ANSYS有限元原理与工程应用实例大全（随书光盘）

周华丽 · 发表于 2012-9-11 10:25

第四章：在冶金工程中应用
7 u. w6 R- ]9 D3 A8 E( s
5 A0 y9 M+ h z

作者：盛和太喻海良范训益  编著
( x3 h' M+ M- o0 z* c& p; Z. @责任编辑：胡辰浩(huchenhao@263.net)  袁建华
! K$ a9 z1 T! c% s9 R2 F封面设计：信  京) F6 i9 Y/ |( u' f7 z
版式设计：孔祥丰7 d; q+ c. l3 F/ _* E
责任校对：成凤进
9 g8 `  `# N5 h% \6 G" }9 h8 U责任印制：
9 w+ R4 ~$ M. J* N4 ^/ J: |出版发行：清华大学出版社                   地址：北京清华大学学研大厦A座  % |3 v8 R/ ?% ?! B
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开本：185×260 印  张：28.25 插  页：6 字  数：687千字
3 a3 A1 m4 y9 x8 R( G+ E内附光盘1张  ~9 E, g8 e0 u' ~
版次：2006年12月第1版印次：2006年12月第1次印刷
' w1 T' t0 ?4 D印数：1~40000 s- `( R; n' B+ C
定价：48.00元

1 u/ j0 H$ k+ j" v0 M/ b& C
% N+ E7 v1 H- \# W7 U! Z

' q0 f1 ~6 |+ f& E) p5 \3 [
  O5 \9 @8 l; R/ l第一篇  有限元基本理论和ANSYS
' N7 u: v1 I- @1 k, i; Z使用入门# @& r+ `9 \* J% Y1 Q9 J
第1章  有限元分析方法和8 j* t! Y* R. [* U
ANSYS简介 3
; X; X$ t2 q' m) z' z5 h; ?1.1  有限元分析方法简介 3
( h2 B7 R9 u. b3 b  k. f* J1.1.1  有限元分析方法的发展和应用 3
- ~4 W( C& ^/ l2 _! x5 |1.1.2  有限元法的计算步骤 6$ P+ B$ i: n. v4 f' y' m6 e% O
1.2  ANSYS分析简介 7
: N. r4 u, j2 ?6 C' g" _1.2.1  ANSYS软件简介 7
# t/ O& ^7 T: M8 A- w1.2.2  ANSYS菜单、窗口介绍 7
3 n* W( j0 m$ T! g2 Q0 T( z$ |+ \1.2.3  ANSYS分析基础理论 13! _* g$ G+ t; F; F* [* d+ B& K4 @9 q5 h
1.2.4  ANSYS使用经验总结 16
, j. S! I( V/ j1 O. b. l+ w1.3  补充实例与练习 19
) L1 i/ s6 ^$ c! O: F2 P* D. B第2章 ANSYS使用快速入门 21
$ ^5 M2 _5 P# E+ q  [2.1  ANSYS建模基本方法 21% s: Q6 g2 t% C2 Y% @
2.1.1  建模方案 21% F8 {8 u4 b0 l1 }
2.1.2  ANSYS中的坐标系 22$ T: t& k& h" d; A
2.1.3  工作平面 23
! d7 H' V% J! R0 F2.1.4  实体建模 24* w2 V9 i9 F, t% L
2.2  网格划分和有限元模型 28
- @# b3 ~. A7 F' D0 C$ L2.2.1  网格划分的步骤 283 g, ]0 ^( p0 O. S: s
2.2.2  网格控制 29
8 d& U7 y, s7 x7 T" u8 Z7 C; j3 o2.3  ANSYS基本分析过程 34
$ {' p, u2 r! q8 V# r2.3.1  分析前期工作 344 ?" c5 o2 G# R8 x8 X* w. i
2.3.2  分析前处理 36' f# ~. Z' a! Z! T2 T; M
2.3.3  施加荷载 40
. ]& q. ]. o$ @6 F/ P) g2.3.4  求解设定 50
/ S8 Q9 Y, P: ]& z; ]6 \# V2.3.5  求解 57
7 \( P* L" r! r+ V2 n2.3.6  通用后处理 58
& e3 w! U* j. u4 d9 _2.4  CAD实体模型的导入 61
2 |- {# S6 r7 q/ Z* r4 ]$ E2.5  补充实例与练习 63# s8 O5 \1 y4 }$ u, e
2.5.1  简支梁的受力分析 63
! \$ [: ]" S" I! k1 A2.5.2  自定义截面复杂梁受力分析 64+ b. E6 `2 o3 Q$ t. k
2.5.3  门式钢架的受力分析 654 x" O6 [: f) O+ x% |) S
第二篇  ANSYS在道路与铁道工程. S- C: r& O4 t% o  @4 Q8 c
中的应用- a0 ^: H' M: \4 q. K+ [
第3章  道路边坡开挖稳定性分析 69
0 a: g3 {" D" @* }3.1  静力分析概述 69! L' y# b. ^" T! N& K5 @% h: G$ m
3.1.1  结构静力分析简介 699 f/ m. ^+ U8 V# }# q
3.1.2  ANSYS静力分析的基本过程 709 A+ f' F$ O0 T
3.2  路基边坡开挖分析 70& j  Z. Y* a5 O* g
3.2.1  实例说明 70, K9 I. v$ X# x6 l6 ^5 m# v! U
3.2.2  难点与策略分析 71
) z2 [0 p) w8 X3.2.3  交互式操作分析 71
8 k& d! T0 n7 B3.2.4  命令流式分析 86
: y5 x  O. u6 i$ H/ {! J3.3  补充实例与练习 88
# B: v- e" ~& O1 W- r1 w% k第4章  铁路工程的轨道力学分析 89- r' w5 t8 m; T( [* u
4.1  分析概述 89
  ^$ w2 K$ _, K4.2  铁路轨道力学分析 90
+ f0 c" a+ e: @+ Q4 @, s4.2.1  实例说明 90
  W' N+ ^- G; ?5 J$ ^8 v4.2.2  难点与策略分析 90, c* K8 |0 i8 s- V+ b) v5 n# Y
4.2.3  交互式操作分析 930 H: ?7 `. o+ b- L/ _
4.2.4  命令流式分析 117* G5 ?5 F  K! Q, q5 }
4.3  补充实例与练习 119* A' s- [+ g( f" V
4.3.1  ANSYS铁路工程研究
8 X- a0 |1 Z, u* H6 h3 w/ |热点简介 119, l/ }7 a% t: c' @" c; g4 I& w! Y
4.3.2  结构的滞回性能分析 119
- x/ w, Z4 G5 E% K4.3.3  复杂弹簧体系受力分析 120
0 P* m( H) j8 W) U* v9 s3 g4.3.4  复杂钢支座的受力分析 122# Z. y9 Q5 N7 w1 c3 V9 O5 I( @* W
第三篇  ANSYS在桥梁与隧道工程
$ L! e- h6 S9 q2 O5 R中的应用, e5 ?0 l; K+ _! |
第5章  厚板焊接过程模拟 125
" Z( {4 z2 h8 h+ w5.1  分析概述 125
0 u3 @. x& m! y) D5.2  ANSYS中厚板的焊接分析 125
% V: {  a% k6 W# o( D5.2.1  实例说明 1250 f, L' d$ r7 y8 p; u2 T# f
5.2.2  难点与策略分析 127
- |# ~6 l  q; y1 p& r0 i4 A! ~5.2.3  交互式操作分析 128
/ T0 D/ Y. {: H& K) \4 t5.2.4  命令流式分析 144, }1 ?6 N0 t5 u) q' R: p3 Z5 o
5.3  补充实例与练习 146
( w& Y( m' V  X$ g" H第6章  桥梁施工过程模拟 147
1 X% j1 g5 _$ }( f/ a5 w3 I0 Q: k6.1  分析概述 147
0 v8 u( e' }  t6.2  ANSYS中模拟桥梁施工 1505 l9 P6 l$ b, H
6.2.1  实例说明 1501 Z  ~- x, q6 m! E4 h) L* |
6.2.2  难点与策略分析 151
4 X4 T. g5 O6 O& r* I( ^6.2.3  交互式操作分析 1546 K  X& h) O( q& l1 R6 {
6.2.4  命令流式分析 174" m5 p+ l9 z' P4 E
6.3  补充实例与练习 176
: X* z, r5 r7 v6 w& o第7章  隧道开挖过程模拟 177
; F, R# m3 F: ~, @; O7.1  分析概述 1778 [4 G2 F* C* |0 F! ?* h
7.2  隧道开挖的过程分析 177
0 M7 P* V' [) u7.2.1  实例说明 177
/ |/ G$ u! y/ H) g7.2.2  难点与策略分析 178
- |" d4 a$ l& r) T  I7 \" S9 @( {7.2.3  交互式操作分析 179
( u3 \8 `: v7 e; L/ K7.2.4  命令流式分析 192
: M) @. O3 n+ ~3 f: S  S7.3  补充实例与练习 194! V- X# C- u' P" }
7.3.1  隧道不同施工方法最终2 }% j7 t  c: r: b: e7 Q/ m2 q
锁定内力分析 1949 j# P) w0 u1 t3 H" ~
7.3.2  基于三维整体模型的隧道! G: a- O; |" s7 B1 G/ C* C
开挖模拟 194
& m+ ^5 c8 y9 @& H  t第四篇  ANSYS在冶金工程中的应用
% o; d* y$ I& h! T; l$ Y5 J第8章  铝电解槽热电耦合分析 199
, d8 a3 z* j  U% P8 v1 v( J8.1  分析概述 199
3 V% b( D* m) [. p9 |8.2  ANSYS实例分析 199
0 L, ]' |) Y( B8.2.1  实例说明 1997 ~6 E; ?: I+ A/ y
8.2.2  难点与策略分析 202  e/ `2 t+ z# d3 G  h7 o
8.2.3  交互式操作分析 203; q: m8 a. _3 y* Y6 e
8.2.4  命令流式分析 222
3 `4 w; x0 ^3 R# l8.3  补充实例与练习 224( q# k5 m, G. N; ^# @% {' _
第9章  H型钢轧制过程的分析 227. J- q! }2 K2 s5 \0 q# n
9.1  分析概述 227) e" p2 ?1 {1 M/ W& T! ^' H! [
9.2  H型钢轧制过程的分析 227
& g' ^% m# s$ M9.2.1  实例说明 227
$ j8 E1 D0 x3 A3 A9.2.2  难点与策略分析 228
' N5 g  Z. y; m/ L9.2.3  交互式操作分析 229
1 ]( j" [4 q2 h  o/ B/ k) r& b9.2.4  命令流式分析 258
. E" w# l  V+ n9.3  补充实例与练习 260. }' l0 z" T* a6 Z, N
第10章  中厚板可逆轧制分析 263
* }) v* M0 K5 `) S8 K10.1  分析概述 263; G1 }& R8 I8 U' E  f( }" c
10.2  ANSYS中厚板可逆轧制分析 264+ E5 m" H( h: n( @
10.2.1  实例说明 264: z1 z% U' n6 _6 K; z  y) n
10.2.2  难点与策略分析 265
* h' L. x& q( A( t. K8 A10.2.3  交互式操作分析 266
  |% k, _# _6 Y' K& @10.2.4  命令流式分析 290
( P$ _7 h9 x& y, t5 N& j10.3  补充实例与练习 292
3 N7 _" T2 E! E第11章  张力板带精轧过程分析 295; f" m8 Q* o% M; R& {' P
11.1  分析概述 2952 s2 E& a: ~( @' G
11.2  ANSYS对带张力板带精轧+ R% m8 V" \' i4 Z- j, Y
过程分析 295
% j4 U2 A5 g; H) \9 w" M/ C0 M11.2.1  实例说明 295. Q! H, y& W$ ?0 v+ Z) M
11.2.2  难点与策略分析 296/ f' ^7 r5 ~  T) D8 d- t  K
11.2.3  交互式操作分析 297' h* L: ?2 i2 d# d% }
11.2.4  命令流式分析 325
2 [6 q* Z4 _- ^11.3  补充实例与练习 326
+ N; a) \/ ^+ O  N. X4 F11.3.1  中厚板轧制过程分析 326
5 f3 V$ [2 T# y! r# `4 F; i11.3.2  板坯轧制过程应变分析 326
  P" J0 w7 j, x* K  ?1 S9 Y第五篇  ANSYS在普通民用
6 h+ u' |, Y1 a% q工程中的应用
) I& k7 B. y0 @: ?第12章  钢筋混凝土梁的受力分析 329% L7 ]2 u0 d: w, P  |7 G
12.1  分析概述 329
% @) Y, \, J8 Z8 x6 _12.2  钢筋混凝土梁的受力分析 334
; X4 a; ~6 r1 g0 e- h. v2 B1 J* p& d12.2.1  实例说明 334
  o6 f/ }4 a- G( [12.2.2  难点与策略分析 335
( L* N2 D+ C" C$ M0 ~" y- |9 n12.2.3  交互式操作分析 335" A' a' V% R- f# u4 |7 e( ?. X
12.2.4  命令流式分析 3741 l  w/ h& }9 y8 v
12.3  补充实例与练习 376
( k, U- S$ U0 q7 x& p12.3.1  钢筋混凝土简支梁
% ^) t: q5 U6 W9 u" n4 s# ?受力分析 376
0 r" f+ q9 A- w% q9 Q12.3.2  预应力钢筋混凝土梁
( P4 Q+ {. ]) n受力分析 3766 }) d; b3 w- T. |! g7 E! Y9 a
12.3.3  大体积混凝土热分析 377
: m: N) G9 Z9 ~& w0 b第13章  钢结构受力性能分析 379
4 s/ t$ O7 q$ W2 K" w& W13.1  分析概述 379
7 H$ p4 R- P% `( q- C+ ~13.2  受压柱的稳定承载能力分析 382
5 M5 b7 }5 V' C$ H3 K13.2.1  实例说明 382" ~) d$ O( V4 A; V# [3 N6 J2 _
13.2.2  难点与策略分析 382# l" u! ]9 K% M1 w1 q5 x$ T8 S/ T
13.2.3  交互式操作分析 383
& v, B/ [# h% y7 R9 |13.2.4  命令流式分析 400
8 N( k6 B5 |* A! p5 s" g5 \( V13.3  补充实例与练习 401
2 a$ }0 N7 P: I13.3.1  圆柱壳的屈曲特性分析 401
$ h2 @( Y4 k* A, C7 {9 {0 f. \# P13.3.2  索膜结构的找形和
; q" k6 _) ?. w受力分析 402
0 x& N' N; {" X/ S, }第六篇  ANSYS高级分析技术总结
/ A5 F, |% y' T& j# i) M第14章  ANSYS结构非线性技术 405
+ M" \: y4 O; m- E* m" e. Z& @5 V: N14.1  几何非线性分析基本概念 405
% P; z. k' n. A9 D# J5 r2 ^5 M14.1.1  增量法 406
: C: X1 e1 _* d2 O14.1.2  迭代法 4061 J$ L7 v  A/ C9 Q% I% P1 u
14.1.3  最小化方法 407; g9 A5 T9 u* z
14.2  材料非线性基本分析概念 408& P' H! C, _; r
14.2.1  穷举法 4094 g7 U, F& @( [1 h
14.2.2  试算法 4100 I& C% O7 {3 L" m# S8 |, ]3 j# O
14.2.3  增量变刚度法 4101 _9 e1 d2 |! Z& E; b' S" S
14.3  接触非线性基本概念 411: ?0 ]: [8 t) m) P. u
14.3.1  ANSYS接触能力 411
/ ]6 c/ p6 k% D, C" L3 S14.3.2  点—接触单元 412
( y; `3 u0 k; c0 ?$ c3 g. C; o. ~. a. o14.3.3  点—面接触单元 412( j) y3 Q3 e* F7 N% a- U! _, E. r
14.3.4  面—面的接触单元 412
- I1 C1 R7 d7 ^14.3.5  执行接触分析 4132 S0 _2 J7 I8 L4 X. |" [
14.3.6  面—面的接触分析 413. u, D* z8 }1 E: ?& C. U1 l& I$ |1 C
14.3.7  接触分析的步骤 4138 E$ V/ D& V- `5 P+ T6 H. a
14.4  使用ANSYS非线性分析
. b, T5 G3 U! [( m. m" u; v' {基本过程 413
+ R/ J& N9 U' w6 R14.5  结构非线性分析事项提醒 414
! X) O; X4 W$ y$ @4 |14.5.1  了解程序的运作方式和, L! y$ X) N( m0 d8 S
结构的表现行为 414, D; Y( |& B5 K
14.5.2  简化分析模型 414
/ V' ]% ^; ^# E14.5.3  采用足够的网格密度 4159 [- ^8 W  m, w( `) s3 \4 a2 r4 L
14.5.4  逐步加载 415- t0 L7 v6 O, Y/ A* N
14.5.5  合理地使用平衡迭代 415% E( x9 s' U/ V
14.5.6  克服收敛性问题 4167 d/ ?' {( G% }# n' f8 ?5 D/ U
14.6  补充实例与练习 416; |3 N* C" j4 L1 g
14.6.1  二维平面应变赫兹
3 ?" w+ t! Z6 V, Q1 D' @, g接触分析 4161 O6 }) ^2 L9 z1 u) X
14.6.2  索杆结构体系受力分析 417
1 h9 X. X* Q9 b  z) a0 j- Z. v* {/ x第15章  ANSYS结构动力学分析 419
0 P; |; Y+ y* {4 h! [15.1  结构动力学简介 419$ m" ?8 a: _. K/ h+ y, X+ _
15.2  动力学 420
( L* _8 X( Z. W0 \& _) \15.3  模态分析 425
0 L5 e4 o  r8 T. p( b15.4  谐响应分析 426
2 y9 b7 x, o% _- ]: O+ N0 K15.5  瞬态分析 427
& t1 \; B! ]' W$ q, e15.6  谱分析 429
  ~5 _% b2 |  w# @2 g0 i5 F4 C; ], k15.7  补充实例与练习 429
8 O# I! k2 S  y4 g15.7.1  双质量弹簧系统谐
" l+ {; `- `' O. Z6 @/ n响应分析 429
  g! i9 y0 m8 J2 t+ n15.7.2  钢框架结构地震响应分析 431. }, n, {1 Z6 w! N
15.7.3  索结构模态分析 432/ U, Y" M/ ]* q3 }1 w' K
第16章  ANSYS其他高级技术 435
- j2 h9 G/ P9 T, j16.1  单元生死技术总结 4356 J/ H: G* ^  V  O; G1 U0 Z; r
16.1.1  单元生死基础知识 436
2 J% E0 j5 W1 T) d& h16.1.2  单元生死特性在ANSYS# j' V3 `- J* U8 g; h
中应用基本过程 436
9 S  q0 g! ]! }; ~9 T' ^16.1.3  通过ANSYS结果控制2 q$ P" W3 \  N3 a8 v
单元生死 4366 [3 C3 \( I5 [2 F% f
16.2  ANSYS/LS-DYNA总结 438
4 c) a$ [, w; t16.2.1  LS-DYNA分析简介 4395 h9 p% A% s' w# @- u; s% N% [& D- E6 I
16.2.2  LS-DYNA分析基础知识 439, Y% \" w" [" ~# I, {0 `) _
16.2.3  使用ANSYS进行! W* S0 S. U5 t% O
LS-DYNA分析基本过程 443
# L. U5 l. |% l* [$ i2 [) ^16.3  ANSYS二次开发技术 443
( _) A1 `& \: A4 p16.3.1  二次开发工具概述 444) a1 z5 T, g/ F) V6 U: Y/ i
16.3.2  ANSYS数据接口 445
6 |9 K- A# y3 F7 D2 d4 H2 a( A16.3.3  APDL简介 4463 K6 x! I6 X) c4 H6 C
16.3.4  ANSYS的参数 448
  y/ D. K  H& S8 T5 B& s16.3.5  UIDL简介 449% \1 X3 f  c! G! R* B/ {
16.4  补充实例与练习 450
$ L" c+ d  l+ I16.4.1  两端固定杆件受力分析 450
; G9 V# ^7 T0 d# k  z16.4.2  锻压轧件应力分析 451. F- A* _! Z8 _) n3 t6 K/ m  Y
16.4.3  二次开发实例 452
0 g" ?1 m  D' Z. H/ w, _: f附录  本书CD-ROM光盘内容及
/ H& P" E' G  W6 a2 A使用方法介绍 455

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