ANSYS結構單元與材料套用手冊

ANSYS結構單元與材料套用手冊

《ANSYS結構單元與材料套用手冊》是清華大學出版社2013-4出版的圖書。本書針對ANsYs 14.0在結構分析中的套用進行編寫,主要介紹了常用的ANSYS單元和常用的材料模型在ANSYS中的實現和使用方法。

基本介紹

  • 作者:凌桂龍                       /            沈再陽
  • ISBN:9787302317807
  • 頁數:584
  • 定價:88.00元
  • 出版社:清華大學出版社
  • 出版時間:2013-4
  • 裝幀:平裝
  • 副標題:ANSYS結構單元與材料套用手冊
  • 叢書:  CAX工程套用叢書
內容介紹,作品目錄,

內容介紹

《ANSYS結構單元與材料套用手冊(附光碟基於最新版本14.0)》根據內容的側重點不同,本書可分引言、結構單元、結構材料及算例套用4篇,其中,引言篇主要介紹使用ANSYS的基礎知識,包括ANSYS分析流程、APDI.編程等內容。結構單元篇介紹ANSYS的結構單元類型,包括點單元、組合單元、連桿單元、梁單元、管單元、二維平面單元、三維實體單元、殼單元、接口單元、接觸單元、MPC單元、表面效應單元、矩陣單元等。結構材料篇介紹ANsYs結構分析中常見的材料模型,包括線性材料模型、塑性材料模型、超彈性材料模型、粘彈性材料模型、率相關材料模型、墊片材料模型、腫脹材料模型、蠕變材料模型、記憶合金材料模型、IdPC材料模型、接觸摩擦材料模型、內聚層材料模型等。算例篇以APDL程式方式對ANSYS單元和常見結構材料模型的使用進行實例說明。本書附錄還給出了結構分析涉及的常用命令集,方便讀者查閱。
凌桂龍和沈再陽編著的《ANSYS結構單元與材料套用手冊(附光碟基於最新版本14.0)》內容詳實,適合理工院校相關專業的碩士研究生、博士研究生及教師使用,可以作為ANSYS學習教材供高等院校學生及科研院所研究人員使用,也可以作為從事相關工程領域科學技術研究的工程技術人員的參考用書。

作品目錄

目 錄
第一篇 引言
第1章 ANSYS基礎 3
1.1 ANSYS分析流程概述 3
1.1.1 分析流程 3
1.1.2 前處理 4
1.1.3 載入與求解 5
1.1.4 後處理 12
1.2 APDL編程概述 13
1.2.1 使用參數 13
1.2.2 APDL程式控制 20
第二篇 結構材料
第2章 結構分析材料概述 27
2.1 結構分析材料模型 27
2.2 材料曲線擬合 28
2.2.1 超彈性材料曲線擬合 28
2.2.2 其他材料模型曲線擬合 32
2.3 材料模型組合 32
2.4 變數插值 46
2.5 GUI不可訪問的材料模型 47
第3章 ANSYS結構材料模型(一) 48
3.1 線性材料模型 48
3.1.1 定義線性材料模型 48
3.1.2 應力-應變關係 49
3.1.3 阻尼 50
3.1.4 熱膨脹 50
3.2 塑性材料模型 51
3.2.1 隨動強化材料模型 51
3.2.2 硬化材料模型 54
3.2.3 其他塑性材料模型 55
3.3 超彈性材料模型 58
3.3.1 Arruda-Boyce超彈材料 58
3.3.2 Blatz-Ko Foam超彈材料 58
3.3.3 延長管筒材料 58
3.3.4 Gent超彈材料 59
3.3.5 Mooney-Rivlin超彈材料 59
3.3.6 Neo-Hookean超彈材料 60
3.4 粘彈性材料模型 60
3.4.1 粘彈性材料公式 60
3.4.2 時間-溫度疊加效應 62
3.5 率相關塑性材料模型 64
3.5.1 Perzyna和Peirce選項 64
3.5.2 EVH選項 64
3.5.3 Anand選項 65
3.5.4 設定方式 66
3.6 墊片材料模型 66
3.7 腫脹材料模型 67
第4章 ANSYS結構材料模型(二) 69
4.1 蠕變材料模型 69
4.1.1 隱式蠕變方程 69
4.1.2 顯式蠕變方程 71
4.2 記憶合金材料模型 72
4.2.1 仿真超彈性行為 73
4.2.2 形狀記憶效應 75
4.3 MPC184連線材料模型 78
4.3.1 線性彈性剛度和阻尼行為 78
4.3.2 非線性彈性剛度和阻尼行為 79
4.3.3 摩擦行為 81
4.4 接觸摩擦模型 82
4.4.1 各向同性摩擦 82
4.4.2 正交各向異性摩擦 83
4.4.3 載荷步間重定義摩擦 84
4.4.4 用戶自定義摩擦 84
4.5 內聚層材料模型 85
4.5.1 指數內聚層材料模型 85
4.5.2 雙線性內聚層材料模型 85
4.5.3 接觸單元內聚層材料模型 86
4.6 其他層材料模型 87
4.6.1 材料強度極限 87
4.6.2 損傷生成法則 89
4.6.3 損傷演變法則 89
4.6.4 用戶定義材料模型 90
第三篇 結構單元
第5章 ANSYS結構單元概述 93
5.1 單元分類 93
5.1.1 單元分類特徵 93
5.1.2 單元類型概述 94
5.1.3 結構單元選擇 100
5.1.4 當前單元技術 101
5.1.5 結構退化單元 101
5.1.6 特殊單元概述 102
5.1.7 GUI不可訪問單元 102
5.2 單元特徵 102
5.2.1 單元輸入 102
5.2.2 結果輸出 105
5.2.3 單元坐標系 107
5.3 結構分析單元 109
5.3.1 連續應力單元 109
5.3.2 殼單元 110
5.3.3 梁單元和桿單元 111
5.3.4 管單元 111
5.3.5 加強單元 111
5.3.6 表面單元 111
5.3.7 單元構型和技術的自動選取 111
5.3.8 線性擾動分析可用單元 113
第6章 點單元 115
6.1 MASS21 115
6.1.1 單元描述 115
6.1.2 輸入數據 115
6.1.3 輸出數據 116
6.1.4 假設與限制 116
6.2 FOLLW201 117
6.2.1 單元描述 117
6.2.2 輸入數據 117
6.2.3 輸出數據 118
6.2.4 假設與限制 118
第7章 組合單元 119
7.1 COMBIN14 119
7.1.1 單元描述 119
7.1.2 輸入數據 119
7.1.3 輸出數據 121
7.1.4 假設與限制 122
7.2 COMBIN37 123
7.2.1 單元描述 123
7.2.2 輸入數據 123
7.2.3 輸出數據 127
7.2.4 假設與限制 128
7.3 COMBIN39 129
7.3.1 單元描述 129
7.3.2 輸入數據 129
7.3.3 輸出數據 132
7.3.4 假設與限制 134
7.4 COMBIN40 134
7.4.1 單元描述 134
7.4.2 輸入數據 135
7.4.3 輸出數據 137
7.4.4 假設與限制 138
7.5 COMBI214 139
7.5.1 單元描述 139
7.5.2 輸入數據 139
7.5.3 輸出數據 141
7.5.4 假設與限制 142
第8章 連桿單元 143
8.1 LINK11 143
8.1.1 單元描述 143
8.1.2 輸入數據 143
8.1.3 輸出數據 144
8.1.4 假設與限制 145
8.2 LINK180 145
8.2.1 單元描述 145
8.2.2 輸入數據 146
8.2.3 輸出數據 147
8.2.4 假設與限制 148
第9章 梁單元 149
9.1 BEAM188 149
9.1.1 單元描述 149
9.1.2 技術與使用推薦 150
9.1.3 輸入數據 151
9.1.4 輸出數據 155
9.1.5 假設與限制 160
9.2 BEAM189 160
第10章 管單元 161
10.1 PIPE288 161
10.1.1 單元描述 161
10.1.2 技術與使用推薦 161
10.1.3 輸入數據 162
10.1.4 輸出數據 166
10.1.5 假設與限制 171
10.2 PIPE289 171
10.3 ELBOW290 172
10.3.1 單元描述 172
10.3.2 輸入數據 173
10.3.3 輸出數據 178
10.3.4 假設與限制 181
第11章 二維平面單元 183
11.1 PLANE182 183
11.1.1 單元描述 183
11.1.2 輸入數據 183
11.1.3 輸出數據 185
11.1.4 假設與限制 187
11.2 PLANE183 187
第12章 三維實體單元 188
12.1 SOLID65 188
12.1.1 單元描述 188
12.1.2 輸入數據 188
12.1.3 輸出數據 191
12.1.4 假設與限制 195
12.2 SOLID185(同質構型) 195
12.2.1 單元描述 195
12.2.2 輸入數據 196
12.2.3 輸出數據 198
12.2.4 假設與限制 200
12.3 SOLID185(層狀構型) 200
12.3.1 單元描述 200
12.3.2 輸入數據 200
12.3.3 輸出數據 202
12.3.4 假設與限制 204
12.4 SOLID186 204
12.5 SOLID187 205
12.5.1 單元描述 205
12.5.2 輸入數據 205
12.5.3 輸出數據 207
12.5.4 假設與限制 209
12.6 SOLID272 209
12.6.1 單元描述 209
12.6.2 輸入數據 209
12.6.3 輸出數據 211
12.6.4 假設與限制 213
12.7 SOLID273 214
12.8 SOLID285 214
第13章 殼類單元 215
13.1 SHELL28 215
13.1.1 單元描述 215
13.1.2 輸入數據 215
13.1.3 輸出數據 216
13.1.4 假設與限制 218
13.2 SHELL61 219
13.2.1 單元描述 219
13.2.2 輸入數據 219
13.2.3 輸出數據 221
13.2.4 假設與限制 231
13.3 SHELL181 231
13.3.1 單元描述 231
13.3.2 輸入數據 232
13.3.3 輸出數據 236
13.3.4 假設與限制 241
13.4 SHELL281 241
13.5 SHELL208 242
13.5.1 單元描述 242
13.5.2 輸入數據 242
13.5.3 輸出數據 245
13.5.4 假設與限制 248
13.6 SHELL209 249
13.7 SOLSH190 249
13.7.1 單元描述 249
13.7.2 輸入數據 250
13.7.3 輸出數據 252
13.7.4 假設與限制 256
第14章 接口單元 257
14.1 INTER192 257
14.1.1 單元描述 257
14.1.2 輸入數據 257
14.1.3 輸出數據 258
14.1.4 假設與限制 259
14.2 INTER193 259
14.3 INTER194 260
14.4 INTER195 260
14.4.1 單元描述 260
14.4.2 輸入數據 260
14.4.3 輸出數據 261
14.4.4 假設與限制 262
14.5 INTER202 262
14.5.1 單元描述 262
14.5.2 輸入數據 263
14.5.3 輸出數據 264
14.5.4 假設與限制 265
14.6 INTER203 265
14.7 INTER204 265
14.8 INTER205 266
14.8.1 單元描述 266
14.8.2 輸入數據 266
14.8.3 輸出數據 267
14.8.4 假設與限制 268
第15章 接觸類單元 269
15.1 CONTA171 269
15.1.1 單元描述 269
15.1.2 輸入數據 269
15.1.3 輸出數據 274
15.1.4 假設與限制 279
15.2 CONTA172 279
15.3 CONTA173 280
15.3.1 單元描述 280
15.3.2 輸入數據 280
15.3.3 輸出數據 285
15.3.4 假設與限制 290
15.4 CONTA174 291
15.5 CONTA175 291
15.5.1 單元描述 291
15.5.2 輸入數據 292
15.5.3 輸出數據 297
15.5.4 假設與限制 303
15.6 CONTA176 304
15.6.1 單元描述 304
15.6.2 輸入數據 304
15.6.3 輸出數據 309
15.6.4 假設與限制 312
15.7 CONTA177 313
15.7.1 單元描述 313
15.7.2 輸入數據 313
15.7.3 輸出數據 317
15.7.4 假設與限制 320
15.8 CONTA178 321
15.8.1 單元描述 321
15.8.2 輸入數據 321
15.8.3 輸出數據 325
15.8.4 假設與限制 327
15.9 TARGE169 327
15.9.1 單元描述 327
15.9.2 輸入數據 328
15.9.3 輸出數據 331
15.9.4 假設與限制 332
15.10 TARGE170 332
15.10.1 單元描述 332
15.10.2 輸入數據 333
15.10.3 輸出數據 338
15.10.4 假設與限制 338
第16章 MPC184單元 339
16.1 MPC184 339
16.1.1 單元描述 339
16.1.2 輸入數據 340
16.1.3 輸出數據 340
16.1.4 假設與限制 340
16.2 MPC184-Link/Beam 340
16.2.1 單元描述 340
16.2.2 輸入數據 341
16.2.3 輸出數據 342
16.2.4 假設與限制 343
16.3 MPC184-Slider 343
16.3.1 單元描述 343
16.3.2 輸入數據 343
16.3.3 輸出數據 344
16.3.4 假設與限制 345
16.4 MPC184-Revolute 345
16.4.1 單元描述 345
16.4.2 輸入數據 345
16.4.3 輸出數據 347
16.4.4 假設與限制 352
16.5 MPC184-Universal 352
16.5.1 單元描述 352
16.5.2 輸入數據 352
16.5.3 輸出數據 354
16.5.4 假設與限制 358
16.6 MPC184-Slot 358
16.6.1 單元描述 358
16.6.2 輸入數據 358
16.6.3 輸出數據 360
16.6.4 假設與限制 362
16.7 MPC184-Point 363
16.7.1 單元描述 363
16.7.2 輸入數據 363
16.7.3 輸出數據 364
16.7.4 假設與限制 368
16.8 MPC184-Translational 368
16.8.1 單元描述 368
16.8.2 輸入數據 368
16.8.3 輸出數據 369
16.8.4 假設與限制 372
16.9 MPC184-Cylindrical 373
16.9.1 單元描述 373
16.9.2 輸入數據 373
16.9.3 輸出數據 375
16.9.4 假設與限制 380
16.10 MPC184-Planar 381
16.10.1 單元描述 381
16.10.2 輸入數據 381
16.10.3 輸出數據 382
16.10.4 假設與限制 389
16.11 MPC184-Weld 390
16.11.1 單元描述 390
16.11.2 輸入數據 390
16.11.3 輸出數據 391
16.11.4 假設與限制 393
16.12 MPC184-Orient 393
16.12.1 單元描述 393
16.12.2 輸入數據 393
16.12.3 輸出數據 394
16.12.4 假設與限制 396
16.13 MPC184-Spherical 397
16.13.1 單元描述 397
16.13.2 輸入數據 397
16.13.3 輸出數據 398
16.13.4 假設與限制 400
16.14 MPC184-General 401
16.14.1 單元描述 401
16.14.2 輸入數據 401
16.14.3 輸出數據 402
16.14.4 假設與限制 407
16.15 MPC184-Screw 407
16.15.1 單元描述 407
16.15.2 輸入數據 407
16.15.3 輸出數據 409
16.15.4 假設與限制 412
第17章 表面效應單元 414
17.1 SURF153 414
17.1.1 單元描述 414
17.1.2 輸入數據 414
17.1.3 輸出數據 417
17.1.4 假設與限制 419
17.2 SURF154 419
17.2.1 單元描述 419
17.2.2 輸入數據 419
17.2.3 輸出數據 422
17.2.4 假設與限制 424
17.3 SURF156 425
17.3.1 單元描述 425
17.3.2 輸入數據 425
17.3.3 輸出數據 427
17.3.4 假設與限制 428
17.4 SURF159 428
17.4.1 單元描述 428
17.4.2 輸入數據 428
17.4.3 輸出數據 432
17.4.4 假設與限制 433
第18章 矩陣單元 435
18.1 MATRIX27 435
18.1.1 單元描述 435
18.1.2 輸入數據 435
18.1.3 輸出數據 437
18.1.4 假設與限制 438
18.2 MATRIX50 438
18.2.1 單元描述 438
18.2.2 輸入數據 438
18.2.3 輸出數據 440
18.2.4 假設與限制 440
第19章 其他結構單元 441
19.1 MESH200 441
19.1.1 單元描述 441
19.1.2 輸入數據 441
19.1.3 假設與限制 443
19.2 PRETS179 443
19.2.1 單元描述 443
19.2.2 輸入數據 444
19.2.3 輸出數據 445
19.2.4 假設與限制 445
19.3 REINF263 446
19.3.1 單元描述 446
19.3.2 輸入數據 446
19.3.3 輸出數據 447
19.3.4 假設與限制 449
19.4 REINF264 450
19.4.1 單元描述 450
19.4.2 輸入數據 450
19.4.3 輸出數據 451
19.4.4 假設與限制 453
19.5 REINF265 453
19.5.1 單元描述 453
19.5.2 輸入數據 453
19.5.3 輸出數據 454
19.5.4 假設與限制 456
第四篇 算 例
第20章 ANSYS分析程式案例 459
算例1:拋物運動 459
算例2:縱向彈簧振子的固有頻率 460
算例3:扭轉彈簧振子的固有頻率 461
算例4:雙彈簧振子系統靜態分析 462
算例5:雙彈簧振子系統瞬態分析 462
算例6:雙彈簧振子系統諧回響分析 464
算例7:雙彈簧振子系統譜分析 465
算例8:控制彈簧靜態分析 467
算例9:非線性彈簧分析 468
算例10:雙彈簧振子系統分析 468
算例11:使用COMBI214仿真轉子軸承 471
算例12:超靜定桿反力求解 473
算例13:LINK11執行單元示例 474
算例14:三桿受力分析 475
算例15:預張緊弦模態分析 475
算例16:螺桿蠕變分析 477
算例17:瞬態衝擊分析 478
算例18:殘餘塑性應變分析 479
算例19:桁架最大變形分析 480
算例20:橫向屈曲分析 481
算例21:普通梁截面懸臂樑譜分析 482
算例22:通用梁截面懸臂樑靜力分析 483
算例23:用戶定義已劃分橫截面 485
算例24:錐形梁截面 486
算例25:管線屈曲分析 486
算例26:管線塑性分析 487
算例27:ELBOW290示例 488
算例28:海洋載荷 488
算例29:帶厚度平面應變 489
算例30:帶孔板靜力分析 490
算例31:用PRETS179張緊 491
算例32:用溫度張緊 491
算例33:ISO材料回響 491
算例34:複合材料實體分析 493
算例35:承受對角載荷的方塊(一) 494
算例36:承受對角載荷的方塊(二) 495
算例37:承受對角載荷的方塊(三) 496
算例38:承受對角載荷的方塊(四) 497
算例39:使用初始狀態檔案輸入初始狀態 498
算例40:命令輸入初始應力 500
算例41:命令輸入初始應變 500
算例42:初始彈性應變 501
算例43:使用REINF263加強 502
算例44:使用REINF264進行加強 503
算例45:使用REINF265進行加強 505
算例46:殼單元薄膜選項 506
算例47:圓筒殼體彎曲分析 507
算例48:圓盤殼體結構模態分析 508
算例49:殼截面定義 508
算例50:殼截面偏置 509
算例51:剪下梁的橫向振動 510
算例52:盤形彈簧變形後固有頻率分析 511
算例53:使用接觸單元張緊 512
算例54:二維墊片 512
算例55:三維墊片 514
算例56:二維脫落 516
算例57:三維脫落 517
算例58:2D面面分析 518
算例59:3D面面分析 520
算例60:過盈配合 520
算例61:2D節點-面接觸 521
算例62:3D節點-面接觸 522
算例63:梁-梁外接觸 523
算例64:SOLID272與SURF159示例 524
算例65:SOLID285示例 524
算例66:FOLLW201單元示例 525
算例67:線-面接觸 525
算例68:節點-節點接觸 526
算例69:實體-實體裝配 527
算例70:實體-殼裝配 527
算例71:實體-梁裝配 528
算例72:實體單元驗證 528
算例73:剛性表面約束 529
算例74:力分布約束 530
算例75:MPC184剛性梁 530
算例76:MPC184滑動單元 532
算例77:搖桿機構 533
算例78:曲柄滑塊機構 534
算例79:擺動導桿 535
算例80:萬向聯軸節 536
算例81:曲柄滑塊機構(使用狹槽) 537
算例82:正弦機構 538
算例83:點面連線單元示例 538
算例84:平動單元示例 539
算例85:圓柱連線單元示例 540
算例86:平面連線單元示例 541
算例87:焊接單元示例 542
算例88:方向連線單元示例 542
算例89:球鉸連線示例 543
算例90:通用連線示例 543
算例91:螺紋連線示例 543
算例92:立方體承受切向壓強載荷 544
算例93:扭轉振子 545
算例94:承受對角載荷的方塊(五) 546
附 錄 548
附錄1 單元與算例對應關係 548
附錄2 結構分析涉及的常見命令 549
A2.1 SESSION命令 549
A2.2 DATABASE命令 551
A2.3 APDL編程命令 554
A2.4 PREP7命令 556
A2.5 SOLUTION命令 569
A2.6 POST1命令 577
A2.7 POST26命令 582

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