ANSYS有限元分析完全自學手冊 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:張洪信

出品人:

頁數:495

译者:

出版時間:2008-3

價格:58.00元

裝幀:

isbn號碼:9787111231905

叢書系列:

圖書標籤:

• 軟件
• 有限元分析
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• ANSYS
• 有限元
• FEA
• 結構力學
• 數值分析
• 工程仿真
• 機械設計
• 材料力學
• 自學手冊
• 入門教程

《有限元方法：理論與實踐》 內容簡介 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的有限元分析（FEA）理論基礎和實際操作指南。我們將從最基本的概念齣發，逐步構建讀者對有限元方法原理的深刻理解，並引導讀者掌握在工程實際問題中應用FEA的強大能力。 第一部分：理論基礎 引言：有限元方法的起源與發展 簡述數值分析在工程領域的重要性。 介紹有限元方法是如何從早期離散化方法演變而來。 探討有限元方法在現代工程設計與分析中的關鍵作用，例如結構力學、傳熱學、流體力學以及電磁場分析等。 基本概念與數學原理 連續體方程的弱形式：詳細講解如何從偏微分方程（PDE）齣發，推導齣有限元分析的核心——變分原理或加權殘量法（如伽遼金法）。我們將深入分析各種弱形式的推導過程，並解釋其物理意義。 區域離散化與單元選擇：介紹將連續求解域劃分為有限數量的、簡單的幾何區域（單元）的概念。討論不同維度（一維、二維、三維）和不同形狀（三角形、四邊形、六麵體、棱柱體等）單元的特點、適用範圍及優缺點。 形函數（插值函數）：講解如何在單元內部近似未知場變量（如位移、溫度、壓力）。深入介紹拉格朗日形函數、Hermite形函數等多種插值方法的構建原理、自由度概念以及它們對精度和收斂性的影響。 單元剛度矩陣與載荷嚮量的推導：這是有限元方法的核心計算步驟。我們將詳細推導單元剛度矩陣的計算公式，解釋其物理意義（單元的剛度特性）。同時，也會講解如何將外力、邊界條件等轉化為單元載荷嚮量。 整體方程組的組裝：說明如何將所有單元的局部方程組，通過節點自由度的連接，組裝成一個大型的、整體的綫性方程組（[K] {u} = {F}）。深入討論稀疏矩陣技術在高效組裝過程中的應用。 邊界條件的施加：詳細介紹各種類型邊界條件（如固定邊界、位移約束、力載荷、溫度邊界等）在有限元方程組中的具體實現方法，以及它們對求解結果的影響。 求解與後處理：介紹求解大型綫性方程組的常用數值方法（如高斯消元法、迭代法等）。講解如何從節點解（位移、溫度等）反算單元內的應力、應變、熱流密度等工程上關心的物理量，並介紹結果的雲圖顯示、列錶輸齣等後處理技術。 第二部分：工程應用實例與進階 結構力學分析 二維梁、闆單元分析：詳細講解二維梁單元和闆單元的構建原理，適用於分析受平麵載荷的梁、框架以及薄闆結構。 三維實體單元分析：深入講解各種三維實體單元（如四麵體、六麵體單元）的特性，以及它們在復雜三維結構分析中的應用。 應力與應變分析：重點講解如何通過單元位移解計算單元內的應力和應變，並分析不同應力狀態（如拉伸、壓縮、剪切、彎麯、扭轉）的判定。 接觸分析：介紹在包含多個相互作用部件的仿真中，如何處理接觸問題，包括接觸類型（剛接、滑動、粘結）、接觸算法及摩擦力的影響。 模態分析：講解如何進行結構的振動分析，確定結構的固有頻率和振型，這對於防止結構發生共振至關重要。 屈麯分析：介紹如何分析結構的穩定性，預測結構在受壓荷載作用下的失穩臨界載荷。 傳熱分析 穩態與瞬態傳熱：講解如何在穩態和瞬態條件下進行熱傳導、熱對流和熱輻射分析。 溫度分布與熱流密度計算：演示如何通過FEA計算物體的溫度分布，以及由此産生的三維熱流密度。 熱應力分析：介紹當物體因溫度變化而産生形變時，如何結閤結構力學分析計算熱應力。 其他領域簡介 流體動力學（CFD）基礎：簡要介紹有限元方法在流體分析中的基本思路，如Navier-Stokes方程的求解。 電磁場分析簡介：概述有限元方法在靜電場、穩恒磁場以及電磁波傳播分析中的應用。 第三部分：數值計算與優化 網格劃分策略與質量控製 網格密度與精度的關係：深入討論網格密度對計算結果精度的影響，以及如何根據工程需求和計算資源來確定閤適的網格密度。 網格質量指標：介紹常用的網格質量評估指標（如長寬比、雅可比行列式、畸變度等），以及不良網格可能帶來的問題。 網格自適應技術：講解如何通過自動細化或粗化網格來提高計算精度，並減少不必要的計算量。 誤差估計與收斂性分析 誤差的來源：分析有限元方法計算誤差的主要來源，包括截斷誤差、離散誤差、數值誤差等。 收斂性判據：講解如何評估有限元解的收斂性，以及確保計算結果可靠性的方法。 參數化建模與優化設計 幾何參數化：介紹如何通過參數來控製模型的幾何形狀，方便進行不同設計方案的迭代。 設計變量與響應麵法：講解如何將工程性能指標（如最大應力、變形量）定義為設計響應，並利用優化算法尋找最優設計參數。 本書特點： 理論與實踐緊密結閤：本書在講解理論知識的同時，會穿插豐富的工程實例，使讀者能夠理論聯係實際，快速掌握FEA的應用技巧。 循序漸進，深入淺齣：從最基礎的數學原理開始，逐步深入到復雜的工程問題，力求讓不同背景的讀者都能理解和掌握。 注重計算思維：引導讀者理解有限元分析背後的計算邏輯，而不僅僅是停留在軟件操作層麵。 為獨立建模與分析打下堅實基礎：本書的目標是培養讀者獨立解決工程問題的能力，理解每一步的意義，而不是簡單地復製粘貼模型。 本書適閤機械工程、土木工程、航空航天工程、汽車工程、材料科學等領域的學生、研究人員及工程師閱讀。通過學習本書，讀者將能夠自信地運用有限元方法解決復雜的工程分析問題，優化産品設計，提高工程效率。

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评分☆☆☆☆☆

這本書的排版和視覺設計雖然不追求現代感，但卻異常實用。它采用瞭大量的對比色和圖錶來區分理論講解、操作步驟和注意事項，使得長時間閱讀也不會感到視覺疲勞。最讓我感到驚喜的是它的“常見錯誤與解決方案”部分。這部分內容常常被其他書籍輕視，但恰恰是這些經驗性的總結，纔是自學者最需要的“避坑指南”。書中列舉瞭從幾何建模階段的“縫隙處理”到求解階段的“時間步長控製”等幾十個具體的錯誤場景，並配有相應的截圖和修正後的參數設置。例如，在處理流固耦閤（FSI）問題時，書中明確指齣瞭在耦閤界麵網格劃分時需要注意的最小元素尺寸要求，這在官方幫助文檔中往往需要花費大量時間去搜索和甄彆。讀完這本“手冊”，我感覺自己不是在背誦知識點，而是在積纍一套完整的、可復用的工程分析方法論。它不僅僅是教會瞭ANSYS的操作，更重要的是，它培養瞭一種嚴謹的、係統性的工程分析思維，這對於任何希望在CAE領域深入發展的人來說，都是一筆寶貴的財富。

评分☆☆☆☆☆

與其他市麵上那些充斥著標準截圖和“點擊此處”指令的軟件操作指南不同，這本書的論述方式顯得非常“有主見”。它似乎不滿足於僅僅教會讀者如何操作菜單欄，而是緻力於培養讀者的工程判斷力。例如，在模態分析那一章，作者花瞭很大篇幅討論瞭如何確定模型自由度、如何判斷模態的物理意義，而不是簡單地告訴讀者“運行特徵值提取”就行瞭。它對各種約束條件的設置給齣瞭深入的哲學思考，比如在固定約束和簡支約束的選擇上，它會引導你去思考實際工況下部件與支撐體之間的接觸模式是如何影響最終剛度的。文字的編排上，行文流暢，邏輯嚴密，雖然涉及到大量技術術語，但作者的遣詞造句使得這些概念很容易被吸收。我尤其欣賞它對高階功能的介紹，比如優化設計模塊，書中展示瞭如何將外部腳本語言與ANSYS集成，實現參數化和批處理，這極大地拓寬瞭我對有限元工具潛能的認識，讓人感覺自己掌握的不僅僅是一個分析軟件，而是一個強大的計算平颱。

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這本書的封麵設計得非常樸實，幾乎沒有什麼花哨的元素，但這反而讓它在眾多技術書籍中顯得格外沉穩。我最初是被它“完全自學”這幾個字吸引的，因為我確實想係統地掌握ANSYS，但又苦於沒有紮實的理論基礎和實踐經驗。翻開內頁，首先映入眼簾的是對有限元基礎理論的深入淺齣地講解。它沒有像某些教材那樣上來就堆砌晦澀的數學公式，而是通過大量的工程實例來引齣理論的必要性。比如，在講解網格劃分時，它不僅告訴我們該用哪種單元類型，更詳細地分析瞭不同單元在處理特定載荷和邊界條件下的優劣勢，這一點對於新手來說至關重要。很多時候，我們學軟件隻是記住瞭操作步驟，但一旦遇到實際問題，比如模型發散或者結果不閤理，就會束手無策。這本書的價值就在於，它把“為什麼”也解釋得清清楚楚，讓你從“會用”升級到“能思考”。特彆是關於後處理部分，書中對S-N麯綫、疲勞分析的介紹非常細緻，遠超我預期中一本入門指南的深度。整體閱讀下來，感覺作者是真正站在一個渴望學習者的角度來編寫的，條理清晰，循序漸進，讓人對復雜的技術不再感到畏懼。

评分☆☆☆☆☆

我是在一個比較緊張的項目周期內接觸到這本書的，當時急需在短時間內熟悉一個復雜的非綫性接觸問題求解。坦率地說，我抱著試試看的心態買瞭它，沒想到它在處理實際工程難題方麵的錶現令人眼前一亮。書中的案例選擇非常貼近實際工業應用，不像有些教程那樣隻停留在理論驗證的小玩具模型上。書中關於材料本構模型選擇的章節簡直就是一本實戰指南，它詳細對比瞭彈塑性、超彈性模型在不同工況下的適用場景和參數設置的注意事項，甚至提到瞭如何根據實驗數據反推齣閤適的模型參數。最讓我印象深刻的是，它對“收斂性”問題的討論。作者沒有簡單地說“當迭代不收斂時，檢查載荷增量”，而是深入分析瞭殘差計算的原理，並給齣瞭從調整初值到修改求解器設置的一整套排錯流程。這種由錶及裏的分析，讓我在實際操作中少走瞭很多彎路，成功地在預定時間內完成瞭復雜的模擬任務。可以說，這本書不隻是一本手冊，更像是一位經驗豐富的前輩在旁邊指導，讓人信心倍增。

评分☆☆☆☆☆

我是一個偏嚮理論研究的學生，平時閱讀技術書籍的習慣是尋找那些能夠將數學本質和工程應用完美結閤的著作。這本書恰恰在這一點上做到瞭極佳的平衡。在講解單元剛度矩陣的推導時，它沒有跳過變分原理和形函數這兩個核心，而是用一種非常清晰的嚮量化錶達方式進行瞭闡述，確保瞭即使是不太擅長高等數學的讀者也能抓住其內在邏輯。更難得的是，在這些理論推導之後，作者立刻會用一個具體的、貼近工程實際的例子來印證這些理論是如何轉化為軟件內部的計算過程的。比如，在薄壁結構分析中，它會解釋為什麼選擇殼單元而不是實體單元會導緻計算效率和精度的權衡。這種理論與實踐的無縫對接，使得我對每一次計算結果的可靠性都有瞭更深層次的理解和信心。閱讀這本書的過程，就像是跟著一位睿智的導師，從最底層的物理定律齣發，逐步構建起復雜的數值模型，每一步都走得踏實而有力，完全不是那種浮於錶麵的“點點看”式的教程可以比擬的。

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還是學workbench吧

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還是學workbench吧

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