ANSYS 2021 土木工程有限元分析入門與提高

目錄

第1章ANSYS 2021 R1圖形用戶界面

1.1ANSYS 2021 R1圖形用戶界面的組成

1.2啟動圖形用戶界面

1.3菜單欄

1.3.1文件菜單

1.3.2選取菜單

1.3.3列表菜單

1.3.4繪圖菜單

1.3.5繪圖控制菜單

1.3.6工作平面菜單

1.3.7參量菜單

1.3.8宏菜單

1.3.9菜單控制

1.4輸入窗口

1.5主菜單

1.5.1優選項

1.5.2預處理器

1.5.3求解器

1.5.4通用後處理器

1.5.5時間歷程後處理器

1.5.6記錄編輯器

1.6輸出窗口

1.7工具條

1.8圖形窗口

1.8.1圖形顯示

1.8.2多窗口繪圖

1.8.3增強圖形顯示

第2章建立實體模型

2.1坐標系簡介

2.1.1總體和局部坐標系

2.1.2顯示坐標系

2.1.3節點坐標系

2.1.4單元坐標系

2.1.5結果坐標系

2.2自頂向下建模(體素)

2.2.1創建面體素

2.2.2創建實體體素

2.3自底向上建模

2.3.1關鍵點

2.3.2硬點

2.3.3線

2.3.4面

2.3.5體

2.4工作平面的使用

2.4.1定義一個新的工作平面

2.4.2控制工作平面的顯示和樣式

2.4.3移動工作平面

2.4.4旋轉工作平面

2.4.5還原一個已定義的工作平面

2.4.6工作平面的高級用途

2.5使用布爾操作修正幾何模型

2.5.1布爾運算的設置

2.5.2布爾運算之後的圖元編號

2.5.3交運算

2.5.4兩兩相交

2.5.5相加

2.5.6相減

2.5.7利用工作平面作減運算

2.5.8搭接

2.5.9分割

2.5.10黏接(或合並)

2.6移動、復制和縮放幾何模型

2.6.1按照樣本生成圖元

2.6.2由對稱映像生成圖元

2.6.3將樣本圖元轉換到坐標系

2.6.4實體模型圖元的縮放

2.7實例——懸臂梁的實體建模

2.7.1GUI方式

2.7.2命令流方式

第3章劃分網格

3.1有限元網格概論

3.2設定單元屬性

3.2.1生成單元屬性表

3.2.2分配單元屬性

3.3網格劃分的控制

3.3.1ANSYS網格劃分工具

3.3.2映射網格默認尺寸

3.3.3局部網格劃分控制

3.3.4內部網格劃分控制

3.3.5生成過渡棱錐單元

3.4自由網格劃分和映射網格劃分控制

3.4.1自由網格劃分

3.4.2映射網格劃分

3.5延伸和掃略生成有限元模型

3.5.1延伸生成網格

3.5.2掃略生成網格

3.6修正有限元模型

3.6.1局部細化網格

3.6.2移動和復制節點和單元

3.6.3控制面、線和單元的法向

3.6.4修改單元屬性

3.7編號控制

3.7.1合並重復項

3.7.2編號壓縮

3.7.3設定起始編號

3.7.4編號偏差

第4章施加載荷

4.1載荷概論

4.1.1什麽是載荷

4.1.2載荷步、子步和平衡迭代

4.1.3時間參數

4.1.4階躍載荷與坡道載荷

4.2施加載荷

4.2.1實體模型載荷與有限單元載荷

4.2.2施加載荷

4.2.3利用表格來施加載荷

4.2.4軸對稱載荷與反作用力

4.2.5利用函數來施加載荷和邊界條件

4.3設定載荷步選項

4.3.1通用選項

4.3.2非線性選項

4.3.3動力學分析選項

4.3.4輸出控制

4.3.5畢薩選項

4.3.6譜分析選項

4.3.7創建多載荷步文件

4.4實例——懸臂梁的載荷和約束施加

4.4.1GUI方式

4.4.2命令流方式

第5章求解

5.1求解概論

5.1.1使用直接求解法

5.1.2使用稀疏矩陣直接解法求解器

5.1.3使用雅可比共軛梯度法求解器

5.1.4使用不完全分解共軛梯度法求解器

5.1.5使用預條件共軛梯度法求解器

5.1.6使用自動迭代解法選項

5.1.7使用分塊解法

5.1.8獲得解答

5.2利用特定的求解控制器指定求解類型

5.2.1使用簡化求解菜單選項

5.2.2使用求解控制對話框

5.3多載荷步求解

5.3.1多重求解法

5.3.2使用載荷步文件法

5.3.3使用數組參數法(矩陣參數法)

5.4重新啟動分析

5.4.1重新啟動一個分析

5.4.2多載荷步文件的重啟動分析

5.5實例——懸臂梁模型求解

第6章後處理

6.1後處理概述

6.1.1檢查分析結果

6.1.2結果文件

6.1.3可用數據類型

6.2通用後處理器

6.2.1讀入結果數據庫

6.2.2列表顯示結果

6.2.3圖像顯示結果

6.2.4在路徑上映射結果

6.3時間歷程後處理器

6.3.1定義和儲存變量

6.3.2檢查變量

6.3.3其他功能

6.4實例——懸臂梁計算結果後處理

6.4.1GUI方式

6.4.2命令流方式

第7章APDL及土木工程中常用單元簡介

7.1APDL簡介

7.1.1APDL概述

7.1.2參數定義

7.1.3流程控制

7.1.4宏

7.1.5函數和表達式

7.1.6APDL應用實例

7.2土木工程常用ANSYS單元介紹

7.2.1桿(LINK)單元

7.2.2彈簧(COMBIN)單元

7.2.3梁(BEAM)單元

7.2.4平面(PLANE)單元

7.2.5殼(SHELL)單元

7.2.6質量(MASS21)單元

7.2.7實體(SOLID)單元

第8章ANSYS隧道工程應用實例分析

8.1隧道工程相關概念

8.1.1隧道工程設計模型

8.1.2隧道結構的數值計算方法

8.1.3隧道載荷

8.2ANSYS模擬隧道施工過程的實現

8.2.1單元生死

8.2.2DP材料模型

8.3ANSYS隧道結構受力實例分析

8.3.1ANSYS隧道結構受力分析步驟

8.3.2實例描述

8.3.3GUI操作方法

8.3.4命令流實現

8.4ANSYS隧道開挖模擬實例分析

8.4.1實例描述

8.4.2ANSYS模擬施工步驟

8.4.3GUI操作方法

8.4.4命令流實現

第9章ANSYS邊坡工程應用實例分析

9.1邊坡工程概述

9.1.1邊坡工程

9.1.2邊坡變形破壞基本原理

9.1.3影響邊坡穩定性的因素

9.1.4邊坡穩定性的分析方法

9.2ANSYS邊坡穩定性分析的步驟

9.2.1創建物理環境

9.2.2建立模型和劃分網格

9.2.3施加約束和載荷

9.2.4求解

9.2.5後處理

9.2.6補充說明

9.3ANSYS邊坡穩定性實例分析

9.3.1實例描述

9.3.2GUI操作方法

9.3.3計算結果分析

9.3.4命令流實現

第10章ANSYS水利工程應用實例分析

10.1水利工程概述

10.2用ANSYS進行重力壩抗震性能分析的步驟

10.2.1創建物理環境

10.2.2建立模型和劃分網格

10.2.3施加約束和載荷

10.2.4求解

10.2.5後處理

10.3用ANSYS進行重力壩抗震性能分析實例

10.3.1實例介紹

10.3.2GUI操作方法

10.3.3命令流實現

第11章ANSYS橋梁工程應用實例分析

11.1引言

11.2典型橋梁分析模擬過程

11.2.1創建物理環境

11.2.2建模、指定特性、分網

11.2.3施加邊界條件和載荷

11.2.4求解

11.2.5後處理(查看計算結果)

11.3鋼桁架橋靜力受力分析

11.3.1問題描述

11.3.2GUI操作方法

11.3.3命令流實現

11.4鋼桁架橋模態分析

11.4.1問題描述

11.4.2GUI操作方法

11.4.3命令流實現

第12章ANSYS房屋建築工程應用實例分析

12.1引言

12.2建築結構分析模擬過程

12.2.1創建物理環境

12.2.2建模、指定特性、分網

12.2.3施加邊界條件和載荷

12.2.4求解

12.2.5後處理(查看計算結果)

12.3三層框架結構地震響應分析

12.3.1問題描述

12.3.2GUI操作方法

12.3.3命令流實現

12.4框架結構模擬建模

12.4.1問題描述

12.4.2GUI操作方法

12.4.3命令流實現

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