ANSYS14.0土木工程从入门到精通.pdf

ANSYS14.0土木工程从入门到精通.pdf随着计算机科学与应用技术的发展,有限元理论日益完善,随之涌现了一大批比较成熟的通用和专业的有限元计算商业软件。 ANSYS作为最著名的通用和有效的商用有限元软件之一,集结构、传热、流体、电磁、碰撞爆破分析于一体,具有强大的前后处理及计算分析能力,能够进行多场耦合,结构-热、流体-结构、电-磁等场的斓合处理求解。前自1996年落户中国以来, ANSYS以其强大的功能、可靠的质量、良好的市场,得到了中国CAE界的广泛认可和青睐,被应用于土木工程、机槭制造、汽车工业、水利工程、航空航天、石油化工、生物医学等,为各行业的设计研究做出了重要贡献本书以 ANSYS14.0作为软件平台,介绍了 ANSYS在士木工程应用中的相关理论基础、基本思路、操作步骤和应用技巧,并结合工程应用实例讲述了 ANSYS具体工程应用方法。全书共18章。第1章概述,主要讲解有限元法的发展历程和基本概念,以及有限元法的派生方法,并对 ANSYS系列软件进行了简单介绍。第2章初识 ANSYS140,主要对 ANSYS140的图形界面、 ANSYS140的文件系统以及 ANSYS14.0分析问题的基本过程进行了介绍。第3章APDL技术应用,主要讲解 ANSYS14.0程序化设计语言(APDL)相关知识与重点语句的使用方法。第4章 ANSYS140建模,主要讲解 ANSYS14.0多种建模方法,包括自底向上建模、自顶向下建模、直接建立有限元模型以及CAD几何模型的导入。第5章 ANSYS140网格划分,主要讲解 ANSYS单元属性的设置、网格的控制、网格划分举例介绍,并讲解了映射网格划分、扫掠网格划分、拉伸网格等高级网格划分方法。第6章加载及求解,主要讲解荷载与加载方式的种类、施加约束与外荷载的方法、求解过程控制、荷载步的设置与求解操作。第7章后处理,主要讲解通用后处理器的操作,包括结果读取、图形显示结果列表、结果查看器、基于单元表的结果处理以及基于路径的结果处理等,时间历裨后处理器定义变量、变量运算、杳看变量等相关操作第8章土木工程中常用单元,主要对上木工程中几种常用单元LINK、BEAM、PIPE、 SOLID、 PLANE、 SHELL、 COMBIN、MESH以及接触单元进行详绌介绍。第9章单元生死,主要对单元生死的原理、单元生死的使用过程进行了讲解第10章简单排架结构实例分析,对三角形屋架受力分析、钢结构排架的平面外失稳模拟、钢结构排架受力分析、塔式起重机的受力及模态进行了应用实例分析。第1章铏筋混凝土实例分析,本章对大体积混凝土热分析问题、钢筋混凝土梁、钢筋混凝土板、钢筋混凝土开裂、预应力钢筋混凝土、钢筋混凝土结构大楼浇筑施工模拟进行了应用实例分析。第12章常见建筑结构体系实例分析,对钢筋混凝土框架结构、钢结构梁板体系、框架-剪力墙结构进行了应用实例分析。第13章基础工程实例分析,对土木工程中常见的基础形式进行了实例分析,包括单柱式桥墩全桩基础、考虑接蝕单元桩基、房屋刚性独立基础、房屋筏形基础等实例第14章边坡问题实例分析,对饱和度影响边坡稳定问题、挡土墙支扩问题进行了应用实例分析。第15章隧道及地下工程实例分析,对地钬站台的地震响应分析、暗挖隧道的结构受力分析、明挖矩形截面隧道结构受力分析、山体隧道开挖等问题进行了应用实例分析。第16章桥梁工程实例分析,对钢桁架桥、大跨度悬索桥、斜拉桥等常见桥梁结构进行了应用实例分析。第17章大坝工稈实例分析,对大坝静力分析、重力坝地震动力响应分析进行了应用实例分析。第18章大跨度空间结构实例分析,对膜结构、单索结构、索网结构、空间刚架结构、空间单层网壳、空间双层网壳等结构形式进行了应用实例分析。本书适合于应用 ANSYS解决土木工程相关问题的初学者和期望提高工程应用能力的读者,所举实例具有典型性和新颖性。本书配送光盘,包括所有实例的d文件、计算结果文件,读者在学习过程中可自接导入使用以减少建立几何模型的繁琐操作,能使读者轻松快捷地掌握 ANSYS14.0的操作技巧和应用方法。由于编者水平有限、时间仓促,书中错误与缺点在所难免,敬请广大读者批评指正,也欢迎广大同行共同交流探讨。本书由王伟编著,何嘉扬、张杨、周文华、丁学英、吕广宪、孙万泉、黄利、王清、唐明明、黄利、张小勇、吴永福、郑明辉、刘力、陈磊、李秀峰参与了本书部分章节的编写,在此一并表示感谢。读者在学习过程中遇到与本书有关的问题,可以发邮件到编者邮箱comahue@126.com,编者会尽快给予解答。n. com编者2013.3目录第一篇基础篇第1章概述…0错误!未定义书签。31.1有限单元法(FEM)概述….错误!未定义书签。31.1.1有限单元法的发展错误!未定义书签。31.1.2有限单元法的基本概念……误!未定义书签。41.1.3派生方法….:误!未定义书签。412 ANSYS系列软件简介错误!未定义书签。4121 ANSYS140功能特点…误!未定义书签。412.2 ANSYS软件提供的分析类型……误!未定义书签。51,2.3 ANSYS单位选择问题………:错误!未定义书签。61.3木章小结…:误!未定义书签。6第2章初识 ANSYS14.0画画国,画a画aaa画画面画a副画福画i遍画画日画画a画错误!未定义书签。72.1图形界面…错误!未定义书签。721.1启动界面错误!未定义书签。72..2图形用户界面(GUI)错误!未定义书签。822 ANSYS140文件系统.错误!定义书签。92.2.1文件类型...错误!未定义书签。9222 ANSYS文件兼容性错误!未定义书签。1023 ANSYS I40分析问题的基本过程…借误!未定义书签、122.3.1基本流程介绍.…错误!未定义书签。12232应用 ANSYS140分析笸单实例.错误!未定义书签。1224本章小结.错误!未定义书签。18第二篇进阶篇第3章APDL技术应用错误!未定义书签。213.1APDL简介…····················中··················中······错误!定义书签。2132定义参数…错误!未定义书签。22321参数命名规则错误!未定义书签。22ANSYS14.0土木工程有限元分析从入门到精通322参数定义方法错误!未定义书签。233.3数组参数.错误!未定义书签。26331数组类型……错误!未定义书签。273.3.2定义数组..…错误!未定义书签。27333数组操作…本本审.错误!未定义书签。30334数组操作命令………错误!未定义书签。3234宏错误!未定义书签。33341宏的命名……错误!未定义书签。34342宏的生成错误!未定义书签。35343宏车文件.错误!未定义书签。36344宏和宏库文件的运行操作,,…错误!未定义书签。37345分支误!未定义书签。38346循环…误!未定义书签。38347控制函数一览错误!未定义书签。393.5本章小结…错误!未定义书签。41第4章 ANSYS140建模……错误!未定义书签。424.1自底向上建模.错误!未定义书签。424.1.1模型尺寸及相关参数……错误!未定义书签。4241.2建模过程.错误!未定义书签。434.1.3本节常用命令流错误!未定义书签。454.2自顶向下建模.中:·.中·.中和错误!未定义书签。464.2.1相关参数错误!未定义书签。46W422建模过程着国国看重错误!未定义书签。462.3常用命令流错误!未定义书签。48424布尔运算常用命令错误!未定义书签。4843直接建立有限元模型…….误!未定义书签。504.31节点的生成………错误!未定义书签。504.32单元的生成…………错误!未定义书签。5143.3直接生成有限元模型相关命令错误!未定义书签。5244快速建模命令.错误!未定义书签44.1复制命令……错误!未定义书签。53442镜像命令…错误!未定义书签。53443对象选择与删除错误!未定义签。5445CAD几何模型导入+++++++++++++++++++错误!未定义书签。54.6本章小结.…错误!未定义书签。56目录第5章 ANSYS14.0网格划分错误!未定义书签。5851网格划分介绍…误!未定义书签。58511单元属性介绍…错误!未定义书签。5851.2为实体模型指定属性错误!未定义书签513 ANSYS网格划分方法中中···中···中中错误!未定义书签。5952单元属性设置……:误!未定义书签。59521单元类型(TYPE)误!未定义书签。59522实常数(REAL)错误!未定义书签52.3材料特性(MAT)-错误!未定义书签。61524截面特性设置( SECTTON错误!未定义书签。61525单元属性常用命令误!未定义书签。625.3网格控制错误!未定义书签。635.3.1智能网格划分串国里错误!未定义书签。63532全局单元尺寸掉制错误!未定义书签。64533默认单元尺寸控制.……误!未定义书签。65534关键点尺寸掉制”中错误!未定义书签。65线尺寸控制5.3.5错误!未定义书签。66536面尺寸控制……………………错误!未定义书签。67537网格控制命令.…错误!未定义书签。6754网格划分举例.…误!未定义书签。7054.1导入几何模型错误!未定义书签。70542定义单元属性+--++….错误!未定义书签。70W543网格的控制错误!未定义书签。70544进行 Smart mesh误!未定义书签。71545网格的清除错误!未定义书签。72546网格的局部细化错误!未定义书答55呋射网格划分( Mapped)…错误!未定义书签。74551面映射网格划分….错误!未定义书答。74552体映射网格划分错误!未定义书签56扫掠网格划分(Swep)..错误!未定义书签。765.6.1体扫掠...:错误!未定义书签。7656,2体扫掠基本步骤与条件.…错误!未定义书签。765.7拉伸网格……误!未定义书签。7858本章小结错误!未定义书签。80第6章加载及求解……aa“aa‘aaa. aaaaaaaaaaaa;;aa;aaa.aa.{误!未定义书签。8161荷载与加载方式和类··中中·“+中+*“·+·+“++++“+·++··+中··+·++·+中+··中++··++错误!未定义书签。81ANSYS14.0土木工程有限元分析从入门到精通6.1.1荷载种类……错误!未定义书签。816.1.2荷载步和子步错误!未定义书签。826.13加载方式类型及特点……错误!未定义书签。8262施加约束错误!未定义书签。83621在关键点(或节点)上加载位移约束……错误!未定义书签。83622在线(或面)上加载位移约束错误!未定义书答。846.23耦合约束…错误!未定义书签。85624施加约東常用命令……………误!未定义书签。8563施加外荷载….…早···”········→···中·““·+··“·中······”+·+·····中错误!未定义书签。866.31集中荷载,.错误!未定义书签。86632分布荷载…错误!未定义书签633施加体积荷线…错误!未定义书签。88634施加惯性力荷载…….…错误!未定义书签。91635轴对称荷载错误!未定义书签。916.36耦合荷载错误!未定义书签。92637预应力荷载错误!未定义书签638由表型数组定义荷载….错误!未定义书签。926.39荷载显示与控訇错误!未定义书签。9663.10施加荷载常用命令…错误!未定义书签。9664求解过程控制…误!未定义书签。97641分析类型设置…误!未定义书签。98642分析基本选项设置……误!未定义书签。986.5荷载步设置与求解操作….…错误!未定义书签651荷载步文件的建立法.....错误!未定义书签。99652荷载步文件法求解中中中中中.错误!未定义书签。1006.53荷载步文件的登看、修改或删除….错误!未定义书签。10066本章小结….误!未定义书签。100第7章后处理.错误!未定义书签。1017.1般(通用)后处里…误!木定义书签。1017.11读入结果文件错误!未定义书签。1017.1.2分析结果绘图显示……….错误!未定义书签。103713分析结果列表显示错误!未定义书签。11l7.14结果运算处理.错误!未定义签。1157.1.5荷载工况…….1.错误!未定义书签。1187.2时间历程后处理,,,:,面,…误!未定义书签。121721时间历程后处理窗口介绍.…错误!未定义书签。121722定义变量……错误!未定义书签。123目录7.23变量运算…误!未定义书签。126724变量与数组误!未定义书签。1277.2.5变量显示,误!未定义书签。1287.3本章小结错误!未定义书签。130第8章土木工程中常用单元1581单元类型简介8.1.1常用单元分类.……158.1.2单元的选择8.2杆单元(LⅠN180)…看着着国16821LINK180单元描述,822LINK180单儿输入823输出数据824IINK180的假定和限制188.3梁单元(BEAM188):::::83.1BAM188单元描述8832BEAM188单元输入19833单元输出*“2084管单元(PIPF16)20841PIPE16单元描述2084.2PIPF16输入摘要2843单元输出…238.5。实体单元( SOLID)8.51SOLm65单儿描述24852SOLD65输入数据248.53SOLD65应力输出项.26854 SOLID185单元描述..27855 SOLIDI85输入数据…28856 SOLID185应力输出项……………,,.2986平面单元( PLANE182)130861 PLAND182单元说明…862 PLANE182单元输入.30863单元应力输出项8.7板壳单元( SHELL181)8.71 SHELLI81单元说明872 SHELL181单元输入-·=·=·····=·*…············288弹簧阻尼器单元( COMBIN14)…32881单元说明32ANSYS14.0土木工程有限元分析从入门到精通882 COMBIN14单元输入883 COMBIN14输出884 COMBIN14假设与限制89网格划分单元(MESH200)34891单元描述348.9.2单元输入………358.10接触单元及日标单元…358.10.1常用接触单元组358.10.2 CONTA173单元..1358.10.3 TARGE17038811木章小结38第9章单元生死.错误!未定义书签。15691单元生死原理错误!未定义书签。15691.1单元生死原理unnunuaenandBnB.ua.nBnanEnBnDUnBBnnaD错误!未定义书签。1569.1.2单元生死应用范围……错误!末定义书签。15792单元生死使用过程…错误!未定义书签。15892.1建模错误!未定义书签。158922加载并求解…错误!未定义书签。158923使用生死单元功能要注意的地方….错误!未定义书签。161924单元生死应用实例错误!未定义书签。1629.3本章小结…中中非中错误!未定义书签。170第三篇应用实例篇第10章简单排架结构实例分析..错号误!未定义书签。17310.1三角形屋架受力分析…误!木定义书签。17310.1.1问题描述.…错误!未定义书签。17310.1.2前处理…错误!未定义书签。17410.1.3加载及求解……错误!未定义书签。17710.14后处理错误!未定义书签。17810.2钢结构排架平面外失稳模拟-…….….错误!未定义书签。18110.21问题描述中·=··=…误!未定义|签。18110.2.2前处理.错误!未定义书签。18210.23求解及分析.…错误!未定义书签。1861024后处理及结果分析错误!未定义书签。18810.3钢结构排架受力分析………误!未定义书签。1901031问题简述: .BB..B..s.B.a.m.aaa:和错误!未定义书签。190v