作者：张云杰,尚 蕾
出版社：电子工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
ANSYS 17.0案例分析视频精讲试读：
内容简介
本书针对用ANSYS软件进行应用分析和计算的用户，依托ANSYS 17.0软件的实用功能，以精选的案例为主线，介绍ANSYS有限元分析的全过程，重点介绍ANSYS 17.0经典实用案例的操作步骤，内容包括建立模型、薄板平面应力问题分析、传动轴对称问题分析、结构梁分析、球和平面接触分析、机翼模态分析、弹簧质量系统受谐载荷谐响应分析、滑动摩擦瞬态动力学分析、板梁结构响应谱分析、细长杆屈曲分析、橡胶圆筒受压分析、撞击刚性墙分析、复合材料梁弯曲分析、板状构件疲劳分析、结构断裂分析等多个实用案例，同时结合案例依次介绍各类型分析的操作流程，以及复杂综合案例的演示。本书通过精选案例+视频精讲的方式，配有交互式多媒体教学资源，便于读者学习和理解。
本书结构严谨，内容翔实，知识全面，可读性强，设计案例专业性强，步骤清晰，是广大读者快速掌握ANSYS的自学实用指导书，同时更适合作为职业培训学校和大专院校相关课程的指导教材，也可供相关领域的科研人员、企业研发人员，特别是从事应用计算的人员学习。Preface/前 言
本书是“案例视频精讲”系列丛书中的一本，本丛书是建立在云杰漫步科技CAX教研室和众多CAE软件与CFD软件公司长期密切合作的基础上，通过继承和发展各公司内部培训方法，并吸收和细化其在培训过程中客户需求的经典案例，推出的一套专业案例讲解教材。本书本着服务读者的理念，通过大量的经典实用案例，对ANSYS这个实用的CAE软件实际应用进行讲解，并配备案例视频讲解，使读者全面提升ANSYS应用水平。
ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件，它能与多数CAD软件接口，实现数据共享和交换，是一个多用途的有限元计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题，是现代产品设计中的高级CAE工具之一。目前，ANSYS公司推出了最新的ANSYS 17.0版本，它集分析应用之大成，代表了当今CAE软件的技术巅峰。本书针对使用ANSYS软件进行应用分析和计算的广大用户，依托ANSYS 17.0软件的实用功能，以精选的案例为主线，介绍ANSYS有限元分析的全过程，重点介绍ANSYS 17.0经典实用案例的操作步骤，主要内容包括建立模型、薄板平面应力问题分析、传动轴对称问题分析、结构梁分析、球和平面接触分析、机翼模态分析、弹簧质量系统受谐载荷谐响应分析、滑动摩擦瞬态动力学分析、板梁结构响应谱分析、细长杆屈曲分析、橡胶圆筒受压分析、撞击刚性墙分析、复合材料梁弯曲分析、板状构件疲劳分析、结构断裂分析等多个实用案例，同时，结合案例依次介绍各类型分析的操作流程，以及复杂综合案例的演示。书中每个案例都是作者独立设计分析的真实作品，每章都提供了独立、完整的操作过程，每个操作步骤都有详细的文字说明和精美的图例展示。本书还通过精选案例+视频精讲的方式，配有交互式多媒体教学光盘，便于读者学习和理解。
笔者的CAX教研室长期从事ANSYS专业分析和教学，数年来承接了大量的项目，参与ANSYS的教学和培训工作，积累了丰富的实践经验。本书就像一位专业教师，将项目运作时的思路、流程、方法和技巧、操作步骤面对面地与读者交流，是广大读者快速掌握ANSYS 17.0的自学实用指导书，同时更适合作为职业培训学校和大专院校相关课程的指导教材，也可供相关领域的科研人员、企业研发人员，特别是从事CAE应用的人员学习参考。
本书配备的交互式多媒体教学光盘，将案例操作过程制作成多媒体视频进行讲解，由从教多年的专业讲师全程多媒体语音视频跟踪教学，以面对面的形式讲解，便于读者学习使用。同时，光盘中提供了所有实例的源文件，以便读者练习时使用。关于多媒体教学光盘的使用方法，读者可以参看光盘根目录下的光盘说明，本书光盘内容请到华信教育资源网的本书页面下载（www.hxedu.com.cn）或与责任编辑联系（QQ：76584717）。另外，本书还提供了网络免费技术支持，欢迎读者到云杰漫步多媒体科技的网上技术论坛进行交流：http://www.yunjiework.com/bbs。论坛分为多个专业板块，可为读者提供实时的技术支持，解答读者问题。
本书由云杰漫步科技CAX教研室编写，参加编写工作的有张云杰、靳翔、尚蕾、张云静、郝利剑、贺安、郑晔、刁晓永、贺秀亭、乔建军、周益斌、马永健、马军、朱怡然、李筱琴。书中的设计案例、多媒体光盘均由北京云杰漫步多媒体科技公司设计制作，同时感谢电子工业出版社的编辑老师们的大力协助。
由于本书编写时间紧张，编写人员的水平有限，因此，书中可能还有不足之处，在此，编写人员表示歉意，望广大用户不吝赐教，对书中的不足之处给予指正。编著者第1章 模型建立精选案例本章导读
随着计算机技术的飞速发展和广泛应用，有限元分析方法变成在计算数学、计算力学和计算工程科学领域中最有效的计算方法。随着有限元理论基础的日益完善，出现了很多通用和专用的有限元计算软件，ANSYS大型通用程序应用比较广泛，它提供了两种方法生成模型，即直接生成模型和实体建模。根据有限元理论，最终有限元计算利用的是有限元模型，而一般能够看见的则是所要分析物体的几何形状。例如，有关电机的有限元计算中，人们可以看见电机的转子或定子的实体。
直接法生成的模型一种是有限元模型，它包括单元和节点。另一种是实体模型，是描述模型的几何边界，建立对单元、大小及形状的控制，然后用ANSYS程序自动生成所有的节点和单元。ANSYS程序提供了两种创建实体模型的方法，即自底向上与自顶向下。
在ANSYS中，对简单和小型模型，采用直接设置单元和节点来生成有限元模型的直接生成法比较方便。用户可以完全控制几何形状及每个节点和单元的编号。对于复杂模型，一般是先建立其实体模型，然后网格化，以得到有限元模型。这样做的好处是因为实体建模所需处理的数据量相对较少，而且支持布尔运算，能够进行自适应网格划分，便于几何改进和单元类型的变化，所以对三维实体模型更为适合。因此，这样不仅可以减少数据处理的工作量，还可以利用ANSYS提供的拖拉、拉伸、旋转和拷贝等命令减少建模的工作量。1.1 直接法实体建模案例
本例要创建的楔形模型由节点和单元组成，首先创建节点，再使用单元命令进行连接，组成实体模型。
本案例完成文件：/01/1-1.db
多媒体教学路径：光盘→多媒体教学→第1章→第1节1.1.1 直接法创建实体模型简介
直接生成模型的方法是在定义ANSYS实体模型之前，确定每个节点的位置，以及每个单元的大小、形状和连接，直接创建节点和单元，模型中没有实体。提示：
实体模型并不参与有限元计算，所有施加在几何实体边界上的载荷或约束，必须最终传递到有限元模型上（节点或单元）进行求解，由于ANSYS把有限元模型的几何特征和边界条件的定义与有限元网格的生成分开进行，所以，减少了模型生成的难度。
直接法实体建模的优点如下。（1）对小型简单的模型生成较方便。（2）使用户对几何形状及每个节点和单元的编号有完全的控制。
直接法实体建模方法的缺点如下。（1）除最简单的模型外，都比较耗时，需要处理大量数据。（2）不能使用自适应网格划分。（3）使用优化设计变得不方便。（4）改进网格划分十分困难。（5）需要用户留意网格划分的每一个细节，更容易出错。1.1.2 创建楔形模型
Step1修改文件名称，如图1-1所示。图1-1 修改文件名称
Step2修改标题名称，如图1-2所示。图1-2 修改标题名称提示：
修改文件名称的作用是方便以后的使用；修改标题名称是为了迅速看到自己创建的模型是什么内容。
Step3添加单元类型，如图1-3所示。图1-3 添加单元类型
Step4设置单元类型，如图1-4所示。图1-4 设置单元类型
Step5创建节点1，如图1-5所示。图1-5 创建节点1提示：
关键点是在当前激活的坐标系内定义的。
Step6创建节点2，如图1-6所示。图1-6 创建节点2
Step7创建节点3，如图1-7所示。图1-7 创建节点3
Step8完成3个节点，如图1-8所示。图1-8 完成3个节点
Step9创建单元，如图1-9所示。图1-9 创建单元提示：
不必总是按从低级到高级的办法定义所有的图元来生成高级图元，可以直接在它们的项点由关键点来直接定义面和体。
Step10绘制单元线，如图1-10所示。图1-10 绘制单元线
Step11绘制单元线2，如图1-11所示。图1-11 绘制单元线2
Step12绘制单元线3，如图1-12所示。图1-12 绘制单元线3
Step13创建节点4，如图1-13所示。图1-13 创建节点4
Step14创建单元，如图1-14所示。图1-14 创建单元
Step15绘制单元线4，如图1-15所示。图1-15 绘制单元线4提示：
线主要用于表示实体的边。只有在生成线单元（如梁）或想通过线来定义面时，才需要专门定义线。
Step16绘制单元线5，如图1-16所示。图1-16 绘制单元线5
Step17绘制单元线6，如图1-17所示。图1-17 绘制单元线6
Step18完成楔形模型，如图1-18所示。图1-18 完成楔形模型1.2 自底向上建模方法案例
本例创建的角撑模型，使用自底向上建模方法，是在关键点（硬点）的基础上绘制直线，从而形成三维构型，最后进行面的创建和实体的创建。
本案例完成文件：/01/1-2.db
多媒体教学路径：光盘→多媒体教学→第1章→第2节1.2.1 自底向上建模简介
ANSYS实体建模方法有两种，一种是自底向上，另一种是自顶向下。在介绍这两种方法之前，先介绍实体模型中各个对象的级别与它们之间的关系，实体模型中的对象是按照几何关系来划分的，包括关键点、线、面、体。
从几何关系上看，体包含面，面包含线，而线又包含点。所以对象的级别是由关键点到体依次上升。自底向上的建模方法是先创建关键点，再利用这些关键点定义比较高级的对象（依次为线、面和体）。例如先建立4个关键点，然后分别连成线，然后构成1个面，最后由面来构成1个体，如图1-19所示。图1-19 自底向上构建模型
任何一种方法构建的实体模型，都是由关键点、线、面和体组成的。以图1-19所示模型为例，模型的顶点为关键点，边为线，表面为面，整个实体内部为体。对象的级别关系是：体以面为边界，面以线为边界。线以关键点为端点，体为最高级对象。提示：
高级对象是建立在低级对象之上，低级对象不能删除，否则高级对象就会坍塌。
实体建模具有如下优点。（1）需要处理的数据较少。（2）允许对节点和单元进行几何操作（如拖拉和旋转）。（3）支持使用面和体素（如多边形和圆柱体）及布尔运算（相交、相减等）以顺序建模。（4）便于使用ANSYS程序的优化设计功能。（5）便于自适应网格划分。（6）便于施加荷载之后进行局部网格细化。（7）便于几何上的改进。（8）便于改变单元的类型，不受分析模型的影响。1.2.2 创建角撑模型
Step1修改文件名称，如图1-20所示。图1-20 修改文件名称
Step2修改标题名称，如图1-21所示。图1-21 修改标题名称
Step3创建关键点1，如图1-22所示。图1-22 创建关键点1提示：
硬点实际上是一种特殊的关键点，它表示网格必须通过的点。
Step4创建关键点2，如图1-23所示。图1-23 创建关键点2
Step5创建关键点3，如图1-24所示。图1-24 创建关键点3
Step6创建关键点4，如图1-25所示。图1-25 创建关键点5
Step7创建关键点5，如图1-26所示。图1-26 创建关键点5
Step8创建关键点6，如图1-27所示。图1-27 创建关键点6
Step9创建关键点7，如图1-28所示。图1-28 创建关键点7
Step10创建关键点8，如图1-29所示。图1-29 创建关键点8提示：
硬点不会改变模型的几何形状和拓扑结构，大多数关键点命令如FK、KLIST和KSEL等都适用于硬点，而它还有自己的命令集和GUI路径。
Step11选择直线命令，如图1-30所示。图1-30 选择直线命令
Step12绘制直线，如图1-31所示。图1-31 绘制直线
Step13选择面命令，如图1-32所示。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]