《有限元理論及ANSYS工程應(yīng)用》主要內(nèi)容包括以彈性力學(xué)為基礎(chǔ)的有限元的概念和基本理論,平面彈性力學(xué)問題,空間彈性力學(xué)問題,有限元基本理論,ANSYS15.0軟件的有限元分析過程,ANSYS15.0基本操作、基礎(chǔ)應(yīng)用實例、工程應(yīng)用實例等,《有限元理論及ANSYS工程應(yīng)用》在內(nèi)容安排上深入淺出、循序漸進,理論聯(lián)系實際,注重工程應(yīng)用。
《有限元理論及ANSYS工程應(yīng)用》適合機械工程、土木工程、化工裝備等工科專業(yè)教學(xué)及學(xué)習(xí)用書,也可作為相關(guān)專業(yè)從業(yè)人員參考學(xué)習(xí)用書。
自1960年R.W.Clough正式提出“有限元方法”以來,隨著計算機科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進步,有限元方法得到了長足的發(fā)展和快速的普及。有限元方法已經(jīng)在機械工程、航空航天、汽車、造船、土木工程、電子電氣、冶金與成形等眾多工程領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。有限元法的通用計算軟件作為有限元研究的一個重要組成部分,也隨著電子計算機的飛速發(fā)展而迅速發(fā)展起來。大型通用有限元分析軟件不斷涌現(xiàn)和更新,在產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計、分析以及制造過程得到了廣泛應(yīng)用,其功能強大、計算可靠、工作效率高,逐漸成為現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中計算機技術(shù)和現(xiàn)代工程方法的完美結(jié)合。同時,也對從事現(xiàn)代工程科學(xué)技術(shù)工作的人才提出了應(yīng)具備完整知識結(jié)構(gòu)的要求,即理論基礎(chǔ)、工程實踐和計算能力。
ANSYS軟件是一種大型通用的有限元分析(FEA)軟件,是世界范圍內(nèi)增長最快的CAE軟件。因其功能強大,應(yīng)用領(lǐng)域?qū)拸V,現(xiàn)已成為國際最流行的有限元分析軟件。目前,中國多所理工院校已采用ANSYS軟件進行有限元分析或者作為標準教學(xué)軟件,并且相繼開設(shè)了這方面的課程。我們根據(jù)近年來的有限元教學(xué)內(nèi)容和工程實踐經(jīng)驗編著了本書,并力求做到以下幾點:
首先,本書作為入門教材,主要講述了有限元的基本理論和通用有限元分析軟件ANSYS15.0在有限元分析中的應(yīng)用。本書可以作為一本介紹有限元分析與應(yīng)用的教學(xué)或參考用書,在進行有限元理論講解過程中,盡量避開了枯燥的理論,避免學(xué)生在理論面前望而卻步;同時又保留了足夠的理論知識確保可以靈活、有效地使用ANSYS15.0。在ANSYS15.0應(yīng)用過程中,首先介紹相關(guān)的基礎(chǔ)理論,然后給出一些工程實例問題,并進行理論求解計算,以便于大學(xué)生和初學(xué)者更好地學(xué)習(xí)有限元方法的基本概念。進而再介紹如何利用ANSYS求解這些問題。使大學(xué)生和初學(xué)者掌握如何利用通用有限元分析軟件進行問題的求解。
第1章 概論
1.1 有限元方法簡介
1.2 有限元方法發(fā)展概況與趨勢
1.3 有限元軟件開發(fā)與CAD/CAE技術(shù)
1.4 有限元方法及相關(guān)軟件計算分析的作用
1.5 本書內(nèi)容安排與特點
第2章 有限單元法理論基礎(chǔ)
2.1 有限單元法力學(xué)理論基礎(chǔ)概述
2.2 離散結(jié)構(gòu)的解析法與有限元法求解
2.3 彈性力學(xué)基本方程
2.4 有限單元法數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)
2.5 三角形平面單元彈性力學(xué)分析
2.6 等參有限單元法
2.7 空間彈性力學(xué)問題
第3章 有限元分析過程
3.1 有限元分析的一般過程
3.2 單元的位移插值函數(shù)
3.3 單元剛度矩陣與等效節(jié)點載荷向量
3.4 整體分析
3.5 約束條件的處理
3.6 有限元一般分析過程算例
3.7 幾種典型單元及位移模式
第4章 ANSYS概述
4.1 ANSYS簡介
4.2 ANSYS安裝與啟動
4.3 菜單介紹
4.4 ANSYs基本操作
4.5 ANSYs程序結(jié)構(gòu)
4.6 ANSYS的單位制
4.7 ANSYS的坐標系及切換
4.8 工作平面(Working Plane)
4.9 ANSYS通用操作
第5章 ANSYS基本操作基礎(chǔ)
5.1 幾何建模
5.2 材料設(shè)置與網(wǎng)格劃分
5.3 施加加載與求解
第6章 ANSYS應(yīng)用實例分析
6.1 ANSYS分析規(guī)劃方案
6.2 靜力學(xué)結(jié)構(gòu)分析概述
6.3 線性靜力學(xué)結(jié)構(gòu)分析的基本步驟
6.4 桁架結(jié)構(gòu)
6.5 梁結(jié)構(gòu)
6.6 二維與三維實體結(jié)構(gòu)分析
6.7 圓軸扭轉(zhuǎn)分析
6.8 壓桿屈曲分析
6.9 簡單振動模態(tài)分析
第7章 ANSYS工程應(yīng)用實例分析
7.1 土木工程實例分析
7.2 ANSYS在機械工程的應(yīng)用
7.3 化工裝備實例分析——球罐在地震載荷下的動力響應(yīng)
參考文獻