADE Suite建模基礎(chǔ) [荊華 沈軼燁]
6. ANSYS AQWA軟件入門(mén)與提高 [主編 高巍]
7. ANSYS APDL參數(shù)化有限元分析技術(shù)及其應(yīng)用實(shí)例（第二版） [李占營(yíng) 闞川 等編著]
8. ANSYS解讀ASME分析設(shè)計(jì)規(guī)范與開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng) [欒春遠(yuǎn) 編著]
9. 基于ANSYS的復(fù)合材料有限元分析和應(yīng)用 [李占營(yíng) 闞川 張承承 編著]
10. ANSYS Icepak進(jìn)階應(yīng)用導(dǎo)航案例 [王永康　張義芳　編著]
11. ANSYS SpaceClaim直接建模指南與CAE前處理應(yīng)用解析 [王偉達(dá) 黃志新 李苗倩 編著]
12. ANSYS Workbench結(jié)構(gòu)工程高級(jí)應(yīng)用 [劉笑天]
13. ANSYS結(jié)構(gòu)有限元高級(jí)分析方法與范例應(yīng)用（第三版） [尚曉江 邱峰]
14. ANSYS APDL參數(shù)化有限元分析技術(shù)及其應(yīng)用實(shí)例 [張濤 等編著]
15. ANSYS Workbench基礎(chǔ)教程與實(shí)例詳解（第二版） [浦廣益]
16. ANSYS非線性有限元分析方法及范例應(yīng)用 [張洪偉 高相勝 張慶余 編著]
17. ANSYS信號(hào)完整性分析與仿真實(shí)例 [房麗麗 編著]
18. 壓力容器全模型ANSYS分析與強(qiáng)度計(jì)算新規(guī)范 [欒春遠(yuǎn) 編著]
19. ANSYS 13.0 Workbench數(shù)值模擬技術(shù) [許京荊]
20. ANSYS二次開(kāi)發(fā)及應(yīng)用實(shí)例詳解 [師訪]
21. ANSYS流固耦合分析與工程實(shí)例 [宋學(xué)官 蔡林 張華 編著]
22. ANSYS ICEM CFD網(wǎng)格劃分技術(shù)實(shí)例詳解 [紀(jì)兵兵 陳金瓶]
23. ANSYS 10.0工程電磁分析技術(shù)與實(shí)例詳解 [閻照文]
24. ANSYS土木工程應(yīng)用實(shí)例（第三版） [何本國(guó) 主 編]
25. ANSYS Workbench 12基礎(chǔ)教程與實(shí)例詳解 [浦廣益 編著]
26. ANSYS 10.0/LS-DYNA基礎(chǔ)理論與工程實(shí)踐 [李裕春 時(shí)黨勇 趙遠(yuǎn) 編著]
27. ANSYS在機(jī)械與化工裝備中的應(yīng)用（第二版） [余偉煒 高炳軍 主編 陳洪軍 王呼]
28. ANSYS/APDL高級(jí)工程應(yīng)用實(shí)例分析與二次開(kāi)發(fā) [周寧 等編著]
29. 隧道及地下工程ANSYS實(shí)例分析 [李圍 等編著]
30. ANSYS 11.0/LS-DYNA基礎(chǔ)理論與工程實(shí)踐 [李裕春 等編著]