ANSYS工程分析: 基础与观念 (二版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高立图书有限公司

作者:李辉煌

出品人:

页数:480

译者:

出版时间:2008/12/01

价格:TWD 620

装帧:平装

isbn号码:9789864126491

丛书系列:

图书标签:

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《ANSYS工程分析：基础与观念 (二版)》图书简介 本书是一本面向广大工程技术人员、在校学生以及对工程分析领域感兴趣的读者的专业书籍。它深入浅出地介绍了当前工程领域广泛应用的有限元分析（FEA）软件ANSYS的各项基础知识和核心概念。通过对ANSYS软件操作流程、关键理论和实际应用场景的系统讲解，旨在帮助读者构建扎实的工程分析知识体系，掌握利用ANSYS解决复杂工程问题的能力。 内容概述： 本书内容结构清晰，循序渐进，从最基础的理论引入，逐步深入到实际操作和案例分析。 第一部分：工程分析基础理论与ANSYS概述 工程分析的意义与价值： 详细阐述了在现代工程设计和研发过程中，数值模拟和工程分析所扮演的关键角色。通过引入仿真分析，可以有效缩短产品开发周期，降低实验成本，优化设计方案，并最终提升产品性能和可靠性。 有限元方法（FEM）核心概念： 深入浅出地介绍有限元分析的基本原理，包括离散化、单元类型、插值函数、节点、刚度矩阵、载荷向量、求解方程组等核心概念。力求让读者理解有限元方法是如何将连续的物理问题转化为代数方程组进行求解的。 ANSYS软件架构与工作流程： 全面介绍ANSYS Workbench平台的工作界面、主要模块及其相互关系。详细讲解了典型的ANSYS工程分析工作流程，包括前处理（建模、材料属性定义、载荷和约束施加）、求解（运行分析）和后处理（结果可视化、数据提取、报告生成）等关键步骤。 ANSYS常用模块简介： 简要介绍ANSYS系列软件中常用的模块，如Mechanical（结构分析）、Fluent（流体动力学分析）、Maxwell（电磁场分析）等，让读者对ANSYS强大的功能有一个初步的认识。 第二部分：ANSYS结构分析（Mechanical）详解 几何建模与准备： 讲解在ANSYS中进行几何模型导入、创建、修改以及优化的方法。包括CAD模型导入的注意事项、几何清理、分区划分等，为后续的网格划分奠定基础。 材料属性定义： 详细介绍如何为模型赋予真实的材料属性，包括线弹性、非线性材料（如塑性、大变形）、温度相关的材料模型等。强调材料属性对分析结果准确性的重要影响。 网格划分（Meshing）技术： 重点讲解网格划分在有限元分析中的作用和各种划分策略。内容涵盖单元类型选择（如四节点四边形单元、三节点三角形单元、八节点六面体单元、六节点四面体单元等）、网格密度控制、网格质量检查与优化、高级网格划分技术（如映射网格、扫掠网格）等，帮助读者生成高质量的分析网格。 边界条件与载荷施加： 详细讲解如何在ANSYS中施加各种类型的边界条件（如固定约束、位移约束、对称约束、弹簧约束等）和载荷（如力、压力、重力、温度载荷、转速等）。对不同载荷类型及其施加方式进行深入剖析。 分析类型与求解设置： 介绍ANSYS Mechanical中常见的分析类型，如静态结构分析、模态分析、瞬态结构分析、屈曲分析、热-结构耦合分析等。讲解求解器（如Direct Sparse、Jacobi Conjugate, Distributed Sparse等）的选择和相关的求解设置，以确保分析的稳定性和效率。 结果后处理与评估： 详细介绍如何对分析结果进行可视化处理和数据提取。包括应力、应变、位移、变形、接触力、能量等关键结果的查看方式、云图的设置、路径绘图、列表输出、变形动画的生成等。指导读者如何根据工程实际对仿真结果进行准确的解读和评估，识别潜在的设计缺陷。 典型结构分析案例： 结合实际工程问题，通过案例演示ANSYS结构分析的完整流程。例如，梁的弯曲与变形分析、板的应力分布分析、复杂零件的应力集中分析、疲劳寿命评估的初步探讨等。 第三部分：ANSYS流体动力学分析（Fluent）基础 CFD基本理论回顾： 简要回顾计算流体力学（CFD）的基本概念，包括纳维-斯托克斯方程、流体流动方程、湍流模型等。 Fluent软件介绍与工作流程： 介绍ANSYS Fluent软件的用户界面、主要工作模块以及典型的CFD分析流程。 几何模型准备与网格生成： 讲解在ANSYS Meshing或Fluent Meshing中进行流体域的建模和网格划分。重点关注流体域的特殊网格要求，如壁面边界层网格的处理。 物理模型设置： 讲解如何设置流体的物理模型，包括流体属性（粘度、密度等）、流动模型（层流、湍流）、能量模型、多相流模型、组分输运模型等。 边界条件与源项： 介绍在Fluent中施加速度入口、压力出口、壁面边界、周期性边界等各种边界条件，以及如何设置源项（如加热、质量源等）。 求解器设置与收敛性： 讲解Fluent求解器的选择、离散格式、收敛准则的设置，以及如何监控和判断计算的收敛性。 结果后处理与可视化： 介绍Fluent强大的后处理功能，包括速度、压力、温度、湍动能等物理量的云图显示、矢量图、流线图、迹线图、表面积分、流量计算等，帮助读者理解流场特性。 基础CFD应用案例： 通过简单的案例，演示Fluent在管道流动、翅片散热、简单外形绕流等场景下的应用。 第四部分：多物理场耦合分析与高级应用 多物理场耦合概念： 介绍不同物理场之间的相互影响，如热-结构耦合、流-固耦合、电-热耦合等，以及为何需要进行多物理场分析。 ANSYS中的多物理场耦合方法： 讲解ANSYS Workbench如何实现不同物理场分析模块之间的耦合。介绍弱耦合和强耦合的概念及其适用场景。 典型多物理场分析案例： 通过实例演示，例如： 热-结构耦合： 分析受温度影响的结构应力，如加热元件的热应力分析。 流-固耦合： 分析流体对结构的作用，如风载荷下的桥梁结构变形分析。 工程应用拓展： 结合具体的工程领域，如汽车工程、航空航天、机械设计、电子散热、生物医学等，简要介绍ANSYS在这些领域的应用实例，激发读者的思考。 本书特点： 理论与实践结合： 既深入讲解了有限元分析的核心理论，又提供了详细的软件操作指导。 案例丰富： 包含了大量具有代表性的工程实例，帮助读者理解理论知识在实际问题中的应用。 语言清晰易懂： 采用通俗易懂的语言，避免过多晦涩的专业术语，降低学习门槛。 版本更新： 基于ANSYS软件的最新版本进行讲解，确保内容的实用性和前沿性。 系统性强： 从基础概念到高级应用，构建了完整的工程分析知识框架。 适用读者： 机械工程、土木工程、航空航天工程、车辆工程、材料工程、生物医学工程等相关专业的在校学生。 从事产品设计、研发、CAE分析的工程师。 希望系统学习和掌握ANSYS软件的工程技术人员。 对工程模拟和数值分析感兴趣的科研人员。 通过阅读本书，读者将能够掌握使用ANSYS进行工程分析的基本方法和技巧，提升解决复杂工程问题的能力，为实现更优秀的产品设计和技术创新奠定坚实的基础。

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从一个资深CAE工程师的角度来看，这本书最大的价值在于它对传统有限元观念的“解构与重塑”。很多初学者往往过度迷信于高精度的模型和密集的网格，而这本书则反复强调了“简化”在工程决策中的核心地位。它用大量的篇幅讨论了如何根据问题的物理特性，选择最合适的简化模型——是降维分析（如梁单元、壳单元），还是降阶建模（如忽略某些次要的边界条件或材料非线性）。这种对“恰当的复杂性”的追求，是区分普通软件操作者和真正分析专家的关键。书中对误差的分析，已经超越了基本的截断误差，深入到了建模假设带来的系统性误差讨论。这使得这本书即便是对于已经工作多年的工程师来说，也充满了重新审视自己工作方法的价值。它不仅仅是一本教科书，更像是一份强调批判性思维的工具指南，督促我们永远不要停止追问：“我这个模型，真的反映了真实的物理世界吗？”。

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这本书的排版和视觉呈现是其一大亮点，这对于需要长时间阅读技术手册的读者来说至关重要。纸张的质感舒适，印刷清晰，图表的配色专业且不分散注意力，这使得即便是面对相对密集的公式推导，阅读体验也保持在一个很高的水准。我尤其赞赏作者在关键概念总结时所使用的旁注和加粗处理，这使得快速回顾和查阅特定信息变得异常便捷。在章节的末尾，通常会有一个“本章总结与展望”的部分，这对于巩固学习成果非常有帮助。它不是简单重复内容，而是从更高的维度总结了本章知识在整个工程分析链条中的位置。这本书的结构设计显然是经过深思熟虑的，它形成了一个严密的逻辑闭环。它成功地将复杂的有限元理论转化为一套可以被工程师有效利用的工作流程，极大地降低了掌握先进分析技术的门槛。对于刚接触有限元分析的初学者而言，这种良好的阅读体验本身就是一种强大的驱动力。

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我是一个习惯于通过实践来学习的人，通常对偏重理论的书籍敬而远之。但这本书在理论和实践之间的平衡拿捏得非常巧妙，几乎每一项核心概念的提出，后面都紧跟着一个精选的、具有代表性的算例解析。这些算例的选取非常贴合实际生产中的痛点，比如异种材料连接处的应力奇异性处理，或者是薄壁结构在受载后的屈曲分析。作者在解析这些案例时，并没有直接给出最终的数值结果，而是将重点放在了“为什么选择这个求解器设置”和“如何验证结果的合理性”上。这种注重分析思维过程的教学方法，极大地提高了我的学习效率。相比于那些只展示界面截图和菜单路径的书籍，这本书更像是我的一个虚拟导师，不断地提醒我思考背后的物理逻辑。例如，在进行瞬态动力学分析时，书中对于时间步长的选择原则的阐述，远比软件默认设置的解释来得更有指导意义，确保了计算的稳定性和准确性。

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这本关于ANSYS工程分析的工具书，以其详尽的图文并茂的讲解，成功地搭建了初学者通往高级应用之间的坚实桥梁。我特别欣赏作者在阐述复杂理论时所展现出的那种抽丝剥茧的耐心。比如，在讲解有限元方法的数值稳定性时，书中并没有一上来就堆砌深奥的数学公式，而是从一个非常直观的物理模型入手，逐步引入离散化的概念。这种循序渐进的教学方式，让原本枯燥的理论知识变得触手可及。更不用说，对于那些首次接触Abaqus或Nastran等其他主流软件的用户来说，这本书在理念层面的梳理，远比单纯的软件操作手册来得更有价值。它清晰地区分了前处理、求解和后处理的内在逻辑，强调了“模型建立的合理性”远胜于“计算参数的精确设置”。我花了大量时间去理解其中关于网格划分策略的章节，书中对比了结构化网格和非结构化网格在处理不同几何形状时的优劣，提供的案例几乎涵盖了工业界常见的边界条件设定难题。即便不打开软件，光是阅读这些对分析流程的深入剖析，我的工程直觉也得到了极大的锻炼和提升。可以说，它为我后续独立开展复杂的接触分析打下了无比坚实的概念基础，而不是仅仅学会了点击几个按钮。

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这本书的深度和广度超出了我原先对一本“基础”读物的预期，更像是一本资深工程师的经验总结集。最让我感到惊喜的是它在“模型假设与误差控制”部分所花费的篇幅。作者没有回避工程分析中固有的不确定性，而是坦诚地探讨了如何量化和管理这些误差。例如，在处理材料的非线性行为时，书中详细对比了不同本构模型（如弹塑性、粘塑性）的适用范围，并给出了在何种应变率下必须考虑时间依赖性的明确指导。这对于实际工程项目至关重要，因为一个错误的材料模型可能导致整个结构的失效预测偏差巨大。此外，书中对后处理结果的解读也极为精辟。它不仅展示了如何生成应力云图，更重要的是，它教导读者如何“阅读”这些云图背后的物理意义——哪里是应力集中点？这种集中是结构设计缺陷还是正常现象？它甚至涉及到了疲劳寿命预估的基本流程，虽然只是点到为止，但足以引导有兴趣的读者进入更专业的领域。我发现，这本书的价值在于它构建了一个完整的分析思维体系，而不是停留在软件功能的简单罗列。

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这本书太好了，学习过ansys或其他有限元软件，却又一头雾水不知其所以然的人，回过头来看看这本书。很多观念和认识就立马上升了几个层次，作者的这本书真是太好了。

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