ANSYS10.0有限元分析理论与工程应用

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出版者:电子工业出版社
作者:王富耻
出品人:
页数:383
译者:
出版时间:2006-5
价格:43.0
装帧:平装
isbn号码:9787121024849
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

本书是讲述通用有限元程序ANSYS10.0及其工程应用的学习教程,全书根据不同的学科及工程应用分为八章,内容主要包括ANSYS10.0简介、静力学分析、非线性分析、动力学分析、热分析、电磁场分析、耦合场分析以及ANSYS/LS-DYNA显式动力分析。本书内容新颖丰富、涉及领域广泛,使读者在掌握ANSYS软件的同时能够领会到实际工程问题的分析思路、方法和经验,并轻松解决本领域所出现的问题。  本书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不同领域内典型的工程应用问题进行了详细讲解。  本书适合理工院校相关专业的硕士研究生、博士研究生及教师使用,可以作为ANSYS学习教材供高等院校学生及科研院所研究人员使用,也可以作为从事相关领域科学技术研究的工程技术人员的参考书。

好的,以下是一本不包含《ANSYS 10.0有限元分析理论与工程应用》内容的图书简介,旨在详细介绍另一本侧重于不同领域的结构力学或工程计算书籍: --- 《高级结构动力学与非线性有限元方法》 内容概述与结构体系 本书深入探讨了现代工程结构分析中的两大核心领域:结构动力学的复杂机理与非线性有限元方法(NFEM)的精确求解技术。它并非一本基础的有限元入门教材,而是面向具备一定结构力学和数值分析基础的工程师、高级本科生及研究生,旨在构建一个从理论基础到高级应用无缝衔接的知识体系。全书共分为五大部分,共十七章,力求在理论深度和工程实用性之间达到精妙的平衡。 第一部分:结构动力学基础重构 (Chapters 1-4) 本部分着重于回顾并深化结构动力学的基础理论,特别强调其在复杂载荷条件下的适用性。内容从单自由度体系的精确解和数值积分方法(如Newmark-$eta$法、中心差分法)的误差分析入手,迅速过渡到多自由度系统的模态分析与自由振动、强迫振动问题。 模态分析的深入探讨: 不仅涉及特征值问题的求解,更强调模态叠加法的局限性与修正方法,例如对阻尼效应的精确处理。 随机振动理论基础: 引入了功率谱密度(PSD)的概念,用于分析地震、风荷载等随机激励下的结构响应,为抗震设计提供坚实的理论支撑。 非线性动力学基础: 首次引入时间非线性的概念,为后续的隐式积分方法做铺垫。 第二部分:连续体与单元理论的深化 (Chapters 5-7) 这部分聚焦于有限元方法的“内核”——变分原理、形函数构造及其在三维问题中的应用。相比于初级教程中侧重的梁、板单元,本书将重心放在了高阶、高精度单元的构建上。 哈密顿原理与最小势能原理的严谨推导: 详细阐述了伽辽金法(Galerkin Method)在结构分析中的数学严谨性,包括残差的最小化过程。 高阶单元的构建与应力奇异性: 重点分析了四面体单元(Tetrahedron Elements)和高阶六面体单元(Hexahedral Elements)的插值函数选择,并讨论了如何通过减缩积分(Reduced Integration)和奇异性单元(Singularity Elements)技术来克服泊松比限制和应力奇异性问题。 壳单元的高级理论: 详细剖析了剪切锁定(Shear Locking)现象的机理及其在薄壳单元(如Mindlin-Reissner理论)中的修正方法,引入了更稳定的低阶-高阶单元配对技术。 第三部分:非线性有限元方法的核心算法 (Chapters 8-11) 这是全书的理论核心,全面覆盖了求解非线性方程组所需的一切理论工具,特别是那些在大型商用软件中作为核心求解器所采用的算法。 几何非线性(大变形): 详细推导了更新拉格朗日(Updated Lagrangian, UL)和总拉格朗日(Total Lagrangian, TL)描述下的刚度矩阵增量,特别是如何准确计算应力刚度矩阵(Geometric Stiffness Matrix)。书中对应变张量(如Green-Lagrange应变)的选择与物理意义进行了详尽的对比分析。 材料非线性(塑性与损伤): 重点阐述了弹塑性本构模型的数值实现。详细介绍了内变量理论、流动法则(如Prandtl-Reuss)和屈服准则(如Von Mises, Tresca)的数值映射(Integration)技术,如速度-应力分裂法和向后欧拉法在塑性应力更新中的应用。 非线性求解器:牛顿法及其变体: 深入剖析了牛顿-拉夫逊法(Newton-Raphson)的迭代收敛性、步长控制策略,并着重介绍了修正牛顿法(Modified Newton)和线搜索技术在提高计算效率和鲁棒性方面的应用。对于严重非线性问题,详细介绍了弧长法(Arc-Length Methods)的几何稳定路径追踪技术。 第四部分:接触、失效与高级分析 (Chapters 12-15) 本部分将理论应用于实际工程中最为棘手的非线性问题:接触分析和材料失效。 接触算法的实现: 详细解释了接触面算法的分类,包括罚函数法(Penalty Method)、增广拉格朗日法(Augmented Lagrangian Method)和乘子法(Multiplier Method)的优劣。特别关注了接触刚度矩阵的计算、摩擦模型的引入(如库仑摩擦模型)以及接触状态的迭代搜索策略。 结构失效应力分析: 探讨了疲劳(Fatigue)分析中的S-N曲线与应力强度因子方法,并引入了内聚力模型(Cohesive Zone Model, CZM)在模拟裂纹萌生和扩展(XFEM基础)中的应用,这是传统应力奇异性分析无法解决的领域。 热-结构耦合分析(Thermo-Mechanical Coupling): 分析了瞬态热传导方程与结构静力方程的弱耦合和强耦合求解策略,适用于高温材料的蠕变和残余应力分析。 第五部分:高性能计算与后处理 (Chapters 16-17) 最后一部分关注于现代工程分析对计算效率的要求。 大规模问题的并行求解: 介绍了有限元矩阵的存储格式(如稀疏矩阵存储CSR/CSC格式)以及基本的并行处理概念,如域分解技术(Domain Decomposition)在求解大规模线性系统中的应用框架。 结果的可靠性评估: 强调后处理的关键性,包括应力奇异区域的识别、网格无关性验证(Mesh Independence Study)的量化方法,以及如何基于工程规范(如Eurocode或AISC)对计算结果进行校核。 本书特色与目标读者 本书的特点在于其理论的深度和算法的透明度。它避免了对特定商业软件界面的罗列,而是聚焦于“软件内部如何工作”的原理。读者将学会的不仅仅是如何操作一个界面,更是如何根据问题的物理本质,选择最恰当的单元类型、积分方案和非线性求解器。 本书适合于: 1. 研究生及博士生: 作为非线性有限元、高级结构分析课程的指定教材或重要参考书。 2. 结构分析工程师: 负责复杂结构(如高层建筑、航空航天部件、重型机械)的静力、动力及接触分析,需要理解和优化求解器设置的专业人员。 3. CAE 软件开发人员: 需要深入了解核心算法实现细节的研发人员。 ---

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我一直在寻找一本能够将理论与实际操作完美结合的书籍,终于在这本《ANSYS 10.0有限元分析理论与工程应用》中找到了。它没有过多的理论堆砌,而是将复杂的有限元理论融入到生动的工程案例之中。每一章都以一个典型的工程问题为切入点,然后逐步介绍解决该问题所需的理论知识和ANSYS软件操作步骤。我特别喜欢的是,在讲解结果分析时,作者不仅展示了如何查看应力、位移等结果,还详细解释了如何根据这些结果来评估结构的性能、优化设计参数,甚至是如何发现潜在的设计缺陷。例如,在分析一个复杂结构的应力集中时,作者会指导读者如何通过局部放大、绘制截面应力曲线等方式,来更准确地定位和量化应力集中的程度,并基于此提出改进建议。这种以问题驱动的学习方式,让我感觉自己不仅仅是在学习软件操作,更是在学习如何运用仿真技术来解决实际工程挑战。

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这本书的结构设计得非常人性化,非常适合我这种需要系统学习有限元分析的工程师。它将整个有限元分析流程清晰地划分成几个阶段:前处理、求解、后处理,并在每个阶段都提供了详细的讲解和相关的工程案例。我特别欣赏的是,在讲解前处理阶段时,作者非常注重几何模型的构建和清理,强调了“好模型才能有好结果”的理念,并提供了许多实用的建模技巧,例如如何使用布尔运算、如何进行曲面缝合等,这对于提高网格质量至关重要。在求解阶段,作者不仅介绍了各种求解器的选择,还详细讲解了如何设置求解参数,例如迭代次数、收敛标准等,并解释了这些参数对计算结果的影响。在后处理阶段,作者更是花了很多篇幅来讲解如何进行有效的后处理,包括如何生成高质量的报告、如何进行参数化研究、如何与CAD软件进行数据交换等。这本书让我不仅掌握了ANSYS软件的操作,更重要的是,我学到了如何从工程问题出发,建立一个完整、有效的仿真分析流程。

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作为一名长期从事机械设计和制造的工程师,我对有限元分析的应用有着实际的需求。这本书的出版,对我来说无疑是一场及时雨。它所涵盖的工程应用案例非常贴近我的工作内容,包括了结构强度分析、热力耦合分析、振动分析等。我尤其喜欢书中对这些案例的深入剖析,不仅仅是展示软件操作,更重要的是,它解释了这些分析背后的物理原理,以及如何根据工程实际情况选择合适的模型和参数。例如,在讲解模态分析时,作者不仅介绍了质量矩阵和刚度矩阵的概念,还详细说明了如何根据结构的材料特性、几何尺寸和边界条件来计算结构的固有频率和振型,并通过案例演示了如何利用模态分析来避免结构产生共振。这种理论与实践相结合的方式,让我能够更深入地理解有限元分析的精髓,并将其有效地应用于我的实际工作中,从而提升产品的设计质量和可靠性。

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作为一名在职工程师,时间宝贵,我需要的是能够快速提升技能、解决实际问题的书籍。这本《ANSYS 10.0有限元分析理论与工程应用》恰好满足了我的需求。它聚焦于ANSYS 10.0这个版本,这个版本在工程界仍然有着广泛的应用,因此学习起来非常有针对性。书中的内容不空泛,而是直接切入工程实际,通过丰富的案例展示了如何运用有限元方法解决各种工程难题。我尤其欣赏的是,作者在讲解过程中,非常注重细节,比如在进行模型前处理时,如何清理几何模型以避免网格划分问题,如何在施加载荷和约束时考虑边界条件的实际物理意义,这些看似微小的细节,对于获得准确的分析结果至关重要。通过学习这本书,我不仅掌握了ANSYS软件的操作技巧,更重要的是,我学会了如何从工程问题的本质出发,建立合适的有限元模型,并科学地解释分析结果。这对于我提升工作效率和解决复杂工程问题起到了至关重要的作用。

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这本书简直是打开了我对有限元分析世界的大门。我一直对工程中的各种复杂现象感到好奇,但苦于没有系统的理论知识来理解它们。当我拿到这本《ANSYS 10.0有限元分析理论与工程应用》时,我几乎是迫不及待地翻开。初读之下,我便被作者严谨的逻辑和清晰的讲解所吸引。它并没有一开始就抛出大量的公式和代码,而是循序渐进地从有限元分析的基本原理讲起,像是给我打下了一个坚实的地基。书中的理论部分,作者用通俗易懂的语言解释了离散化、插值函数、单元刚度矩阵的形成等等核心概念。我尤其欣赏的是,作者在讲解每一个理论概念时,都会巧妙地结合一个小的工程实例,让我能够立刻将抽象的数学模型与实际问题联系起来。比如,在讲解梁的弯曲时,作者不仅阐述了中性轴、应力分布等基本力学概念,还通过一个简单的受力结构,演示了如何通过有限元方法来求解其变形和应力。这种理论与实践相结合的方式,极大地增强了我的学习兴趣和理解能力。

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这本书的内容组织得非常合理,对于我这种希望系统学习有限元分析的工程师来说,简直是量身定做。作者并没有将理论和应用割裂开,而是将它们紧密地融合在一起。在介绍完某个理论概念后,紧接着就会有一个相关的工程应用案例,这样能够帮助读者更好地理解理论知识的实际应用价值。我印象深刻的是,在讲解非线性分析时,作者不仅阐述了材料非线性、几何非线性等概念,还通过一个涉及塑性变形的案例,详细展示了如何在ANSYS中设置和处理非线性问题。这对于我们处理实际工程中经常遇到的材料屈服、大变形等问题非常有帮助。此外,书中对于结果的后处理部分也给予了足够的重视,详细介绍了如何进行应力云图、变形图、动画演示等,并如何从这些结果中提取有用的信息,进行工程判断。这部分的讲解,让我能够更有效地评估结构的安全性、优化设计方案,真正地将有限元分析工具的价值最大化。

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我是一名刚刚接触有限元分析的学生,这本书对我来说简直是一份宝藏。在学校的课程中,虽然也接触过有限元,但总感觉抓不住重点,很多概念都模模糊糊的。这本书的出现,彻底改变了我的学习状态。它详细地介绍了ANSYS 10.0软件的操作流程,从模型的创建、材料属性的定义、载荷和约束的施加,到网格划分、求解器的选择、结果的后处理,每一个步骤都讲解得非常到位。作者并没有简单地罗列操作步骤,而是深入浅出地解释了每一步的意义和背后的原理。例如,在讲解网格划分时,作者不仅展示了不同网格类型的优缺点,还解释了如何根据工程问题的特点选择合适的网格密度和形状,以保证计算的精度和效率。我还特别喜欢书中的案例分析部分,涵盖了结构、热应力、模态分析等多个领域,每一个案例都循序渐进,包含了完整的分析过程。我通过跟着书中的步骤一步一步地操作,不仅熟悉了ANSYS软件,更重要的是,我学会了如何将理论知识转化为实际的工程应用。

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我是一名对工程仿真充满热情但缺乏实践经验的学习者。这本书就像一位循循善诱的老师,耐心地引导我一步步深入有限元分析的世界。它的语言风格非常亲切,没有那种高高在上的学术腔调,而是更像一位经验丰富的同行在分享他的知识和心得。书中的插图和图表也十分丰富,将抽象的理论概念具象化,让我更容易理解。例如,在讲解单元类型时,作者不仅给出了不同单元的数学描述,还配以三维模型图,直观地展示了它们的形状和节点布置,这对于初学者来说至关重要。我特别喜欢的是,书中不仅讲解了如何使用ANSYS进行分析,还穿插了许多关于如何选择合适的单元类型、如何设置合理的分析步长、如何判断结果的收敛性等方面的讨论。这些都是在实际工程应用中非常关键的考虑因素,但往往在许多入门书籍中被忽略。通过这本书的学习,我不仅学会了操作软件,更重要的是,我开始建立起一种“工程思维”,能够独立思考和解决实际工程中的仿真问题。

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这本书的内容非常扎实,作者在讲解理论知识时,既保证了严谨性,又避免了过于晦繁杂的数学推导,让即使是对数学基础稍有畏惧的读者也能轻松理解。我尤其喜欢书中对不同单元类型之间差异的阐述,以及何时选用哪种单元类型的指导。例如,在讲解壳单元和实体单元时,作者不仅给出了它们的数学模型,还通过对比分析,解释了它们在处理薄壁结构和厚壁结构时的适用性,以及它们在计算精度和效率上的权衡。此外,书中的案例分析也非常具有代表性,涵盖了力学、热学、流体等多个工程领域,而且每一个案例都提供了详细的解题思路和ANSYS软件操作步骤,让我能够快速上手,并将学到的知识应用到实际工程问题中。通过这本书的学习,我不仅提升了对有限元分析的理解,更重要的是,我掌握了使用ANSYS软件解决复杂工程问题的能力,为我的职业发展奠定了坚实的基础。

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在我看来,这本《ANSYS 10.0有限元分析理论与工程应用》是一本真正能够帮助读者实现从理论到实践飞跃的优秀教材。它不仅仅是讲解软件的“如何操作”,更侧重于“为何这样操作”和“操作的意义何在”。作者非常注重培养读者的工程思维和分析能力,鼓励读者在分析过程中多思考、多验证。我特别欣赏书中对于结果验证的强调,作者列举了多种常用的验证方法,例如与解析解对比、与实验数据对比、进行网格收敛性研究、以及通过经验判断等。这对于确保仿真结果的可靠性至关重要。通过学习这本书,我不仅学会了如何使用ANSYS软件进行各种类型的有限元分析,更重要的是,我开始能够独立地思考如何建立一个有效的仿真模型,如何解读仿真结果,并如何将仿真结果转化为实际的工程决策。这对于我这个工程新人来说,无疑是一次宝贵的学习经历。

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