ANSYS2024有限元分析从入门到精通

前言
第1章　Ansys概述1
1.1　CAE软件简介2
1.2　有限元法简介4
1.2.1　有限元法的基本思想4
1.2.2　有限元法的特点4
1.2.3　有限元模型 5
1.2.4　自由度6
1.2.5　节点和单元6
1.3　Ansys简介7
1.3.1　Ansys的功能7
1.3.2　Ansys的发展8
1.3.3　Ansys 2024的启动9
1.3.4　Ansys 2024运行环境配置9
1.4　程序结构11
1.4.1　处理器11
1.4.2　文件格式11
1.4.3　输入方式11
1.4.4　输出文件类型12
1.5　Ansys分析求解过程12
1.5.1　前处理13
1.5.2　加载并求解13
1.5.3　后处理14
1.5.4　实例导航—导弹发动机药柱承受温度和内压载荷数值模拟14
第2章　几何建模16
2.1　几何建模概述17
2.1.1　自底向上创建几何模型17
2.1.2　自顶向下创建几何模型17
2.1.3　布尔运算操作18
2.1.4　拖拉和旋转18
2.1.5　移动和复制19
2.1.6　修改模型(清除和删除)19
2.1.7　从IGES文件几何模型导入到Ansys20
2.2　自顶向下创建几何模型(体素)20
2.2.1　创建面体素20
2.2.2　创建实体体素21
2.3　自底向上创建几何模型22
2.3.1　关键点22
2.3.2　硬点24
2.3.3　线25
2.3.4　面27
2.3.5　体28
2.4　工作平面的使用29
2.4.1　定义一个新的工作平面30
2.4.2　控制工作平面的显示和样式30
2.4.3　移动工作平面31
2.4.4　旋转工作平面31
2.4.5　还原一个已定义的工作平面31
2.4.6　工作平面的高级用途32
2.5　 坐标系简介33
2.5.1　总体坐标系和局部坐标系34
2.5.2　显示坐标系36
2.5.3　节点坐标系36
2.5.4　单元坐标系37
2.5.5　结果坐标系38
2.6　使用布尔运算来修正几何模型38
2.6.1　布尔运算的设置38
2.6.2　布尔运算后的图元编号39
2.6.3　交运算39
2.6.4　两两相交40
2.6.5　相加40
2.6.6　相减41
2.6.7　利用工作平面做减运算42
2.6.8　搭接42
2.6.9　分割42
2.6.10　粘接(或合并)43
2.7　移动、复制和缩放几何模型43
2.7.1　按照样本生成图元43
2.7.2　由对称映像生成图元44
2.7.3　将样本图元转换坐标系44
2.7.4　实体模型图元的缩放45
2.8　实例导航—导弹发动机药柱建模45
2.8.1　自底向上创建药柱模型45
2.8.2　布尔运算创建药柱模型53
2.8.3　导入SolidWorks中创建的药柱模型57
第3章　建模实例59
3.1　实例导航—几何模型的输入60
3.1.1　输入IGES单一实体60
3.1.2　输入SAT 单一实体62
3.1.3　输入Parasolid 单一实体65
3.2　实例导航—修改输入模型67
3.2.1　自顶向下建模实例71
3.2.2　自底向上建模实例82
第4章　网格划分95
4.1　有限元网格概述96
4.2　设定单元属性96
4.2.1　生成单元属性表96
4.2.2　在划分网格之前分配单元属性97
4.3　网格划分的控制98
4.3.1　Ansys网格划分工具(MeshTool)98
4.3.2　单元形状99
4.3.3　选择自由或映射网格划分100
4.3.4　控制单元边中节点的位置100
4.3.5　划分自由网格时的单元尺寸控制(SmartSizing)100
4.3.6　映射网格划分中单元的默认尺寸101
4.3.7　局部网格划分控制102
4.3.8　内部网格划分控制103
4.3.9　生成过渡棱锥单元105
4.3.10　将退化的四面体单元转化为非退化的形式105
4.3.11　执行层网格划分106
4.4　自由网格划分和映射网格划分控制106
4.4.1　自由网格划分106
4.4.2　映射网格划分107
4.5　给实体模型划分有限元网格112
4.5.1　用命令生成网格113
4.5.2　生成带方向节点的梁单元网格113
4.5.3　在分界线或分界面处生成单位厚度的界面单元115
4.6　延伸和扫掠生成有限元模型116
4.6.1　延伸生成网格116
4.6.2　扫掠生成网格118
4.7　修正有限元模型121
4.7.1　局部细化网格121
4.7.2　移动和复制节点和单元123
4.7.3　控制面、线和单元的法向124
4.7.4　修改单元属性125
4.8　直接通过节点和单元生成有限元模型126
4.8.1　节点126
4.8.2　单元128
4.9　编号控制130
4.9.1　合并重复项130
4.9.2　编号压缩131
4.9.3　设定起始编号132
4.9.4　编号偏差132
4.10　实例导航—导弹发动机药柱模型网格划分133
4.10.1　智能分网135
4.10.2　扫掠分网136
4.10.3　采用延伸分网142
第5章　施加载荷147
5.1　载荷概述148
5.1.1　什么是载荷148
5.1.2　载荷步、子步和平衡迭代149
5.1.3　时间参数149
5.1.4　阶跃载荷与坡道载荷150
5.2　载荷施加相关内容151
5.2.1　实体模型载荷与有限单元载荷151
5.2.2　施加载荷方法152
5.2.3　利用表格施加载荷157
5.2.4　轴对称载荷与反作用力159
5.2.5　利用函数施加载荷和边界条件160
5.3　设定载荷步选项162
5.3.1　通用选项162
5.3.2　非线性选项165
5.3.3　动态选项166
5.3.4　输出控制166
5.3.5　Biot-Savart选项167
5.3.6　谱分析选项168
5.3.7　创建多载荷步文件168
5.4　实例导航—导弹发动机药柱模型载荷施加169
5.4.1　单载荷步的施加170
5.4.2　多载荷步的施加173
5.4.3　表格及函数载荷的施加176
第6章　求解178
6.1　求解概述179
6.1.1　使用直接求解法179
6.1.2　使用稀疏矩阵直接求解法求解器180
6.1.3　使用雅克比共轭梯度法求解器180
6.1