ANSYS.0土木工程有限元分析入门与提高（CADCAMCAE入门与提高

本书分为两部分，部分为操作基础篇，详细介绍了ANSYS分析全流程的基本步骤和方法，分为8章：分别介绍ANSYS概述、几何建模、划分网格、施加载荷、求解、后处理、APDL及土木工程中常用单元简介等。第二部分为专题实例篇，分别介绍ANSYS桥梁工程应用实例分析、ANSYS边坡工程应用实例分析、ANSYS水利工程应用实例分析、ANSYS隧道工程应用实例分析、ANSYS房屋建筑工程应用实例分析。

目录

章有限元软件ANSYS简介

1.1有限元法简介

1.2ANSYS 19.0的安装与启动

1.2.1系统要求

1.2.2设置运行参数

1.2.3启动与退出

1.3ANSYS文件系统

1.3.1文件类型

1.3.2文件管理

1.4ANSYS分析过程

1.4.1建立模型

1.4.2加载求解

1.4.3查看计算结果

第2章ANSYS 19.0图形用户界面的组成

2.1ANSYS 19.0图形用户界面的组成

2.2启动图形用户界面

2.3菜单栏

2.3.1文件菜单

2.3.2选取菜单

2.3.3列表菜单

2.3.4绘图菜单

2.3.5绘图控制菜单

2.3.6工作平面菜单

2.3.7参量菜单

2.3.8宏菜单

2.3.9菜单控制菜单

2.3.10帮助菜单

2.4输入窗口

2.5主菜单

2.5.1优选项

2.5.2预处理器

2.5.3求解器

2.5.4通用后处理器

2.5.5时间历程后处理器

2.5.6记录编辑器

2.6输出窗口

2.7工具条

2.8图形窗口

2.8.1图形显示

2.8.2多窗口绘图

2.8.3增强图形显示



第3章建立实体模型

3.1几何建模概论

3.1.1自底向上建模

3.1.2自顶向下建模

3.1.3布尔运算操作

3.1.4拖拉和旋转

3.1.5移动和复制

3.1.6修改模型

3.1.7把IGES文件导入模型

3.2坐标系简介

3.2.1总体和局部坐标系

3.2.2显示坐标系

3.2.3节点坐标系

3.2.4单元坐标系

3.2.5结果坐标系

3.3自顶向下建模(体素)

3.3.1创建面体素

3.3.2创建实体体素

3.4自底向上建模

3.4.1关键点

3.4.2硬点

3.4.3线

3.4.4面

3.4.5体

3.5工作平面的使用

3.5.1定义一个新的工作平面

3.5.2控制工作平面的显示和样式

3.5.3移动工作平面

3.5.4旋转工作平面

3.5.5还原一个已定义的工作平面

3.5.6工作平面的高级用途

3.6使用布尔操作修正几何模型

3.6.1布尔运算的设置

3.6.2布尔运算之后的图元编号

3.6.3交运算

3.6.4两两相交

3.6.5相加

3.6.6相减

3.6.7利用工作平面作减运算

3.6.8搭接

3.6.9分割

3.6.10黏接(或合并)

3.7移动、复制和缩放几何模型

3.7.1按照样本生成图元

3.7.2由对称映像生成图元

3.7.3将样本图元转换到坐标系

3.7.4实体模型图元的缩放

3.8实例——悬臂梁的实体建模

3.8.1GUI方式

3.8.2命令流方式

第4章划分网格

4.1有限元网格概论

4.2设定单元属性

4.2.1生成单元属性表

4.2.2分配单元属性

4.3网格划分的控制

4.3.1ANSYS网格划分工具

4.3.2映射网格默认尺寸

4.3.3局部网格划分控制

4.3.4内部网格划分控制

4.3.5生成过渡棱锥单元

4.4自由网格划分和映射网格划分控制

4.4.1自由网格划分

4.4.2映射网格划分

4.5延伸和扫略生成有限元模型

4.5.1延伸生成网格

4.5.2扫略生成网格

4.6修正有限元模型

4.6.1局部细化网格

4.6.2移动和复制节点和单元

4.6.3控制面、线和单元的法向

4.6.4修改单元属性

4.7编号控制

4.7.1合并重复项

4.7.2编号压缩

4.7.3设定起始编号

4.7.4编号偏差

第5章施加载荷

5.1载荷概论

5.1.1什么是载荷

5.1.2载荷步、子步和平衡迭代

5.1.3时间参数

5.1.4阶跃载荷与坡道载荷

5.2施加载荷

5.2.1实体模型载荷与有限单元载荷

5.2.2施加载荷

5.2.3利用表格来施加载荷

5.2.4轴对称载荷与反作用力

5.2.5利用函数来施加载荷和边界条件

5.3设定载荷步选项

5.3.1通用选项

5.3.2非线性选项

5.3.3动力学分析选项

5.3.4输出控制

5.3.5毕萨选项

5.3.6谱分析选项

5.3.7创建多载荷步文件

5.4实例——悬臂梁的载荷和约束施加

5.4.1GUI方式

5.4.2命令流方式

第6章求解

6.1求解概论

6.1.1使用直接求解法

6.1.2使用稀疏矩阵直接解法求解器

6.1.3使用雅可比共轭梯度法求解器

6.1.4使用不完全分解共轭梯度法求解器

6.1.5使用预条件共轭梯度法求解器

6.1.6使用自动迭代解法选项

6.1.7使用分块解法

6.1.8获得解答

6.2利用特定的求解控制器来指定求解类型

6.2.1使用简化求解菜单选项

6.2.2使用求解控制对话框

6.3多载荷步求解

6.3.1多重求解法

6.3.2使用载荷步文件法

6.3.3使用数组参数法(矩阵参数法)

6.4重新启动分析

6.4.1重新启动一个分析

6.4.2多载荷步文件的重启动分析

6.5预测求解时间和估计文件大小

6.5.1估计运算时间

6.5.2估计文件的大小

6.5.3估计内存需求

6.6实例——悬臂梁模型求解

第7章后处理

7.1后处理概述

7.1.1检查分析结果

7.1.2结果文件

7.1.3可用数据类型

7.2通用后处理器

7.2.1读入结果数据库

7.2.2列表显示结果

7.2.3图像显示结果

7.2.4在路径上映射结果

7.3时间历程后处理器

7.3.1定义和储存变量

7.3.2检查变量

7.3.3其他功能

7.4实例——悬臂梁计算结果后处理

7.4.1GUI方式

7.4.2命令流方式

第8章APDL及土木工程中常用单元简介

8.1APDL简介

8.1.1APDL概述

8.1.2参数定义

8.1.3流程控制

8.1.4宏

8.1.5函数和表达式

8.1.6APDL应用实例

8.2土木工程常用ANSYS单元介绍

8.2.1杆(LINK)单元

8.2.2弹簧(BIN)单元

8.2.3梁(BEAM)单元

8.2.4平面(PLANE)单元

8.2.5壳(SHELL)单元

8.2.6质量(MASS21)单元

8.2.7实体(SOLID)单元

第9章ANSYS隧道工程应用实例分析

9.1隧道工程相关概念

9.1.1隧道工程设计模型

9.1.2隧道结构的数值计算方法

9.1.3隧道载荷

9.2隧道施工过程ANSYS模拟的实现

9.2.1单元生死

9.2.2DP材料模型

9.3ANSYS隧道结构受力实例分析

9.3.1ANSYS隧道结构受力分析步骤

9.3.2实例描述

9.3.3GUI操作方法

9.3.4命令流实现

9.4ANSYS隧道开挖模拟实例分析

9.4.1实例描述

9.4.2ANSYS模拟施工步骤

9.4.3GUI操作方法

9.4.4命令流实现

0章ANSYS边坡工程应用实例分析

10.1边坡工程概述

10.1.1边坡工程

10.1.2边坡变形破坏基本原理

10.1.3影响边坡稳定性的因素

10.1.4边坡稳定性的分析方法

10.2ANSYS边坡稳定性分析的步骤

10.2.1创建物理环境

10.2.2建立模型和划分网格

10.2.3施加约束和载荷

10.2.4求解

10.2.5后处理

10.2.6补充说明

10.3ANSYS边坡稳定性实例分析

10.3.1实例描述

10.3.2GUI操作方法

10.3.3计算结果分析

10.3.4命令流实现

1章ANSYS水利工程应用实例分析

11.1水利工程概述

11.2用ANSYS进行重力坝抗震性能分析的步骤

11.2.1创建物理环境

11.2.2建立模型和划分网格

11.2.3施加约束和载荷

11.2.4求解

11.2.5后处理

11.3用ANSYS进行重力坝抗震性能分析实例

11.3.1实例介绍

11.3.2GUI操作方法

11.3.3命令流实现

2章ANSYS桥梁工程应用实例分析

12．1引言

12．2典型桥梁分析模拟过程

12．2．1创建物理环境

12．2．2建模、指定特性、分网

12．2．3施加边界条件和载荷

12．2．4求解

12．2．5后处理(查看计算结果)

12．3钢桁架桥静力受力分析

12．3．1问题描述

12．3．2GUI操作方法

12．3．3命令流实现

12．4钢桁架桥模态分析

12．4．1问题描述

12．4．2GUI操作方法

12．4．3命令流实现

3章ANSYS房屋建筑工程应用实例分析

13.1引言

13.2建筑结构分析模拟过程

13.2.1创建物理环境

13.2.2建模、指定特性、分网

13.2.3施加边界条件和载荷

13.2.4求解

13.2.5后处理(查看计算结果)

13.3三层框架结构地震响应分析

13.3.1问题描述

13.3.2GUI操作方法

13.3.3命令流实现

13.4框架结构模拟建模

13.4.1问题描述

13.4.2GUI操作方法

13.4.3命令流实现

索引