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第1章 有限元方法简介1

1.1 有限元方法的发展历史1

1.2 有限元方法的主要特点2

1.3 有限元方法的基本思路3

1.4 有限元方法求解问题的步骤4

1.5 有限元的常用术语4

1.6 有限元方法的应用及其发展趋势5

第2章 ANSYS简介8

2.1 概述8

2.1.1 发展过程8

2.1.2 使用环境9

2.1.3 软件功能9

2.2 ANSYS 14.5安装与启动13

2.2.1 系统要求13

2.2.2 设置运行参数13

2.2.3 启动与退出15

2.3 ANSYS 14.5软件界面16

2.4 ANSYS 14.5文件系统18

2.4.1 文件类型18

2.4.2 文件管理18

2.5 ANSYS简单实例分析21

2.5.1 GUI操作方式求解21

2.5.2 命令流操作方式求解24

2.5.3 GUI操作与命令流的比较25

第3章 ANSYS图形用户界面26

3.1 图形用户界面组成26

3.2 启动图形用户界面27

3.3 对话框及其组件27

3.3.1 文本框28

3.3.2 单选列表框28

3.3.3 双列选择列表框28

3.3.4 标签29

3.3.5 选取框30

3.4 通用菜单30

3.4.1 文件菜单30

3.4.2 选取菜单32

3.4.3 列表菜单34

3.4.4 绘图菜单37

3.4.5 绘图控制菜单38

3.4.6 工作平面菜单44

3.4.7 参量菜单45

3.4.8 宏菜单47

3.4.9 菜单控制菜单48

3.4.10 帮助菜单48

3.5 输入窗口50

3.6 主菜单50

3.6.1 优选项51

3.6.2 预处理器52

3.6.3 求解器55

3.6.4 通用后处理器58

3.6.5 时间历程后处理器61

3.6.6 概率设计和辐射选项62

3.6.7 记录编辑器62

3.7 输出窗口62

3.8 工具条63

3.9 图形窗口63

3.9.1 图形显示64

3.9.2 多窗口绘制64

3.9.3 增强图形显示67

3.10 个性化界面67

第4章 建立实体模型69

4.1 实体模型概述69

4.2 自底向上建模70

4.2.1 定义关键点70

4.2.2 选择、查看和删除关键点73

4.2.3 定义线74

4.2.4 选择、查看和删除线77

4.2.5 定义面77

4.2.6 选择、查看和删除面79

4.2.7 定义体80

4.2.8 选择、查看和删除体81

4.3 自顶向下建模81

4.3.1 建立矩形面原始对象81

4.3.2 建立圆或环形面原始对象82

4.3.3 建立正多边形面原始对象84

4.3.4 建立长方体原始对象85

4.3.5 建立柱体原始对象86

4.3.6 建立多棱柱原始对象88

4.3.7 建立球体或部分球体原始对象89

4.3.8 建立锥体或圆台原始对象90

4.3.9 建立环体或部分环体原始对象90

4.4 编辑图元91

4.4.1 移动图元91

4.4.2 复制图元92

4.4.3 镜像图元93

4.4.4 缩放图元94

4.4.5 将图元转换坐标系95

4.5 运用组件和部件95

4.5.1 组件和部件的操作95

4.5.2 通过组件和部件选择实体97

第5章 ANSYS在桥梁结构工程中的应用98

5.1 概述98

5.2 典型桥梁模拟过程98

5.2.1 创建物理环境98

5.2.2 建模、指定特性、网格划分103

5.2.3 施加边界条件和荷载104

5.2.4 求解105

5.2.5 后处理110

5.3 连续刚构桥的受力分析112

5.3.1 相关概念112

5.3.2 问题的描述113

5.3.3 建模114

5.3.4 加载及求解123

5.3.5 结果分析124

5.4 斜拉桥的受力分析126

5.4.1 相关概念126

5.4.2 问题的描述127

5.4.3 建模128

5.4.4 加载及求解147

5.4.5 结果分析152

5.5 悬索桥的受力分析153

5.5.1 相关概念153

5.5.2 问题的描述154

5.5.3 建模前关键问题的处理155

5.5.4 建模159

5.5.5 加载及求解167

5.5.6 结果分析168

第6章 ANSYS在隧道及地下结构工程中的应用178

6.1 隧道及地下结构工程相关概念178

6.1.1 隧道及地下结构工程设计模型178

6.1.2 隧道及地下结构的数值计算方法178

6.1.3 隧道荷载179

6.2 隧道及地下结构施工过程的ANSYS模拟179

6.2.1 单元生死179

6.2.2 DP材料模型184

6.2.3 初始地应力的模拟185

6.2.4 开挖与支护及连续施工的实现185

6.3 地铁明挖隧道结构力学分析186

6.3.1 明挖法简述186

6.3.2 问题的描述186

6.3.3 建模186

6.3.4 加载及求解189

6.3.5 结果分析189

6.3.6 命令流的实现192

6.4 暗挖法隧道开挖有限元模拟196

6.4.1 相关概念196

6.4.2 问题描述196

6.4.3 建模197

6.4.4 加载及求解202

6.4.5 结果分析205

6.4.6 命令流的实现206

6.5 双连拱隧道开挖有限元模拟210

6.5.1 相关概念210

6.5.2 问题的描述211

6.5.3 建模212

6.5.4 加载及求解223

6.5.5 结果分析226

第7章 ANSYS在边坡工程中的应用235

7.1 边坡工程235

7.1.1 概述235

7.1.2 边坡变形破坏基本原理235

7.1.3 边坡稳定性的分析方法236

7.2 边坡稳定性分析步骤238

7.2.1 创建物理环境238

7.2.2 建立模型和划分网格240

7.2.3 施加约束和荷载240

7.2.4 求解240

7.2.5 后处理240

7.3 ANSYS边坡稳定性实例分析241

7.3.1 实例描述241

7.3.2 GUI操作方法241

7.3.3 命令流实现259

第8章 ANSYS在建筑工程中的应用267

8.1 概述267

8.2 钢筋混凝土结构设计分析267

8.2.1 钢筋混凝土梁结构267

8.2.2 钢筋混凝土板结构281

8.3 大跨度网架结构受力分析290

8.3.1 三维网架设计290

8.3.2 空间单层网壳结构300

8.4 高层框架房屋结构受力分析311

8.4.1 问题描述311

8.4.2 建立模型314

8.4.3 加载及求解320

8.4.4 结果分析323

第9章 ANSYS在水利工程中的应用325

9.1 概述325

9.2 重力坝三维仿真分析326

9.2.1 相关概念326

9.2.2 问题的描述327

9.2.3 建模328

9.2.4 加载及求解334

9.2.5 结果分析340

参考文献345