ANSYS12.0机械与结构有限元分析从入门到精通 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:机械工业

作者:薛风先//胡仁喜//康士廷

出品人:

页数:486

译者:

出版时间:2010-3

价格:58.00元

装帧:

isbn号码:9787111298199

丛书系列:

图书标签:

ANSYS
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ANSYS
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具体描述

《ANSYS12.0机械与结构有限元分析从入门到精通》以最新版本ANSYS12.0为依据，对ANSYS分析的基本思路、操作步骤、应用技巧进行了详细介绍，并结合典型工程应用实例详细讲述了ANSYS在机械与结构工程中的应用方法。书中尽量避开了繁琐的理论描述，从实际应用出发，结合作者使用该软件的经验，实例部分采用GUI方式一步一步地对操作过程和步骤进行了讲解，为了帮助用户熟悉ANSYS的相关操作命令，在每个实例的后面列出了分析过程的命令流交件。

全书分为10章：第1章介绍ANSYS概述；第2章介绍ANSYS12.0图形用户界面；第3章介绍建立实体模型，第4章介绍ANSYS分析基本步骤，第5章介绍静力分析；第6章介绍非线性分析；第7章介绍动力学分析；第8章介绍热分析；第9章介绍参数化与优化设计；第10章介绍网格、单元和子模型高级分析。

《ANSYS12.0机械与结构有限元分析从入门到精通》适用于ANSYS软件的初中级用户，以及有初步使用经验的技术人员，《ANSYS12.0机械与结构有限元分析从入门到精通》可作为理工科院校相关专业的高年级本科生、研究生及教师学习ANSYS软件的培训教材，也可作为从事结构分析相关行业的工程技术人员使用ANSYS软件的参考书。

ANSYS 机械与结构有限元分析实战精要：从基础理论到高级应用本书旨在为广大工程技术人员、高校师生以及有限元分析初学者提供一套全面、深入且高度实用的ANSYS软件操作与有限元分析理论相结合的指导手册。它聚焦于如何利用现代有限元技术解决实际工程中遇到的复杂机械与结构问题，内容涵盖从基础理论构建到高级模型验证的完整流程。本书结构清晰，逻辑严谨，力求做到理论与实践紧密结合，确保读者不仅能熟练掌握软件操作，更能深刻理解背后的物理原理和计算方法。 --- 第一部分：有限元分析基础与ANSYS环境构建本部分为入门和理论基础奠定坚实根基，侧重于构建对有限元方法（FEM）的清晰认知，并引导读者熟悉ANSYS Workbench平台的核心工作流程。第一章：有限元分析（FEM）的理论基石 1.1 结构力学回顾与离散化思想：重新审视连续体力学，引出变分原理（如虚功原理、势能原理）在结构分析中的重要性。详细阐述将连续体划分为离散单元体的核心概念——离散化。 1.2 单元基础与形函数：深入探讨一维、二维和三维单元的构造，重点解析形函数（插值函数）的数学形式及其对精度和稳定性的影响。介绍杆单元、梁单元、壳单元和实体单元的自由度定义。 1.3 刚度矩阵的形成与求解：详细推导单元刚度矩阵 $[k]$ 的形成过程，进而讲解如何通过集合（Assembly）过程形成全局刚度方程 $[K]{U} = {F}$。讨论直接法和迭代法的适用场景。 1.4 网格划分的艺术与科学：深入剖析网格质量对计算结果的影响，区分映射网格、自由网格和扫掠网格的特点。讲解如何通过网格细化、局部加密来优化计算效率和精度。第二章：ANSYS Workbench平台概览与基础操作 2.1 Workbench环境导航与项目管理：详细介绍Workbench界面的布局，包括项目原理图、项目管理、数据流的建立与维护。理解“系统耦合”在多物理场分析中的作用。 2.2 几何建模接口与导入/导出：介绍在SpaceClaim或DesignModeler中进行参数化几何建模的方法。学习如何导入外部CAD文件（如STEP, IGES）并进行清理与修复，以满足有限元分析要求。 2.3 材料属性与截面定义：讲解如何定义线弹性、弹塑性、超弹性等多种材料本构模型。在工程数据模块中，精确输入杨氏模量、泊松比、密度等关键参数。 2.4 载荷与约束的规范化施加：区分位移边界条件、力载荷、压力载荷、惯性载荷和预应力。强调载荷施加的物理合理性和技术规范。 --- 第二部分：静态结构分析的深度应用与验证本部分集中火力于最常用且基础的静态结构分析，覆盖复杂工程结构的建模、求解和结果解读。第三章：线性静态结构分析的完整流程 3.1 经典算例解析：通过悬臂梁、简单受压柱、受弯板等经典算例，引导读者完整走完“几何-材料-网格-载荷-求解-后处理”的全流程。 3.2 应力与应变场分析：详细解释冯·米塞斯等效应力（Von Mises Stress）的物理意义及其在屈服判断中的应用。分析主应力（Principal Stresses）与最大剪应力的分布情况。 3.3 变形与位移分析：探讨结构总变形、各向位移分量的云图解读。如何利用结果对比功能进行载荷工况的比较分析。 3.4 接触（Contact）设置的精细化管理：深入探讨接触类型（摩擦、无摩擦、粘合）的选择，自动接触检测与手动调整的策略。重点分析接触算法（如Penalty、Pure Lagrangian）对求解稳定性的影响。第四章：接触问题与装配体的分析策略 4.1 复杂装配体的建模技巧：针对多部件、多接触面的复杂机械系统（如齿轮箱、支架连接），提供自上而下的装配建模策略。 4.2 接触区域的优化与诊断：讨论接触渗透（Penetration）问题的处理方法，如使用“接触区域”与“接触对”的精确定义。讲解如何通过迭代次数和残差判断接触求解的收敛性。 4.3 约束的有效性判断：分析在装配体分析中，如何确保约束条件完全阻止了刚体运动，同时又没有引入不必要的约束（过约束）。 4.4 自由度锁定与耦合节点的应用：介绍使用“耦合变量”（Coupling）和“刚性连接”（Rigid Body Connection）来简化模型、模拟实际连接件（如螺栓、铆钉）的有效方法。 --- 第三部分：进阶分析技术与性能优化本部分面向希望提升分析能力，处理非线性、动力学及疲劳问题的工程师，是实现“精通”的关键章节。第五章：几何与网格的优化技术 5.1 简化与承载力的保持：学习在保证结构刚度和强度分析精度的前提下，如何通过抽取中面、去除小特征、利用对称性进行模型降维。 5.2 网格自适应与误差估计：掌握ANSYS的自适应网格（Adaptive Meshing）功能，理解基于应力梯度的误差估计方法，实现计算资源的有效利用。 5.3 网格过渡与界面处理：解决不同单元类型或不同网格尺寸区域的耦合问题，重点介绍“对应面匹配”（Match Contact Surfaces）技术。第六章：非线性结构分析入门与实践 6.1 非线性的分类与来源：区分几何非线性（大变形）、材料非线性（塑性、超弹性）和接触非线性。 6.2 材料塑性分析：详细讲解增量步、平衡迭代过程。以拉伸试样为例，演示如何精确模拟材料屈服、硬化直至失效的过程。 6.3 大变形与稳定性分析：应用几何非线性参数（如“大变形”选项），分析薄壁结构在受载下的屈曲失稳问题，介绍Buckling分析的基本设置。第七章：模态分析与动力学基础 7.1 模态分析原理与计算：介绍特征值问题的求解，分析结构的基本振型（Mode Shapes）和固有频率。 7.2 模态分析结果的解读：如何根据固有频率评估结构是否处于危险区域（避免共振）。讲解有效质量分数（Effective Mass Fraction）在判断模态参与度上的作用。 7.3 谐响应与瞬态动力学概述：简要介绍如何利用模态叠加法进行简谐载荷下的响应分析，以及为后续瞬态分析准备输入文件。 --- 第四部分：特定工程问题的求解与后处理深化本部分提供针对特定结构失效模式和高级后处理的解决方案。第八章：疲劳寿命评估与安全系数校核 8.1 疲劳分析基础：区分应力寿命法（S-N曲线）和应变寿命法（E-N曲线）。 8.2 载荷谱与损伤累积：介绍Miner线性累积损伤准则在疲劳分析中的应用。 8.3 疲劳寿命计算流程：在ANSYS中导入载荷历史数据，进行全生命周期疲劳损伤评估，并基于安全系数进行设计校核。第九章：高级结果处理与报告生成 9.1 路径与截面提取：学习如何在复杂的3D模型中，通过工作平面、路径或截面抽取特定位置的应力、应变和载荷历史曲线。 9.2 载荷和反力平衡校验：强调工程分析的严谨性，讲解如何通过查看施加的力和节点反力来验证模型是否满足静力平衡。 9.3 图表化与专业报告输出：掌握生成高质量的分析报告的技巧，包括嵌入精确的云图、数据表格和关键参数的总结。 --- 本书的特色在于： 1. 聚焦工程实践：避免了过于晦涩的数学推导，将重点放在“如何用”和“为什么这样做”上，确保每一步操作都有明确的工程目标。 2. 系统化的工作流：按照实际项目流程组织章节，帮助读者建立一套标准化的分析方法论。 3. 案例驱动学习：书中穿插大量机械设计中常见的结构案例，使抽象的理论得以具象化。本书适合作为机械设计、土木工程、航空航天等领域工程师的案头参考手册，以及高等院校相关专业本科高年级或研究生进行有限元课程学习的教材或参考用书。

作者简介

目录信息

前言第1章绪论 1.1 有限单元法简介 1.1.1 有限单元法的基本思想 1.1.2 有限单元法的基本概型 1.1.3 有限单元法的分析步骤 1.2 ANSYS 简介 1.2.1 ANSYS 的功能 1.2.2 ANSYS 12.0版本的新特点 1.3 ANSYS 12.0的启用和配置 1.3.1 ANSYS 12.0的启动 1.3.2 ANSYS 12.0运行环境配置 1.4 程序结构 1.4.1 处理铝 1.4.2 文件格式 1.4.3 输入方式 1.4.4 输出文件类型第2章 ANSYS 12.0图形用户界面 2.1 ANSYS 12.0图形用户界面的组成 2.2 启动图形用户界面 2.3 对话框及其组件 2.3.1 文本框 2.3.2 单选列表 2.3.3 双列选择列表 2.3.4 标签对话框 2.3.5 选取框 2.4 通用菜单 2.4.1 文件菜单 2.4.2 选取菜单 2.4.3 列表菜单 2.4.4 绘图菜单 2.4.5 绘图控制菜单 2.4.6 工作平面菜单 2.4.7 参量菜单 2.4.8 宏菜单 ……第3章建立实体模型第4章 ANSYS 分析基本步骤第5章静力分析第6章非线性分析第7章动力学分析第8章热分析第9章参数化与优化设计第10章网格、单元和子模型高级分析
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，带给我一种强烈的“实战演练”的体验，它仿佛不仅仅是在纸面上讲述理论，更像是一个虚拟的、手把手的项目指导。特别是在处理那些复杂的工程问题，比如非线性材料、接触分析乃至模态动力学时，作者的叙述方式极其贴近实际工作场景。我记得书中关于疲劳寿命评估那一部分，它没有停留在标准的S-N曲线应用上，而是详细讨论了在实际载荷谱条件下，如何结合损伤累积理论进行更贴近工程实际的判断，这其中穿插的经验性参数的选取和修正方法，是教科书里常常缺失的关键环节。更值得称道的是，对于计算结果的后处理和工程判断，作者给出了非常审慎的建议，强调了“CAE结果不等于物理现实”这一核心思想，教会读者如何带着批判性的眼光去看待仿真数据，而不是盲目相信软件的输出。这种注重工程思维培养的深度，是其价值所在。

评分☆☆☆☆☆

这部作品的结构安排着实精巧，它并没有急于将读者推入那些晦涩难懂的专业术语的海洋，而是像一位循循善诱的导师，从最基础的建模理念和软件界面操作入手，为初学者铺设了一条平坦的学习路径。我特别欣赏它在引入有限元理论时所采用的比喻和实例，使得那些抽象的数学公式瞬间变得具象化，不再是高不可攀的知识壁垒。举例来说，书中对于网格划分敏感性分析的讲解，不仅仅是告诉读者“要划分得密”，而是深入剖析了不同网格质量对计算结果收敛性和精度的影响机制，甚至配有直观的图表来佐证，这对于想真正掌握核心技术的工程师来说，无疑是宝贵的财富。那种由浅入深、层层递进的叙述节奏，让人在不知不觉中，对整个分析流程建立了清晰的认知框架，从一个对CAE一无所知的新手，逐渐蜕变为能够独立思考和解决问题的分析人员。这种扎实的教学方法，远胜于市面上那些只罗列操作步骤的“手册式”书籍，它真正做到了“授人以渔”。

评分☆☆☆☆☆

深入阅读后能明显感受到，作者对有限元分析软件的理解已经超越了软件工具本身，直达其背后的物理本质和数值实现层面。例如，在讲解瞬态热分析时，书中对时间步长的选择与计算稳定性的关系进行了深入探讨，并对比了不同时间积分方法的优劣，这说明作者不仅仅是教你如何“点”出求解器设置，而是让你理解为什么软件会这样设置以及背后的计算代价。这种“知其然，更知其所以然”的讲解深度，对于那些期望将CAE技术作为核心竞争力的专业人士而言，是极其宝贵的。它将那些被封装在对话框里的“黑箱”操作，逐步拆解开来，让读者得以窥见有限元求解过程的内在逻辑，从而在面对高度定制化的复杂问题时，能够游刃有余地进行参数调整和问题诊断。

评分☆☆☆☆☆

整本书的排版设计和插图质量也值得称赞，它体现了出版方对技术书籍的专业态度。不同于一些为了压缩篇幅而使用低质量截图的书籍，这部作品中的所有操作截图都清晰锐利，关键的操作区域和结果对比图表都经过精心标注和着色处理，使得信息传递效率极高。特别是那些复杂的几何模型的剖视图和结果云图，色彩过渡自然，细节丰富，这对于理解应力集中和变形模式至关重要。此外，章节间的逻辑跳转非常顺畅，几乎没有出现信息断裂或上下文缺失的情况，阅读体验十分连贯流畅。可以说，这部作品在内容深度和外部呈现质量上都达到了一个很高的水准，是一本非常值得收藏和反复研读的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格，在我看来，是介于严谨的学术专著与亲切的工程交流手册之间的一种绝妙平衡。它在保证技术准确性的同时，极大地降低了读者的阅读门槛。比如，当涉及到复杂的本构模型或求解器算法时，作者会先用几句话概括其核心思想，再辅以清晰的流程图来辅助理解，而不是直接堆砌大量的推导公式，这极大地缓解了初学者的恐惧感。我个人尤其喜欢它在章节末尾设置的“常见问题与陷阱”栏目，这些小节的内容往往是作者多年实践经验的结晶，很多是我在独立尝试操作时会遇到的瓶颈，提前给出预警和解决方案，简直是省去了我大量摸索的时间。这种细致入微的关怀，让整个学习过程充满了掌控感，而不是迷失在软件的复杂功能海洋中。

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Ansys help里的中文版翻译

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适合初学者，按照例子学习