ANSYS11.0结构与热力学有限元分析实例指导教程含1CD

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出版者:
作者:王建江
出品人:
页数:538
译者:
出版时间:2008-4
价格:62.00元
装帧:
isbn号码:9787111236016
丛书系列:
图书标签:
  • ANSYS
  • 有限元分析
  • 结构分析
  • 热力学
  • 实例教程
  • 工程仿真
  • 数值计算
  • 机械工程
  • 软件教程
  • CAD/CAE
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具体描述

《计算机辅助分析实例指导丛书·ANSYS 11.0结构与热力学有限元分析实例指导教程》以ANSYS的最新版本ANS’YSll.0为依据,对ANSYS分析的基本思路、操作步骤、应用技巧进行了详细介绍,并结合典型工程应用实例详细讲述了ANSYS具体工程应用方法。书中尽量避开了繁琐的理论描述,从实际应用出发,结合作者使用该软件的经验,实例部分采用GUI方式一步一步地对操作过程和步骤进行了讲解。为了帮助用户熟悉ANSYS的相关操作命令,在每个实例的后面列出了分析过程的命令流文件。《计算机辅助分析实例指导丛书·ANSYS 11.0结构与热力学有限元分析实例指导教程》分为两部分,第一部分6章,为操作基础篇,介绍了ANSYS分析全流程的基本步骤和方法:第1章.ANSYS概述;第2章几何建模;第3章划分网格;第4章施加载荷:第5章求解;第6章后处理。第二部分10章,实例篇,讲解了各种分析专题的参数设置方法与技巧:第7章静力学分析;第8章模态分析;第9章谐响应分析;第10章瞬态动力学分析;第11章谱分析;第12章非线性分析;第13章结构屈曲分析:第14章接触问题分析;第15章结构优化设计;第16章热分析。

好的,这是一份针对您提供的书名《ANSYS 11.0 结构与热力学有限元分析实例指导教程含 1CD》的图书简介,该简介将不包含该书的实际内容,而是围绕有限元分析(FEA)领域的一般性、高级性和前沿性议题展开,旨在吸引对高级数值模拟技术感兴趣的读者。 --- 深入探索:现代工程模拟与多物理场耦合的未来图景 —— 一部面向高阶研究者与资深工程师的数值计算前沿导览 在当代工程设计与科学研究中,仅凭传统解析方法已无法应对日益复杂的物理现象与极端载荷条件。随着计算能力的飞速提升和数值方法论的不断精进,如何高效、精确地模拟真实世界中结构、热、流体乃至电磁场等多物理场相互作用的复杂过程,已成为衡量一个研究团队或企业创新能力的关键指标。 本书系并非侧重于特定软件版本的操作手册,而是聚焦于 现代有限元方法(FEM)在处理复杂工程挑战时的理论深化、算法优化及面向未来的应用趋势。我们旨在为具备一定有限元基础,渴望突破软件工具限制、深入理解模拟内在机理的高级用户和研究人员,提供一个广阔而深入的理论与应用视野。 第一篇:非线性力学与材料模型的精进之路 结构分析已远超线性弹性范畴。本篇将详尽探讨 高阶非线性问题的求解策略与收敛性控制。 1. 几何非线性的极限分析: 深入剖析大变形、屈曲分析(包括接触-屈曲耦合)中残余力的计算方法、牛顿-拉夫森法及其改进算法(如弧长法、线搜索策略)在处理路径依赖性问题时的鲁棒性要求。我们将讨论如何构建稳定且高效的求解器,以应对壳体结构的卷曲、膜结构的拉伸失稳等难题。 2. 材料本构模型的复杂化: 现代工程材料的表现绝非简单的胡克定律所能概括。本部分将深入研究 粘塑性、超弹性、疲劳累进损伤(Progressive Damage Modeling, PDM) 等先进本构模型的数学描述及其在有限元离散化过程中的实现难度。重点将放在如何准确率定、标定包含损伤演化和裂纹扩展(如 XFEM 或内聚力模型)的复杂材料模型,并讨论在不同温度场耦合下材料参数的时间依赖性效应。 3. 接触算法的演变与优化: 接触是影响结构仿真结果准确性的关键因素之一,尤其在装配过程、摩擦磨损研究中。本部分超越传统的罚函数法和增广拉格朗日法,探讨 基于约束优化的接触算法,以及如何处理动态冲击、高速摩擦中的热量耦合效应,确保接触面应力分布的物理合理性。 第二篇:多物理场耦合的深度融合与热力耦合的挑战 工程中的许多问题本质上是多物理场耦合的产物。精确捕捉不同场之间的相互作用,是实现“虚拟样机”的关键。 1. 瞬态热-结构耦合(Thermo-Mechanical Coupling): 本章深入探讨 单向、双向及全耦合 问题的求解顺序与时间步控制策略。对于高温高应力环境下的蠕变分析,我们将对比拉格朗日框架下热应力与惯性力的解耦方法,并阐述如何处理材料热膨胀系数、导热系数等参数随温度变化的非线性影响。 2. 耦合问题的求解器选择: 针对热固耦合、流固耦合(FSI)等强耦合问题,我们将分析 分区法(Partitioned Scheme) 与 整体法(Monolithic Scheme) 的优劣。重点在于探讨如何通过迭代技术(如亚迭代、松弛因子)来解决不同物理场之间求解频率和精度不匹配导致的耦合稳定性问题。 3. 燃烧与辐射传热的集成: 在极端环境模拟中,如火箭发动机或核反应堆安全分析,必须引入辐射换热和燃烧化学反应。本部分将介绍如何将 Monte Carlo 辐射模型或离散坐标法 集成到 FEA 框架中,并处理辐射边界条件对结构热载荷的非线性贡献。 第三篇:面向前沿应用的高级仿真技术 本篇将视野投向数值模拟技术的未来发展方向,关注如何利用更先进的数学工具来解决传统方法的瓶颈。 1. 概率与不确定性量化(Uncertainty Quantification, UQ): 现实世界充满不确定性(材料参数波动、载荷随机性)。我们将介绍 随机有限元方法(S-FEM),包括使用 多项式混沌展开(Polynomial Chaos Expansion, PCE) 或 随机样本生成 技术,将确定性模型转化为概率模型,从而为结构可靠性分析提供更稳健的评估依据。 2. 优化驱动的仿真(Simulation-Driven Optimization): 现代设计流程强调性能最大化与重量最小化。本章将概述 拓扑优化、形状优化和尺寸优化 的数学基础,重点分析梯度信息获取的效率(伴随场方法)以及如何将优化算法(如遗传算法、粒子群优化)与 FEA 求解器进行高效集成,以应对大规模设计空间。 3. 实时仿真与模型降阶(Model Order Reduction, MOR): 针对需要快速响应的控制系统或数字孪生应用,精确的 FEA 模型往往过于庞大。我们将探讨 本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition, POD) 或 模态叠加法 等降阶技术,如何在保持足够精度的前提下,将复杂的瞬态模型简化为高效率的低维系统,实现近实时仿真。 结语:从使用者到构建者 本书旨在提升读者对有限元模拟深层机制的理解,培养独立构建复杂仿真流程和评估结果可靠性的能力。掌握这些前沿理论与方法,将使读者能够驾驭下一代多物理场仿真工具,并在航空航天、生物医学工程、先进能源等尖端领域中,为创新设计提供无可替代的计算支撑。 目标读者: 长期从事结构、热、流体数值模拟的高级工程师、博士研究生及高校教师。

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