ANSYS 13.0土木工程有限元分析从入门到精通

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页数:429
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出版时间:2012-1
价格:59.00元
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isbn号码:9787111366317
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  • 土木
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  • 有限元分析
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  • 工程仿真
  • 建模
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具体描述

《ANSYS 13.0土木工程有限元分析从入门到精通》首先介绍了ANSYS软件及应用ANSYS进行有限元分析的例子,随后介绍了APDL语言及土木工程中常用单元,最后以具体的工程实例深入浅出地介绍了ANSYS在隧道工程、边坡工程、水利工程、桥梁工程及房屋建筑工程中的应用。每个实例都先用GUI方式一步一步教用户如何操作,让读者轻松地学会,随后提供详细的命令流。全书分为9章,分别为有限元软件ANSYS简介、ANSYS13.0图形用户界面、建立实体模型、APDL及土木工程中常用单元简介、ANSYS隧道工程应用实例分析、ANSYS边坡工程应用实例分析、ANSYS水利工程应用实例分析、ANSYS桥梁工程应用实例分析、ANSYS房屋建筑工程应用实例分析。

《ANSYS 13.0土木工程有限元分析从入门到精通》可作为理工科院校土木、力学和隧道等专业的本科生、研究生及教师学习ANSYS软件的教材,也可为从事土木建筑工程、水利工程等专业的科研人员学习使用ANSYS的参考用书。

《现代土木工程结构分析与设计:基于先进计算方法》 内容简介: 本书旨在为土木工程领域的专业人士和学生提供一个全面、深入的现代结构分析与设计方法论框架。我们聚焦于如何利用先进的计算技术,特别是以有限元方法(FEM)为核心,来解决复杂的工程问题,并最终实现高效、安全的结构设计。本书内容经过精心组织,力求在理论深度与实践应用之间取得最佳平衡,确保读者在掌握核心概念的同时,也能迅速将所学应用于实际工程项目。 第一部分:理论基础与数值方法 本部分将首先回顾并深入探讨土木工程结构分析所需的核心力学原理,包括弹性力学、塑性力学以及材料非线性行为。我们将详细阐述有限元法的基本思想,从单元选择、插值函数构建、刚度矩阵推导、荷载集总到最终的方程组求解,层层剖析其数学原理和计算流程。特别地,我们会深入讲解在土木工程中常用的单元类型,如梁单元、杆件单元、平面应力/应变单元、三维实体单元以及壳单元等,并分析它们各自的适用范围、优势和局限性。此外,本书还将探讨几种重要的数值求解技术,包括直接法(如Cholesky分解、LU分解)和迭代法(如共轭梯度法),并分析它们的收敛性和计算效率,帮助读者理解不同求解器背后的原理。 第二部分:高级分析技术与应用 在此基础上,本书将进一步拓展至更高级的结构分析技术。我们会详细介绍动力学分析,包括模态分析、瞬态响应分析和稳态响应分析,并阐述如何在振动、地震等动态荷载作用下评估结构的可靠性。屈曲分析和稳定性分析也是本书的重点,我们将讨论如何预测和避免结构的失稳现象,对于高层建筑、桥梁等结构尤为重要。 材料非线性分析是现代结构分析不可或缺的一部分。本书将深入讲解材料屈服、塑性流动以及损伤等非线性行为的建模方法,并探讨混凝土、钢材、土体等不同材料在复杂应力状态下的表现。我们将重点关注如何实现真实的非线性仿真,以更准确地预测结构的承载能力和破坏机制。 第三部分:特定工程问题的仿真与设计 本书将结合多个典型的土木工程应用场景,深入展示有限元分析的强大威力。 桥梁工程: 涵盖了桥梁静载分析、动载分析(如车辆荷载、风振)、温度效应分析以及桥梁结构的疲劳寿命评估。我们将模拟不同类型桥梁(如梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥)在各种工况下的受力变形行为。 高层建筑与地面工程: 关注高层建筑的整体稳定性、风振响应、地震响应以及基础与土体之间的相互作用。我们将模拟复杂地基条件下的沉降分析、边坡稳定性分析以及地下结构的受力分析。 隧道与地下工程: 探讨隧道开挖过程中围岩的应力释放、变形控制以及支护结构的受力分析。我们将模拟不同开挖方法和支护方案对围岩稳定性的影响。 水工结构与岩土工程: 涵盖大坝的渗流与应力耦合分析、水压力对结构的影响以及堤坝的稳定性分析。对于岩土工程,我们将模拟土体的固结、蠕变以及滑坡过程。 第四部分:仿真优化与结果解读 为了使读者能够更有效地利用仿真工具,本书还将探讨仿真模型的优化策略。这包括网格划分的敏感性分析、边界条件和荷载施加的合理性评估,以及模型参数的选取原则。 最后,本书将强调仿真结果的正确解读和工程应用。我们将指导读者如何根据仿真结果进行结构设计优化,如何评估结构的安全性,以及如何将仿真分析与实际工程经验相结合,做出科学合理的决策。 本书特色: 循序渐进的知识体系: 从基本概念到高级应用,逻辑清晰,易于学习。 丰富的工程案例: 紧密结合实际工程问题,理论与实践紧密结合。 深入的技术讲解: 揭示仿真背后的数学原理和计算方法。 强调工程实践: 注重仿真结果的解读与实际工程的应用。 无论您是渴望掌握现代结构分析技术的土木工程师,还是希望深入理解有限元方法的学生,本书都将是您不可或缺的学习伙伴,助您在土木工程领域精益求精。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我是一名对工程技术充满好奇心的普通读者,虽然我并非直接从事土木工程领域,但对于建筑、桥梁等结构的力学行为一直很感兴趣,也希望能够掌握一些基础的工程分析技能。《ANSYS 13.0土木工程有限元分析从入门到精通》这本书,以其“从入门”的定位,非常适合像我这样的初学者。它并没有一开始就抛出大量复杂的公式和理论,而是从最基本、最直观的概念入手,比如什么是“有限元”,它和我们日常生活中接触到的“整体”有何不同。书中大量运用了通俗易懂的比喻和生动的插图,让我能够轻松地理解抽象的数学概念。它详细地介绍了ANSYS软件的操作界面,并且一步一步地引导我完成一个简单的分析过程,比如一个简单的方块受力变形。这个过程中,我不仅学会了如何操作软件,更重要的是,我开始理解了“建模”、“网格”、“加载”和“求解”这些概念的实际意义。它也让我体会到,即使是一个简单的结构,通过数值模拟,我们也能够直观地看到它受力的分布和变形的形态。虽然“精通”的部分对我来说还有些遥远,但我已经能够从中感受到ANSYS的强大之处,以及它在解决复杂工程问题中的重要作用。这本书让我对有限元分析产生了浓厚的兴趣,并激励我去进一步探索这个领域。它让我觉得,工程分析并不是遥不可及的,而是可以通过学习和实践来掌握的。

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在我看来,一本优秀的工程技术书籍,不仅仅是传授知识,更应该能够激发读者的思考和探索精神。《ANSYS 13.0土木工程有限元分析从入门到精通》这本书,在我阅读过程中,确实做到了这一点。它在讲解ANSYS软件操作的同时,始终不忘引导读者思考其背后的工程原理和数值计算的本质。例如,在讲解网格划分时,它会引导读者思考不同网格类型和密度对结果精度和计算效率的影响,而不是简单地告诉读者应该如何操作。在讲解结果后处理时,它会强调如何从工程的角度去解读和评估计算结果,而不是仅仅满足于查看屏幕上的数值和图形。本书还涉及到一些关于数值稳定性、收敛性等方面的讨论,虽然不深入,但足以让读者意识到数值模拟过程中可能存在的挑战和需要注意的问题。这对于培养一个严谨的工程师至关重要。它鼓励读者不仅仅将ANSYS视为一个“黑箱”,而是要理解其内部的工作机制,从而能够更有效地利用它来解决实际工程问题。我特别欣赏书中对于一些工程问题的“建模思路”的讲解,它会分析问题的关键,如何进行合理的简化,如何选择合适的单元和分析类型。这些经验性的指导,对于初学者来说是无价之宝。这本书让我明白,有限元分析不仅仅是一项技术,更是一种思维方式,一种解决工程问题的科学方法。它激励我不断学习,不断探索,不断提升自己的分析能力。

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坦白说,我是一名对工程建模和数值模拟充满好奇心的在校生,虽然我的专业并非直接与土木工程挂钩,但我对建筑结构的稳定性、材料力学等领域一直抱有浓厚兴趣,并且渴望掌握一款强大的工程仿真软件。《ANSYS 13.0土木工程有限元分析从入门到精通》这本书,就像为我量身定做的一样。它的语言风格非常亲切,没有那种高高在上的学术腔调,而是像一位经验丰富的工程师在手把手地教导我。我最开始接触ANSYS时,常常被复杂的界面和众多的选项弄得不知所措,但这本书的“入门”部分,从最基础的图形界面介绍开始,逐步引导我熟悉建模、网格划分、加载等基本操作。它详尽的图文并茂的讲解,让我能够一步步地跟着练习,很快就掌握了基本的操作流程。我特别喜欢它在讲解不同类型单元时,会用生动形象的比喻来帮助理解,比如将梁单元比作一根杆件,壳单元比作一张薄膜。这让我对抽象的单元概念有了更直观的认识。在“精通”的部分,我虽然还没有完全消化,但已经被书中介绍的一些高级功能所吸引,比如参数化建模和批处理功能,这让我看到了通过编程来提高效率的可能性。它提供的案例分析,虽然涉及土木工程,但其中关于结构受力、变形分析的原理,是许多工程领域都适用的。这本书为我打开了一扇新的大门,让我看到了通过数值模拟来探索工程世界的神奇。我已经迫不及待地想利用书中的知识,尝试自己构建一些简单的模型,并进行分析。

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终于拿到这本《ANSYS 13.0土木工程有限元分析从入门到精通》了,我是一名刚刚接触有限元分析的在校研究生,对于土木工程领域的结构分析、流体计算等方面都有浓厚的兴趣,但苦于一直没有找到一本能够系统引导我入门的教材。市面上关于ANSYS的书籍不少,但大多要么过于理论化,要么只针对特定领域,缺乏整体性的梳理。当我翻开这本书的时候,眼前一亮。它并非直接跳入复杂的理论推导,而是从最基础的概念讲起,比如有限元法的基本思想、单元的选取原则、节点编号的意义等等,这些我之前在课堂上听过但总觉得一知半解的概念,在这本书里得到了清晰的阐述。尤其是它对于不同类型单元的介绍,比如梁单元、壳单元、实体单元,以及它们各自的适用范围和优缺点,让我对如何根据实际工程问题选择合适的单元有了更深刻的认识。这本书的语言非常平实易懂,没有太多生涩的专业术语,即使是对有限元稍有畏惧的读者,也能轻松地跟上思路。我特别喜欢它在讲解每个概念时,都会配以简明扼要的图示,这极大地帮助我理解抽象的数学模型和有限元网格的划分过程。它还详细介绍了ANSYS软件的基本操作界面,包括建模、划分网格、施加荷载和边界条件、求解以及后处理等关键步骤,每一个步骤都讲解得非常细致,并且配有大量的截图,让我能够一步步地跟着操作。对于我们这些初学者来说,能够快速掌握软件的基本使用方法,无疑是建立信心的重要一步。我迫不及待地想在接下来的学习中,将书中的知识与我的课题研究结合起来,相信这本书会成为我探索有限元分析世界的得力助手。

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作为一名在工程实践中已经摸爬滚打了几年,但对有限元分析的理解仍然停留在“会用”而“不精”阶段的工程师,我一直在寻找一本能够帮助我深化理解、拓展思路的参考书。《ANSYS 13.0土木工程有限元分析从入门到精通》这本书,恰恰满足了我的这一需求。它并非仅仅罗列软件操作指令,而是更注重于有限元分析的理论基础与工程应用的结合。在阅读过程中,我发现书中对于有限元法的基本原理,例如虚功原理、能量原理等,有着非常透彻的讲解,并且能够清晰地将其与ANSYS软件的求解过程联系起来。这让我不再仅仅是一个“点鼠标”的操作员,而是能够理解软件背后是如何进行计算的。更让我惊喜的是,这本书在“精通”部分,对于一些复杂工程问题的分析,例如非线性分析、动力分析、接触分析等,都进行了深入的探讨。它不仅介绍了这些分析方法的理论依据,还详细讲解了在ANSYS软件中如何设置相应的分析类型、选择合适的单元以及施加复杂的荷载和边界条件。书中提供的案例分析也非常实用,涵盖了桥梁、隧道、边坡、高层建筑等土木工程中的典型工程问题,让我能够将学到的理论知识应用到实际工程中去。我特别欣赏书中对于模型简化、网格质量控制以及结果后处理的讲解,这些细节往往是影响分析结果准确性的关键因素。它提供了一些实用的技巧和经验,帮助我避免常见的错误,并提高分析的效率和可靠性。这本书让我认识到,有限元分析并非一个简单的工具,而是一门需要深刻理解其背后原理的学科。通过这本书,我感觉自己对有限元分析的认知水平又上了一个台阶,相信它将极大地提升我在工程项目中的分析能力。

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作为一名土木工程专业的教师,我在选择教材时,总是希望能够找到一本既能满足学生入门需求,又能为进阶学习提供坚实基础的书籍。《ANSYS 13.0土木工程有限元分析从入门到精通》这本书,在我对市面上多本教材进行比较后,发现它在这方面做得非常出色。这本书的结构设计非常合理,从基础概念的引入,到软件操作的详细讲解,再到复杂工程问题的案例分析,层层递进,逻辑清晰。它不仅仅是软件操作手册,更注重于理论知识与工程实践的紧密结合。书中对有限元法的基本理论,如单元的形函数、刚度矩阵的推导等,虽然不会过于深入,但足以让学生理解其数学基础。在软件操作方面,它对ANSYS 13.0版本的界面和功能做了详尽的介绍,包括建模、网格划分、载荷边界条件施加、求解器选择以及结果查看和评估等。每一个操作步骤都配有清晰的截图,方便学生对照学习。对于学生来说,最容易感到困惑的往往是网格质量的问题,本书在这方面提供了很多实用的建议和方法,帮助学生判断和优化网格。更重要的是,本书提供了一系列贴近土木工程实际的案例,例如大跨度桥梁的静力分析、隧道开挖的应力分析、高层建筑的风荷载响应等,这些案例能够有效地激发学生的学习兴趣,并帮助他们理解有限元分析在实际工程中的应用价值。我尤其欣赏书中对于结果的后处理和评估部分的讲解,它不仅教会学生如何查看计算结果,更重要的是引导学生如何解读这些结果,并对工程的安全性进行初步的判断。这本书无疑会成为我今后教学中重要的参考资料。

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这本书,老实说,我一开始是被它的名字吸引的,感觉“从入门到精通”听起来非常全面,但又有点担心会过于理论化或者只是泛泛而谈。《ANSYS 13.0土木工程有限元分析从入门到精通》这本书,在我实际翻阅后,发现它确实做到了“面面俱到”,而且质量相当高。对于像我这样,虽然在学校里接触过有限元,但实际应用经验不多,尤其是在处理一些非常规或者复杂工程问题时,总是会遇到瓶颈的工程师来说,这本书提供了一个非常好的进阶路径。它不仅仅局限于单一的分析类型,而是涵盖了结构静力分析、稳定性分析、热应力分析、模态分析、屈曲分析等多种重要的土木工程分析。在这些分析类型的讲解中,本书都给出了非常清晰的步骤和操作指南,并且重点强调了每个步骤背后的原理和需要注意的事项。我尤其喜欢它在讲解模型建立时,对于几何建模的各种技巧,以及网格划分时,如何根据工程实际情况选择合适的网格密度和单元类型,这对我提高模型精度和计算效率有很大的帮助。此外,书中对于荷载和边界条件的施加,也做了非常详细的说明,包括如何处理集中力、均布力、压力、温度场以及各种约束等。最让我受益匪浅的是,它还涉及了一些高级话题,比如如何进行参数化建模和分析,以及如何利用ANSYS APDL进行二次开发,这为我进一步提升ANSYS的应用能力提供了新的方向。总的来说,这本书就像一个非常耐心的导师,一步步地引导我深入理解ANSYS在土木工程领域的强大功能。

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我是一名正在攻读土木工程博士学位的学生,我的研究方向涉及到复杂结构在地震作用下的动力响应分析,对数值模拟的要求非常高。《ANSYS 13.0土木工程有限元分析从入门到精通》这本书,在我查阅了大量文献和软件手册后,最终选择的这本,事实证明这是一个明智的选择。虽然我并非零基础,但对于ANSYS在动力学分析方面的某些高级应用,我之前一直感到有些困惑。这本书的讲解非常系统化,从基础的质量矩阵、阻尼矩阵的建立,到不同动力分析方法(如模态分析、瞬态动力分析、谐响应分析)的原理和在ANSYS中的实现,都做了详细的介绍。它深入剖析了如何正确地建立动力学分析模型,包括如何合理定义材料的阻尼特性、如何处理节点的自由度以及如何施加动荷载。书中对动力分析中的一些关键参数,例如阻尼比的选取、时间步长的选择等,都给出了清晰的指导和建议,这对我来说至关重要。我尤其关注书中关于非线性动力分析的部分,比如材料非线性、几何非线性以及接触非线性在动力响应中的影响,以及如何通过ANSYS软件进行有效的模拟。它提供的案例分析,例如多自由度体系的地震响应,以及连续梁的瞬态动力分析,都非常贴合我的研究需求。通过对这些案例的学习,我不仅掌握了ANSYS在处理复杂动力学问题时的操作技巧,更重要的是,我对动力分析的内在机理有了更深的理解。这本书让我能够更自信地运用ANSYS来解决我的研究难题,也为我今后的学术研究打下了坚实的基础。

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作为一名长期从事工程咨询的资深工程师,我参与过许多大型项目,也接触过不少数值模拟工具。《ANSYS 13.0土木工程有限元分析从入门到精通》这本书,在我看来,是一本非常难得的、能够真正帮助工程师提升实际分析能力的参考书。它最大的亮点在于,它不是一本纯粹的软件教程,也不是一本枯燥的理论书籍,而是将两者完美地融合在一起。书中提供的案例分析,都是我从业以来经常会遇到的工程问题,例如复杂地基的沉降分析、高层建筑的风振响应、水工结构的水力耦合分析等。这些案例的讲解,不仅仅是操作演示,更包含了对工程问题的分析思路、模型建立的依据、荷载和边界条件的选取原则,以及结果的解读和工程建议。它让我能够从一个更高的视角来审视ANSYS在工程实践中的应用。我特别欣赏书中对于复杂边界条件和非线性分析的深入讲解。在实际工程中,我们经常会遇到模型之间相互作用、材料性能随应力变化等情况,这些都需要强大的非线性分析能力。本书在这方面提供了非常详细的指导,包括如何定义接触类型、如何设置材料本构模型、如何处理求解过程中的收敛性问题等。这些内容对于解决实际工程中的疑难杂症非常有帮助。这本书让我深刻地认识到,有限元分析的价值在于能够帮助我们更深入地理解工程行为,做出更科学的决策,而不是仅仅为了出图。

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我是那种喜欢刨根问底的学习者,对于任何工具的使用,我不仅仅满足于“会用”,更希望理解其背后的原理。《ANSYS 13.0土木工程有限元分析从入门到精通》这本书,在这方面做得非常到位。虽然它标注了“从入门”,但它并没有忽略对理论基础的讲解。在介绍有限元分析的基本流程时,它并没有直接跳到软件操作,而是先解释了有限元法是如何将连续体离散化,如何建立单元方程,如何组装整体方程,以及如何求解。这些基础概念的阐述,虽然不是大段的公式推导,但逻辑清晰,易于理解。它让你明白,你通过软件进行的每一步操作,其实都对应着数学模型中的某个环节。在软件操作的讲解部分,它也非常注重于解释“为什么”要这样做,而不是简单地告诉你“怎么做”。例如,在讲解网格划分时,它会分析不同网格密度对计算结果的影响,以及如何根据工程问题的特点选择合适的网格。在施加边界条件时,它会解释不同约束方式的物理意义。这些深入的解释,让我觉得这本书不仅仅是传授技巧,更是在培养分析思维。它还涉及了一些数值算法的简介,比如迭代求解器和直接求解器,虽然不深,但足以让我对求解过程有一个基本的认识。对我而言,这本书最大的价值在于,它帮助我建立了一个坚实的理论基础,让我能够更自信、更准确地运用ANSYS进行工程分析,而不是仅仅依赖于盲目的操作。

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