有限元分析 ANSYS理论与应用 Theory and application with ANSYSpdf电子书版本下载

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目录 1

第1章 绪论 1

1.1 工程问题 1

1.2 数值方法 4

1.3 有限元方法和ANSYS简介 4

1.4 有限元分析的基本步骤 6

1.5 直接法 6

1.6 最小总势能法 27

1.7 加权余数法 32

1.8 结果验证 35

1.9 理解问题 36

小结 39

参考文献 39

习题 40

第2章 预备知识：矩阵基本运算 49

2.1 矩阵的基本定义 49

2.2 矩阵的相加或相减 51

2.3 矩阵相乘 51

2.4 矩阵分块 54

2.5 矩阵转置 58

2.6 矩阵的行列式 61

2.7 线性方程组的求解 65

2.8 矩阵求逆 71

2.9 特征值和特征向量 75

2.10 MATLAB在矩阵运算中的应用 77

小结 80

参考文献 80

习题 80

第3章 桁架 84

3.1 桁架的定义 84

3.2 有限元公式 85

3.3 空间桁架 97

3.4 ANSYS程序概述 99

3.5 ANSYS应用 104

3.6 结果验证 126

小结 127

参考文献 127

习题 128

第4章 轴力构件，梁和框架 135

4.1 轴向荷载作用下的构件 135

4.2 梁 141

4.3 梁的有限元分析 143

4.4 框架的有限元分析 152

4.5 三维梁单元 157

4.6 ANSYS应用 158

4.7 结果验证 168

小结 169

参考文献 170

习题 170

第5章 一维单元 179

5.1 线性单元 179

5.2 二次单元 182

5.3 三次单元 183

5.4 整体坐标，局部坐标和自然坐标 186

5.5 等参单元 187

5.6 数值积分：高斯-勒让德积分 189

5.7 ANSYS中一维单元举例 192

小结 192

参考文献 192

习题 192

第6章 一维问题分析 197

6.1 热传递问题 197

6.2 流体力学问题 209

6.3 ANSYS应用 211

6.4 结果验证 221

小结 222

参考文献 222

习题 222

第7章 二维单元 225

7.1 矩形单元 225

7.2 二次四边形单元 228

7.3 线性三角形单元 232

7.4 二次三角形单元 235

7.5 轴对称单元 238

7.6 等参单元 242

7.7 二维高斯-勒让德积分 245

7.8 ANSYS中的二维单元 246

小结 246

参考文献 247

习题 247

第8章 再论ANSYS 252

8.1 ANSYS程序 252

8.2 ANSYS数据库和文件 253

8.3 用ANSYS创建有限元模型：预处理 254

8.4 h方法和p方法 263

8.5 应用边界条件，荷载和求解 264

8.6 有限元模型的结果：后处理 267

8.7 ANSYS选项 269

8.8 图形功能 270

8.9 误差估计 272

8.10 一个样例问题 273

小结 283

参考文献 283

第9章 二维热传递问题分析 289

9.1 一般热传导问题 289

9.2 矩形单元公式的推导 293

9.3 三角形单元的公式推导 303

9.4 三维轴对称问题的有限元公式 311

9.5 非稳态条件下的热传递 316

9.6 ANSYS中的热传导单元 323

9.7 ANSYS应用 324

9.8 结果验证 351

小结 351

参考文献 353

习题 353

10.1 构件扭转 362

第10章 二维固体力学问题分析 362

10.2 平面应力问题 369

10.3 四边形等参单元 375

10.4 轴对称问题 380

10.5 基本失效理论 381

10.6 ANSYS 应用 382

10.7 结果验证 398

小结 398

参考文献 399

习题 399

11.1 动态学简介 406

第11章 动态问题分析 406

11.2 机械与结构系统的振动 416

11.3 拉格朗日方程 428

11.4 轴心受力杆件的有限元公式 430

11.5 梁与框架单元的有限元公式 433

11.6 ANSYS应用 444

小结 460

参考文献 461

习题 461

12.1 管流问题的数学建模 466

第12章 流体力学问题分析 466

12.2 理想流体的流动 471

12.3 渗流 475

12.4 ANSYS应用 476

12.5 结果验证 492

小结 493

参考文献 494

习题 494

第13章 三维单元 498

13.1 4节点四面体单元 498

13.2 基于4节点四面体单元的三维固体力学问题的有限元分析 500

13.3 8节点六面体单元 504

13.4 10节点四面体单元 505

13.5 20节点六面体单元 506

13.6 ANSYS中的三维单元应用 508

13.7 实体单元建模的一般方法 510

13.8 ANSYS在热力学分析中的应用 519

13.9 ANSYS在结构分析中的应用 529

小结 538

参考文献 539

习题 539

14.1 工程设计的基本步骤 546

第14章 工程设计与材料选择 546

14.2 选择材料 548

14.3 材料的电，力学和热物理性质 549

14.4 常用固体工程材料 550

14.5 常用流体材料 554

小结 555

参考文献 555

习题 555

第15章 优化设计 557

15.1 优化设计简介 557

15.2 ANSYS的参数化设计语言 560

15.3 ANSYS应用 561

小结 566

参考文献 566

附录A 部分材料的力学性质 567

附录B 部分材料的热力学性质 569

附录C 常用截面几何性质计算公式 570

附录D 型钢规格表 572

附录E 英制单位和公制单位的换算表 576

附录F 批处理文件示例 577