ANSYS12.0多物理耦合场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:党沙沙//许洋//张红松

出品人:

页数:406

译者:

出版时间:2010-2

价格:65.00元

装帧:

isbn号码:9787111294962

丛书系列:

图书标签:

ansys
多场耦合
ANSYS
有限元分析
多物理场
耦合场
结构力学
电磁场
流体动力学
热传导
材料力学
工程仿真

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具体描述

《ANSYS12.0多物理耦合场有限元分析从入门到精通》共10章。第1章全面介绍了ANSYS祸合场的基本概念、分析类型及单位制，使读者对ANSYS祸合场有初步的了解；第2章介绍了直接祸合场分析，主要包括集总电单元、热-电分析、压电分析、电弹分析、压阻分析、结构-热分析、结构-热-电分析、磁-结构分析以及电子机械分析的基本原理：第3章介绍了多场（(TM）求解器-MFS单代码祸合分析，主要包括ANSYS多场求解器和求解算法，ANSYS多场求解器求解步骤等；第4章介绍了使用代码祸合的多场求解器，包括MFX工作原理、MFX求解过程以及启动和停止MFX分析：第5章介绍了载荷传递祸合场物理分析，主要包括物理环境的概念、一般分析步骤、在物理分析之间传递载荷以及使用多物理环境进行载荷传递藕合物理分析：第6章介绍了藕合物理电路分析，主要包括电磁-电路分析、电子机械-电路分析以及压电-电路分析：第7章介绍了直接祸合场实例分析；第8章介绍了多场求解-MFS单码的祸合实例分析；第9章介绍了载荷传递祸合场物理实例分析：第10章介绍了祸合物理电路模拟实例分析。各章都包含了相应的基本概念、理论以及利用ANSYS软件进行分析的基本过程，还有对相关求解步骤的详细介绍。

《ANSYS12.0多物理耦合场有限元分析从入门到精通》可作为各大工程院校研究生和科研院所工程技术人员的藕合场分析自学辅导用书。

好的，这是一本不涉及《ANSYS 12.0多物理耦合场有限元分析从入门到精通》内容的图书简介，旨在详尽地描述其核心主题和价值： --- 《结构动力学与振动控制：理论、方法与工程应用》图书简介在现代工程设计与分析领域，理解和精确预测材料及结构对动态载荷的响应是保障系统安全、可靠性和性能的关键。本书《结构动力学与振动控制：理论、方法与工程应用》系统、深入地阐述了结构动力学的基础理论、先进的数值计算方法，以及如何运用这些知识有效地控制结构振动，实现工程优化。本书面向高等院校的力学、土木工程、机械工程、航空航天工程等相关专业的高年级本科生、研究生，以及从事结构设计、分析和振动控制的工程师与研究人员。全书内容组织严谨，逻辑清晰，从基础概念出发，逐步深入到复杂的非线性动力学问题与主动控制策略。 --- 第一部分：结构动力学基础理论（奠定分析基石）本部分旨在为读者建立坚实的理论基础，理解结构在时间域内的动态响应特性。第1章：振动基础与单自由度系统本章从物理现象出发，界定何为“振动”与“动力学”，区分静力学、动力学与准静态分析的适用范围。详细推导单自由度（SDOF）系统的运动微分方程，重点讨论无阻尼自由振动（固有频率与周期）、有阻尼自由振动（欠阻尼、临界阻尼、过阻尼情况下的响应衰减特性）。随后，深入分析 SDOF 系统在简谐载荷作用下的受迫振动响应，引入频率响应函数（FRF）的概念，并详解共振现象的物理意义和危害。第2章：多自由度系统（MDOF）的运动方程将理论扩展至更贴近实际工程的多自由度系统。本章详细介绍 MDOF 系统的运动方程建立方法，包括拉格朗日方程和虚功原理的应用。重点讨论如何采用质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵来描述系统特性。随后，系统地推导并求解自由振动的特征值问题，精确计算系统的固有频率和振型（特征向量），这是后续模态分析的基础。第3章：模态分析与响应计算本章深入探讨模态分析的实际应用。解释模态叠加法（Mode Superposition Method）的原理，阐明其在将复杂 MDOF 体系简化为一组独立的 SDOF 体系中的核心作用。详细介绍如何利用模态分析结果计算结构对特定激励（如地震波、冲击载荷或周期性载荷）的瞬态响应和稳态响应。本章还涵盖了阻尼矩阵的建模，包括瑞利阻尼（Rayleigh Damping）的构造及其在模态分解中的影响和局限性。第4章：连续体结构的振动（动力学基础）从离散系统过渡到描述连续体（如梁、板、壳）的偏微分方程。本章以一维弹性梁为例，推导欧拉-伯努利梁和欧拉-Timoshenko 梁的运动微分方程，求解其边界条件下的固有频率和振型。这为理解更复杂的有限元动力学模型奠定了连续体力学的背景知识。 --- 第二部分：高级振动分析技术与数值方法（深化计算能力）本部分聚焦于处理复杂系统和非理想条件的先进计算技术，特别是针对现代工程中常见的非线性问题。第5章：模态分析的数值实现与模型修正本章侧重于工程实践中的模态测试与有限元模型的关联。详细介绍实验模态分析（EMA）的基本流程、数据采集和频响函数的识别技术。随后，探讨有限元模型修正（FEM Updating）的必要性，介绍基于敏感度分析和优化算法的系统化方法，用以校准和提高仿真模型的准确性。第6章：瞬态动力学分析（时间域求解）本章系统介绍求解瞬态响应的数值积分技术。详细比较直接积分法（如中心差分、梯形法则）的稳定性和精度。重点阐述隐式积分（Implicit Integration）在处理刚度或质量矩阵奇异性时的优势，以及如何设置合理的求解步长以保证数值稳定性。第7章：谱分析与随机振动针对非确定性载荷环境，如风荷载、海洋波浪或随机地面运动，本章引入随机振动理论。解释功率谱密度（PSD）函数和自相关函数的物理含义。详细介绍如何利用模态分析结果，结合随机振动理论，计算结构在随机激励下的均方根响应、峰值响应以及疲劳损伤评估（如使用峰值计数模型）。第8章：非线性动力学与接触分析结构动力学中的非线性是工程难点。本章聚焦于几种主要的非线性来源：几何非线性（大变形、 P-Delta 效应）、材料非线性（塑性、粘弹性）和接触非线性。重点讲解在时间积分过程中如何处理非线性平衡方程，包括牛顿法和修正牛顿法的迭代收敛准则。特别关注冲击、碰撞场景下的能量耗散机制。 --- 第三部分：振动控制理论与应用（实现工程优化）理解振动只是第一步，有效控制才是最终目标。本部分从理论模型推导到实际控制器的设计与实施。第9章：被动减振技术原理本章详细介绍不依赖外部能量输入的被动控制方法。深入分析粘滞阻尼器（Viscous Dampers）和粘弹性阻尼器（Viscoelastic Dampers）的本构关系及其在结构动力学方程中的表达。重点讲解调谐质量阻尼器（TMD）的设计原理，包括最优质量比、最优频率比的确定，以及其在抑制特定模态振动中的有效性。第10章：主动与半主动振动控制策略本章深入探讨需要能量输入的先进控制技术。首先，基于最优控制理论，推导线性二次调节器（LQR）控制器的设计流程，用于主动抑制结构振动。随后，详细阐述半主动控制的核心：智能材料与器件，如磁流变阻尼器（MR Damper）和压电作动器。解释如何通过实时反馈信号，动态改变阻尼或刚度特性，以达到在不消耗过多能量的情况下实现高效减振的目的。第11章：颤振与稳定性分析针对航空航天和桥梁工程中常见的空气动力-结构耦合问题，本章引入气动弹性动力学的基础概念。讨论颤振现象的产生机理，并介绍如何通过在动力学方程中耦合气动载荷项，进行稳定裕度分析，识别临界颤振速度。 --- 附录：动力学分析中的矩阵代数与数值稳定性附录部分提供必要的数学工具回顾，包括特征值问题的求解算法简介、矩阵求逆与分解方法在动力学求解中的地位，以及数值积分方案的稳定域分析，作为读者深入研究的数学支撑。全书贯穿大量的理论推导、具体的工程算例分析和数值方法的实现细节，确保读者不仅知其然，更能知其所以然，最终掌握从概念理解到复杂工程问题求解的全方位能力。

作者简介

目录信息

前言第1章耦合场分析简介 1.1 耦合场分析的定义 1.2 耦合场分析的类型 1.2.1 直接方法 1.2.2 载荷传递分析 1.2.3 直接方法和载荷传递 1.2.4 其他分析方法 1.3 耦合场分析的单位制第2章直接耦合场分析 2.1 集总电单元 2.2 热-电分析 2.2.1 热-电分析中用到的单元 2.2.2 进行热-电分析 2.3 压电分析 2.3.1 注意要点 2.3.2 材料特性 2.4 电弹分析 2.4.1 电弹分析中用到的单元 2.4.2 进行电弹分析 2.5 压阻分析 2.5.1 注意要点 2.5.2 材料特性 2.6 结构-热分析 2.6.1 结构-热分析中用到的单元 2.6.2 进行结构-热分析 2.7 结构-热-电分析 2.7.1 结构-热电分析 2.7.2 热-压电分析 2.8 磁-结构分析 2.9 电子机械分析 2.9.1 -D转换器单元 2.9.2 2-D转换器单元第3章多场(TM)求解器-MFS单代码耦合 3.1 ANSYS MULTI-FIELD求解器和求解算法 3.1.1 载荷传递 3.1.2 映射 3.1.3 耦合场载荷 3.1.4 支持的单元 3.1.5 求解算法 3.2 ANSYS MULTI-FIELD求解器求解步骤 3.2.1 创建场模型 3.2.2 标记场界面条件 3.2.3 建立场求解 3.2.4 获得解 3.2.5 对结果进行后处理第4章使用代码耦合的多场求分析 4.1 MFX如何工作 4.1.1 同步点和载荷传递 4.1.2 载荷插值 4.1.3 支持的单元和载荷类型 4.1.4 求解过程 4.2 肝X求解过程 4.2.1 建立ANSYS和CFX模型 4.2.2 标记场界面条件 4.2.3 建立主人输入 4.2.4 获得解 4.2.5 多场命令 4.3 启动和停止MFX分析 4.3.1 用发射台启动MFX分析 4.3.2 由命令执行启动MFX分析 4.3.3 手动停止MFX运行第5章载荷传递耦合物理分析 5.1 物理环境的概念 5.2 一般分析步骤 5.3 在物理分析之间传递载荷 5.3.1 兼容的单元类型 5.3.2 可以使用结果文件类型 5.3.3 瞬态流体-结构分析 5.4 使用多物理环境进行载荷传递耦合物理分析 5.4.1 网格升级 5.4.2 使用多物理环境方法重启动一个分析 5.5 单向载荷传递 5.5.1 单向载荷传递方法：ANSYS到CFX 5.5.2 单向载荷传递方法：CFX到ANSYS第6章耦合物理电路分析 6.1 电磁-电路分析 6.1.1 2-D电路耦合绞线型线圈 6.1.2 2-D电路耦合块导体 6.1.3 3-D电路耦合绞线型线圈 6.1.4 3-D电路耦合块导体 6.1.5 3-D电路耦合源导体 6.1.6 充分利用对称性 6.1.7 串联导体 6.2 电子机械-电路分析 6.3 压电-电路分析第7章直接耦合场实例分析 7.1 热电冷却器耦合分析 7.1.1 前处理 7.1.2 求解 7.1.3 后处理 7.2 热电发电机耦合分析 7.2.1 前处理 7.2.2 求解 7.2.3 后处理 7.3 梁的结构-热谐波耦合分析 7.3.1 前处理 7.3.2 求解 7.3.3 后处理 7.4 微型驱动器电热耦合分析 7.4.1 前处理 7.4.2 求解 7.4.3 后处理 7.5 压电耦合分析 7.5.1 前处理 7.5.2 驱动模拟求解 7.5.3 驱动模拟后处理 7.5.4 感应模拟求解 7.5.5 感应模拟后处理 7.6 科里奥利效应的压电耦合分析 7.6.1 前处理 7.6.2 求解 7.6.3 后处理 7.7 绝缘弹性体耦合分析 7.7.1 前处理 7.7.2 求解 7.7.3 后处理 7.8 固定梁的静电一结构耦合分析 7.8.1 前处理 7.8.2 求解 7.8.3 后处理 7.9 压阻现象耦合分析 7.9.1 前处理 7.9.2 求解 7.9.3 后处理 7.10 梳齿式机电耦合分析 7.10.1 前处理 7.10.2 求解 7.10.3 后处理 7.11 两个相反电极的内力计算 7.11.1 前处理 7.11.2 求解 7.11.3 后处理第8章多场求解-MFS单码的耦合实例分析 8.1 厚壁圆筒的热应力分析 8.1.1 前处理 8.1.2 求解 8.1.3 后处理 8.2 静电驱动的梁分析 8.2.1 前处理 8.2.2 求解 8.2.3 后处理 8.3 圆钢坯的感应加热分析 8.3.1 前处理 8.3.2 求解 8.3.3 后处理第9章载荷传递耦合物理场实例分析 9.1 使用间接方法进行热-应力分析实例 9.1.1 前处理(热分析) 9.1.2 求解(热分析) 9.1.3 后处理(热分析) 9.1.4 前处理(结构分析) 9.1.5 求解(结构分析) 9.1.6 后处理(结构分析) 9.2 使用物理环境方法求解热一应力问题实例 9.2.1 前处理(热分析) 9.2.2 前处理(结构分析) 9.2.3 求解(热分析) 9.2.4 后处理(热分析) 9.2.5 求解(结构分析) 9.2.6 后处理(结构分析) 9.3 使用物理环境方法进行流-固耦合分析实例 9.3.1 创建整个区域模型 9.3.2 创建流体物理环境 9.3.3 创建结构物理环境 9.3.4 流-固耦合求解 9.3.5 后处理第10章耦合物理电路模拟实例分析 10.1 机电-电路耦合分析实例 10.1.1 前处理 10.1.2 求解 10.1.3 后处理 10.2 压电-电路耦合分析实例 10.2.1 静态和模态分析 10.2.2 等效电路瞬态分析 10.2.3 等效电路谐波分析
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格是那种沉稳而富有引导性的，没有多余的煽情或花哨的修辞，一切都围绕着知识的有效传递。它不像某些畅销书那样追求快速的“速成”感，而是更像一位经验丰富、耐心细致的导师，在你每一步的进步中都给予坚实的支撑。我特别喜欢它在章节末尾设置的“疑难点辨析”环节，往往能提前预见到我们在学习过程中可能会产生的困惑，并给出深入的解答，这省去了我大量查阅论坛和文献的时间。总而言之，这是一本经得起反复研读和长期作为案头参考书的专业工具书，它所承载的不仅仅是软件操作手册，更是一种严谨的工程思维训练体系。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我之前尝试过好几本关于有限元分析的书籍，但大多不是理论太深奥让人望而却步，就是实战案例太简单缺乏挑战性。这本《ANSYS12.0多物理耦合场有限元分析从入门到精通》找到了一个非常微妙的平衡点。它并没有回避复杂的数学背景，但总是巧妙地将其融入到具体的工程背景中去解释，让你觉得这些公式是用来解决你眼前问题的工具，而不是高冷的理论符号。特别是它对不同物理场之间相互作用的描述，逻辑链条非常清晰，仿佛在一步步揭示大自然的运作规律。对于那些希望从单纯的结构分析爱好者，转变为能够驾驭复杂多场耦合问题的“全能型”分析师来说，这本书无疑提供了一个结构化且高效率的成长路径。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图文结合的方式简直是教科书级别的典范。很多技术书籍往往因为插图质量不高或者图文对应不清晰而让人抓狂，但这本书在这方面做得非常出色。每一个关键的理论点，每一个关键的软件操作步骤，都配有高质量、高清晰度的截图或者示意图，而且作者非常细致地在图中标注了关键的参数和设置选项，这极大地降低了自学者在模仿操作时的挫败感。我试着跟着书中的一个热传导与结构变形耦合的实例进行操作，发现即便是对于一些需要反复调试的复杂边界条件设置，书中的描述也详尽到近乎手把手教导的程度。这种对细节的极致追求，体现了作者深厚的实践经验和对读者学习痛点的精准把握，它让原本枯燥的软件学习过程变成了一种清晰、有条理的探索之旅。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得非常有吸引力，那种深沉的蓝色调配上清晰的字体，一下子就让人觉得这是一本专业且深入的著作。我拿到手的时候，首先被它厚实的质感和印刷的精良所打动，这通常意味着内容编排的严谨性。虽然我还没能完全翻阅完毕，但仅仅是浏览目录和前几章的导论部分，就能感受到作者在有限元理论基础和ANSYS软件实际应用之间搭建桥梁的匠心。特别是他对“多物理耦合场”这一复杂概念的拆解，不是那种空泛的理论堆砌，而是通过直观的图示和逐步深入的讲解，让初学者也能窥见其堂奥。我尤其欣赏它在案例选择上的独到眼光，很多都是工程实践中极具代表性的难题，这使得学习过程不再是纸上谈兵，而是带着解决实际问题的目标向前推进。对于那些希望从理论基础扎实地过渡到高阶应用的人来说，这本书的体系结构无疑是极佳的导航图。

评分☆☆☆☆☆

从一个资深工程师的角度来看，这本书的价值在于它对“精通”二字的诠释是基于工业标准的。很多入门级的教程只停留在“会用”软件的层面，而这本书显然是想让读者达到“理解”软件背后的物理机制和求解器逻辑。书中对不同单元类型的选择依据、求解算法的收敛性控制，以及后处理中如何有效地提取和解读关键数据等方面进行了深入的剖析。这种深层次的讲解，帮助我们不仅仅是点击按钮得出结果，而是能够对结果的合理性进行批判性思考和验证。我个人非常看重其中关于模型简化策略的部分，如何在保证精度要求的前提下，合理地降低计算复杂度的讨论，这直接关系到项目周期和资源消耗，是区分普通用户和高级分析师的关键所在。

评分☆☆☆☆☆