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出版者:机械工业

作者:王金龙//王清明//王伟章

出品人:

页数:363

译者:

出版时间:2010-6

价格:45.00元

装帧:

isbn号码:9787111304210

丛书系列:CAD/CAM/CAE工程应用丛书

图书标签:

ansys
机械学习书籍
nn
ANSYS
有限元分析
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范例解析
机械工程
仿真
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教程

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具体描述

《ANSYS12.0有限元分析与范例解析》是通用有限元软件ANSYS 12.0及其工程应用的学习教程，《ANSYS12.0有限元分析与范例解析》根据ANSYS 12.0功能模块及工程应用分为10章。主要内容包括：有限元分析ANSYS 12.0简介；实体建模与网格划分；加载、求解与后处理；工程应用范例（包括静力学、动力学、非线性、热力学及耦合场分析）；优化设计；高级分析（包括可靠性分析、拓扑优化、单元生死）；参数化设计语言（APDL）；LS-DYNA动力分析及后置处理软件LS-PREPOST。《ANSYS12.0有限元分析与范例解析》内容新颖丰富、涉及范围广泛，使读者能全面掌握ANSYS软件所具有的功能模块及处理实际工程问题的分析思路和方法。

《ANSYS12.0有限元分析与范例解析》按照深入浅出的原则，分别通过图形用户界面和命令流两种方式对典型的工程应用问题进行了详细讲解。

好的，以下是基于您的要求撰写的图书简介： --- 《工程结构仿真与优化设计：基于新一代CAE平台的实践指南》图书简介本书旨在为广大工程技术人员、科研工作者以及相关专业的高年级学生提供一份深入且实用的工程仿真与优化设计实践指南。全书紧密围绕现代工程领域对高精度、高效率仿真分析的需求，系统地阐述了从基础理论构建到复杂工程问题求解的全流程方法论，并重点介绍了一系列前沿的CAE（计算机辅助工程）技术应用。第一部分：现代工程仿真基础与方法论本部分首先为读者奠定了坚实的理论基础。我们将从经典力学、材料科学与数值分析的基本原理出发，系统梳理有限元分析（FEA）的核心思想，包括单元选择、网格划分的艺术与科学、边界条件施加的严谨性，以及求解器的选择与配置。基础理论回顾：深入探讨连续介质力学在工程中的应用，重点解析位移函数、形函数（Shape Functions）的构建及其对解的精度影响。材料本构模型：详细介绍工程中最常用的线弹性、弹塑性（如Von Mises、Tresca屈服准则）以及超弹性材料模型的数学描述与在软件中的实现策略。尤其关注材料非线性和几何非线性对求解稳定性的挑战与应对。求解器技术：对直接求解器和迭代求解器的工作原理进行对比分析，指导读者根据工程问题的规模和特性（如刚度矩阵的稀疏性）选择最合适的求解策略，并探讨大规模问题的并行计算效率优化。第二部分：结构动力学与冲击分析进阶现代工程设计日益关注结构在时变载荷下的响应，本部分聚焦于复杂动力学问题的分析技术。模态与谐响应分析：详细讲解特征值问题的求解方法，如何准确提取结构的固有频率和振型，并将其应用于避免共振的设计阶段。谐响应分析部分则侧重于如何处理周期性激励，并进行频响曲线的解读与优化。瞬态动力学（Explicit/Implicit）：对比隐式和显式时间积分算法在冲击、碰撞、爆炸等非线性、大变形问题中的适用性。通过详细的算例，指导读者设置合理的接触算法、时间步长控制和能量平衡检查，确保显式动力学分析的可靠性。疲劳寿命评估：介绍基于应力或应变寿命方法的疲劳分析流程，包括载荷谱的生成、应力-应变历史的提取，以及如何结合S-N曲线或E-N曲线进行寿命预测，尤其关注随机载荷下的累计损伤评估。第三部分：高级多物理场耦合与热-结构分析工程问题的复杂性往往体现在多种物理场之间的相互作用。本部分将重点介绍热-结构耦合分析的技术路径和实践要点。瞬态与稳态热分析：详述传导、对流和辐射三种基本传热机制的数学模型，以及如何准确定义载荷和边界条件（如对流换热系数的确定）。热应力分析：阐述热载荷如何转化为机械载荷，详细介绍单向耦合（温度场驱动应力场）和双向耦合（结构变形反馈影响温度分布，如焦耳热效应）的实现流程。重点剖析高温、低温环境下的材料热膨胀和蠕变效应的处理。复合材料与层合结构分析：针对航空航天、先进制造领域，系统介绍经典层合板理论（CLT）与三维粘接单元的应用。讲解铺层设计对结构刚度和失效模式的影响，以及如何利用细观力学方法评估界面粘结强度。第四部分：拓扑优化与设计迭代从仿真到创新设计的飞跃，依赖于先进的优化工具。本部分将CAE技术从验证工具提升为设计生成工具。拓扑优化原理：深入讲解密度法（SIMP）和水平集方法的数学基础，说明如何将结构承载问题转化为寻找最佳材料分布的优化问题。优化目标与约束的设定：详细指导读者如何定义合理的性能指标（如刚度最大化、频率约束）和制造约束（如最小特征尺寸、载荷/位移边界的锁定）。后处理与可制造性：重点讨论优化结果的后处理，包括如何将抽象的密度分布结果转化为可制造的几何模型。引入增材制造（3D打印）的视角，指导读者设计出具有拓扑优化特征的轻量化零件，并评估其在实际制造过程中的潜在偏差。第五部分：工程案例深度剖析为巩固理论与技术，本书在每一章节后都附带了精心挑选的工程实例，并提供详细的建模步骤、参数设置和结果解读。案例涵盖： 1. 汽车碰撞安全性评估：涉及复杂的材料模型、侵蚀算法和安全气囊展开的耦合模拟。 2. 高频电子设备的热管理：重点展示流体-固体热耦合（FSI）在散热器设计中的应用。 3. 压力容器的静力学与屈曲分析：探讨在复杂几何下的局部应力集中问题和结构失稳的临界载荷预测。 4. 复杂机械臂的运动学与接触分析：演示如何通过动网格技术处理机构运动中的接触、摩擦与磨损问题。本书的特点在于其高度的工程实用性和对现代CAE流程的全面覆盖。它不仅仅是软件操作手册的替代品，更是一部引导工程师理解仿真背后的物理机制、科学设置参数、并最终利用计算结果指导创新性工程决策的专业参考书。通过阅读本书，读者将能够构建起独立、严谨的工程仿真分析能力。 ---

作者简介

目录信息

出版说明前言第1章概述/1 1.1 数值模拟与有限元法概述/1 1.1.1 工程问题的解决/1 1.1.2 数值模拟与有限元法/1 1.1.3 有限元法的起源/2 1.1.4 有限元的常用术语/3 1.2 ANSYS 12.0概述/4 1.2.1 ANSYS 12.0简介/4 1.2.2 ANSYS在CAE领域的地位/6 1.2.3 ANSYS与其他有限元分析主流软件的简单比较/6 1.2.4 ANSYS功能模块/6 1.3 ANSYS 12.0的改进和新增功能/8 1.3.1 ANSYS 12.0的改进/8 1.3.2 ANSYS 12.0 的新增功能/9第2章 ANSYS 12.0安装与启动/12 2.1 ANSYS 12.0的安装/12 2.1.1 安装前的准备工作/12 2.1.2 License Manager Server 的配置/14 2.1.3 ANSYS 12.0产品的安装方法/18 2.2 ANSYS 12.0的启动与设置/23 2.2.1 配置ANSYS的运行环境/23 2.2.2 选择工作目录、设置工作文件名/23 2.2.3 设置ANSYS工作空间和数据库的大小/23 2.2.4 运行ANSYS 12.0/24 2.2.5 退出ANSYS12.0/25第3章 ANSYS实体建模与网格划分/26 3.1 有限元模型建模简介/26 3.1.1 建模方法/26 3.1.2 实体建模与直接生成模型的比较/26 3.1.3 ANSYS中建模的典型步骤/26 3.1.4 从CAD系统中输入实体模型/27 3.2 实体建模过程/27 3.2.1 坐标系/27 3.2.2 工作平面/28 3.2.3 实体建模/29 3.3 布尔运算与网格划分/33 3.3.1 用布尔运算雕塑实体模型/33 3.3.2 图元对象的其他操作/40 3.3.3 网格划分/43第4章加载、求解与后处理/48 4.1 载荷概述/48 4.1.1 载荷分类及加载方式/48 4.1.2 载荷步操作选项介绍/49 4.1.3 载荷步的创建/53 4.2 求解/55 4.3 结果后处理/56 4.3.1 通用后处理器（Post1）/56 4.3.2 时间历程后处理器（Post26）/59第5章工程应用范例分析/61 5.1 线性静力学分析/61 5.1.1 线性静力学分析概述/61 5.1.2 线性静力学分析基本步骤/61 5.1.3 线性静力学分析范例解析--薄板圆孔构件承载分析/65 5.1.4 线性静力学分析范例解析-六方扳手的静力分析/71 5.2 动力学分析/79 5.2.1 动力学有限元分析原理/79 5.2.2 振动基本方程/79 5.2.3 动力学分析类型/81 5.2.4 模态分析/83 5.2.5 瞬态分析/84 5.2.6 谐响应分析/88 5.2.7 谱分析/93 5.2.8 动力学分析范例解析--模型飞机机翼模态分析/100 5.2.9 动力学分析范例解析--吊车梁在移动载荷作用下的响应分析/108 5.2.10 动力学分析范例解析--悬索拱桥的谐响应分析/114 5.2.11 动力学分析范例解析--悬索拱桥地震载荷响应/123 5.3 非线性分析/127 5.3.1 非线性分析概述/127 5.3.2 非线性分析基本步骤/129 5.3.3 非线性分析范例解析-铝材挤压过程分析/134 5.3.4 非线性分析范例解析-油罐底效应的简化分析/145 5.3.5 非线性分析范例解析-橡胶圆盘超弹分析/154 5.4 有限元热分析原理/163 5.4.1 热分析概述/163 5.4.2 热分析经典理论/164 5.4.3 ANSYS的热分析/164 5.4.4 稳态热分析的基本过程/165 5.4.5 瞬态热分析的基本过程/167 5.4.6 稳态热分析范例解析-柱体对流传热分析/170 5.4.7 瞬态热分析范例解析-带孔金属板冷却/177 5.5 耦合场分析/183 5.5.1 耦合场分析概述/183 5.5.2 耦合场分析定义和类型/183 5.5.3 耦合场分析方法/183 5.5.4 热流体耦合分析范例解析-腔体内空气热流分析/185 5.5.5 热结构耦合分析范例解析-滑动摩擦生热分析/192第6章 ANSYS优化设计/203 6.1 优化设计概述/203 6.1.1 优化设计概念/203 6.1.2 优化问题的数学模型/203 6.2 ANSYS优化设计基础/204 6.2.1 优化设计术语/204 6.2.2 选择优化变量/207 6.2.3 优化设计的步骤/208 6.2.4 优化设计范例解析-平板网架结构的优化设计/214 6.2.5 优化设计范例解析-压力容器壁厚优化设计/228第7章 ANSYS高级分析/242 7.1 可靠性分析/242 7.1.1 可靠性分析概述/242 7.1.2 可靠性分析相关概念/242 7.1.3 可靠性分析步骤/243 7.1.4 可靠性分析范例解析-悬臂梁的可靠性分析/244 7.1.5 可靠性分析范例解析-高压球形容器强度可靠性分析/248 7.2 拓扑优化/260 7.2.1 拓扑优化的概念/260 7.2.2 拓扑优化步骤/260 7.2.3 拓扑优化范例解析--弹性梁的拓扑优化分析/262 7.3 单元生死及其应用/265 7.3.1 单元生死的概念/265 7.3.2 单元生死特性的使用/266 7.3.3 单元生死控制/267 7.3.4 单元生死范例解析--在焊接中的应用/268第8章 ANSYS参数化设计语言（APDL）/288 8.1 APDL简介/288 8.2 APDL主要概念/288 8.3 APDL应用范例解析--弹簧-质量系统的响应/292 8.4 APDL应用范例解析--平面二力杆网架受力分析/294第9章 LS-DYNA动力学分析/297 9.1 LS-DYNA概述/297 9.2 LS-DYNA功能特点/298 9.3 LS-DYNA的一般分析过程/306 9.4 LS-DYNA范例解析--炸药在土壤内部爆炸分析/307 9.5 LS-DYNA范例解析--薄壁钢管在轴向冲击作用下的屈曲分析/326第10章后置处理软件LS-PREPOST/339 10.1 LS-PREPOST简介/339 10.2 LS-PREPOST应用实例/340 10.3 下拉菜单/341 10.4 图形显示区及鼠标操作/341 10.4.1 图形显示区/341 10.4.2 鼠标操作说明/342 10.5 图形控制区/342 10.6 命令输入区与操作历史文本框/345 10.7 主菜单/345参考文献/363
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读后感

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用户评价

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最让我感到惊喜的是，这本书的附录和资源部分做得极为详尽和人性化。它不仅仅是简单地罗列了参考文献，而是非常贴心地提供了大量可供验证的案例数据结构和脚本片段。这对于我们这些需要立刻上手操作的实践者来说，无疑是雪中送炭。我试着按照书中的步骤去复现几个小例子，发现只要严格遵循书中的指引，即便是复杂的加载条件和边界约束，也能被清晰、稳定地求解出来。这种高度的可操作性和即时反馈性，极大地增强了我对后续复杂项目建模的信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者在内容组织上的逻辑性达到了一个近乎完美的境界。他没有急于抛出那些高深的理论，而是像一位循序渐进的导师，从最基础、最直观的概念入手，层层递进，将复杂的有限元思想巧妙地融入到实际问题的剖析之中。我尤其欣赏的是，他似乎深谙我们这些初学者的“痛点”，总能在关键的转折点设置一些引导性的文字，帮你提前预判即将出现的难点，并给出应对的思路。这种“预判式”的教学方法，极大地降低了学习曲线的陡峭感，让人感觉每走一步都是扎实而稳固的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴，那种沉稳又不失科技感的色调搭配，立刻就抓住了我的眼球。我记得当时在书店里，一眼就被它厚重却不失精致的气质所吸引，感觉它不像是一本枯燥的技术手册，更像是一本精心打磨的工程艺术品。那种油墨散发出的淡淡清香，加上纸张的质感，都让我对即将展开的阅读之旅充满了期待。我当时就心想，光是这装帧的用心程度，就足以看出作者和出版社对这本书的重视。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格，我只能用“凝练而富有洞察力”来形容。它不像某些翻译过来的教材那样，充满了生硬的直译腔调，而是融入了浓厚的研究者对工程实践的深刻理解。作者在阐述原理时，时不时会穿插一些实际工程项目中可能遇到的“陷阱”或“捷径”，这些经验之谈，远比单纯的公式推导来得珍贵。读到某些关键章节时，我甚至会停下来，反复品味作者对某个参数敏感性的精辟论述，那种感觉就像是得到了一个资深专家的私房秘籍，受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

初翻开扉页，那排版简直是教科书级别的典范。字体的选择非常考究，既保证了在面对复杂公式和密集文字时依然能保持极高的可读性，又在视觉上给人一种舒展、不压迫的感觉。行距、段落的划分，以及图表的插入位置，都处理得恰到好处，完全没有那种普通技术书籍常见的拥挤和混乱。阅读过程中，我发现即便是最冗长的那部分理论推导，在这样的精心布局下，也变得条理清晰，让人愿意沉下心去逐字逐句地消化，这对于需要长时间进行深度学习的读者来说，简直是一种享受。

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