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上篇 有限元法基本原理3

第1章 概述3

1.1有限元法的基本思想3

1.2有限元法的特点4

1.3有限元法的发展及其应用领域6

1.3.1有限元法的发展6

1.3.2有限元法的应用领域9

本章小结10

习题11

第2章 弹性力学基本理论12

2.1弹性力学的基本假设12

2.2弹性力学的基本概念13

2.2.1体力13

2.2.2面力14

2.2.3应力15

2.2.4应变16

2.2.5位移17

2.2.6主应力17

2.2.7相当应力19

2.2.8主应变20

2.3弹性力学的基本方程20

2.3.1平衡微分方程21

2.3.2几何方程21

2.3.3物理方程22

2.3.4边界条件24

2.4平面问题的基本理论25

2.4.1平面应力问题25

2.4.2平面应变问题26

2.4.3平面问题的基本方程26

2.5弹性力学中的能量原理29

2.5.1虚位移原理29

2.5.2极小势能原理30

2.6平面问题求解举例31

本章小结33

习题33

第3章 弹性力学有限元法34

3.1有限元法求解问题的基本步骤34

3.2杆单元40

3.3梁单元45

3.4平面问题的单元构造50

3.5空间问题的单元构造61

3.6有限元振动问题初步63

3.7有限元后处理66

本章小结67

习题68

第4章 有限元分析中的若干问题70

4.1有限元计算模型的建立70

4.1.1有限元建模的准则71

4.1.2边界条件的处理72

4.1.3连接条件的处理73

4.2减小解题规模的常用措施75

4.2.1对称性和反对称性75

4.2.2周期性条件76

4.2.3降维处理和几何简化77

4.2.4子结构技术79

4.2.5线性近似化81

4.2.6多种载荷工况的合并处理81

4.2.7节点编号的优化81

本章小结83

习题83

中篇 有限元分析软件87

第5章 ANSYS概述87

5.1ANSYS的功能87

5.1.1基本功能88

5.1.2高级功能89

5.2ANSYS启动、用户界面及退出90

5.2.1启动ANSYS90

5.2.2ANSYS用户界面92

5.2.3退出94

5.3ANSYS基本操作95

5.3.1对话框95

5.3.2图形拾取操作98

5.3.3ANSYS图形控制101

5.3.4ANSYS文件管理103

5.3.5ANSYS单位制107

5.4ANSYS分析的基本过程107

5.4.1前处理107

5.4.2加载与求解108

5.4.3后处理109

本章小结109

习题109

第6章 ANSYS建模与网格划分110

6.1ANSYS的坐标系统110

6.1.1总体坐标系110

6.1.2局部坐标系111

6.1.3坐标系的激活112

6.1.4显示坐标系113

6.1.5节点坐标系113

6.1.6单元坐标系114

6.1.7结果坐标系115

6.1.8工作平面116

6.2ANSYS的建模119

6.2.1实体建模119

6.2.2自底向上建模120

6.2.3自顶向下建模127

6.2.4布尔运算134

6.3网格划分141

6.3.1定义单元属性142

6.3.2划分网格147

6.3.3直接生成节点和单元158

6.4耦合与约束161

6.4.1耦合161

6.4.2约束162

本章小结163

习题163

第7章 加载与求解164

7.1载荷的概念164

7.1.1载荷类型164

7.1.2载荷步和子步165

7.1.3时间的作用166

7.1.4阶跃载荷与斜坡载荷166

7.2加载167

7.2.1自由度约束167

7.2.2集中力载荷169

7.2.3面载荷171

7.2.4其他载荷173

7.2.5载荷删除和其他操作174

7.3求解176

7.3.1求解器176

7.3.2分析类型177

7.3.3求解178

7.4后处理181

7.4.1通用后处理器181

7.4.2通用后处理器的选项控制183

7.4.3图形显示结果数据184

7.4.4结果查询190

7.4.5结果浏览器191

7.4.6单元表192

7.4.7路径操作194

7.4.8载荷工况200

7.4.9时间-历程后处理器202

本章小结207

习题207

第8章 ANSYS Workbench环境209

8.1ANSYS Workbench概述209

8.1.1ANSYS Workbench产品设计流程210

8.1.2ANSYS Workbench文件格式210

8.2ANSYS Workbench启动和工作界面211

8.2.1ANSYS Workbench启动211

8.2.2ANSYS Workbench工作界面212

8.3ANSYS Workbench求解问题实例213

8.3.1问题描述214

8.3.2问题分析214

8.3.3求解过程214

本章小结220

习题220

下篇 有限元分析工程应用实例223

第9章 ANSYS静力学分析223

9.1平面梁架类问题223

9.1.1有限元分析平面梁架类问题的要点223

9.1.2平面梁架类问题工程实例224

9.2一般平面类问题241

9.2.1有限元分析一般平面类问题的要点241

9.2.2一般平面类问题工程实例242

9.3板壳类问题262

9.3.1有限元分析板壳类问题的要点262

9.3.2板壳类问题工程实例264

9.4三维实体类问题281

9.4.1有限元分析三维实体类问题的要点281

9.4.2三维实体类问题工程实例283

9.5载荷工况组合类问题304

9.5.1有限元分析载荷工况组合类问题的要点304

9.5.2载荷工况组合类问题工程实例304

本章小结312

习题313

第10章 动力学分析314

10.1动力学分析简介314

10.1.1动力学分析概述314

10.1.2动力学分析类型314

10.2结构动力学分析的基本过程315

10.2.1模态分析315

10.2.2谐响应分析319

10.2.3瞬态动力学分析320

10.2.4谱分析322

10.3涡轮壳体模态分析实例325

10.4推进器叶片动力学综合分析实例333

10.4.1叶片模态分析334

10.4.2叶片谐响应分析340

10.4.3叶片瞬态动力学分析（采用模态叠加法）343

10.4.4叶片谱分析346

本章小结351

习题351

附录353

附录1 常用物理量名称及其常用符号353

附录2 ANSYS软件中的常用单位关系354

附录3 ANSYS常见英文注解356

参考文献358