ANSYS 14.0理論解析與工程應(yīng)用實例

出版說明
前言
 
第1章  有限元方法與ANSYS 1
1.1  有限元方法的基本原理 1
1.2  ANSYS 14.0的新功能 1
1.2.1  接觸分析的改進(jìn) 2
1.2.2  單元和非線性計算 2
1.2.3  線性動力學(xué) 3
1.2.4  材料模型與斷裂力學(xué) 3
1.3  ANSYS分析范例 4
1.3.1  范例問題描述 4
1.3.2  命令流 4
第2章  單元 6
2.1  單元插值和形函數(shù) 6
2.2  單元的形狀檢查 6
2.2.1  概述 6
2.2.2  長寬比檢查 7
2.2.3  偏差角檢查 8
2.2.4  平行偏差檢查 8
2.2.5  最大頂角檢查 9
2.2.6  雅可比比率檢查 10
2.2.7  翹曲系數(shù)檢查 12
2.3  常用單元簡介 14
2.3.1  結(jié)構(gòu)質(zhì)量單元 14
2.3.2  結(jié)構(gòu)桿單元 15
2.3.3  結(jié)構(gòu)實體單元 17
2.3.4  結(jié)構(gòu)殼體單元 24
2.3.5  熱質(zhì)量單元 27
2.3.6  熱桿單元 28
2.3.7  熱實體單元 31
2.3.8  熱殼體單元 36
2.3.9  梁單元 37
2.3.10  彈簧單元 40
2.4  單元的選擇流程 45
2.4.1  設(shè)置單元篩選菜單 45
2.4.2  根據(jù)模型的幾何形狀選擇 46
2.4.3  根據(jù)模型的維數(shù)選擇 47
2.4.4  選擇單元的階數(shù) 47
第3章  模型的建立 48
3.1  坐標(biāo)系 48
3.1.1  坐標(biāo)系簡介 48
3.1.2  坐標(biāo)系定義 48
3.1.3  坐標(biāo)系的激活 51
3.2  自下向上建模 51
3.2.1  關(guān)鍵點 51
3.2.2  線 52
3.2.3  面 53
3.2.4  體 53
3.3  自上向下建模 54
3.3.1  定義面 54
3.3.2  定義體 55
3.4  建立有限元模型 56
3.4.1  節(jié)點 56
3.4.2  單元 57
3.5  導(dǎo)入CAD模型 59
3.6  參數(shù)化建模 60
3.6.1  參數(shù)化建模概念 60
3.6.2  使用參數(shù) 60
3.6.3  APDL中控制程序 64
3.7  布爾運算 66
3.7.1  交運算 66
3.7.2  加運算 67
3.7.3  減運算 68
3.7.4  分割運算 69
3.7.5  搭接運算 69
3.7.6  互分運算 70
3.7.7  粘接運算 71
第4章  網(wǎng)格劃分 72
4.1  網(wǎng)格劃分的指導(dǎo)思想 72
4.2  網(wǎng)格劃分工具 72
4.3  網(wǎng)格劃分尺寸控制 74
4.3.1  智能網(wǎng)格尺寸控制 74
4.3.2  人工網(wǎng)格尺寸控制 76
4.3.3  裂紋尖端網(wǎng)格尺寸控制 79
4.4  網(wǎng)格劃分器 79
4.4.1  三角形表面網(wǎng)格劃分 80
4.4.2  四邊形表面網(wǎng)格劃分 80
4.4.3  四面體單元網(wǎng)格劃分功能 81
4.4.4  控制四面體單元的改進(jìn) 81
4.5  網(wǎng)格劃分流程 81
4.5.1  設(shè)置單元屬性 81
4.5.2  設(shè)置單元尺寸 82
4.5.3  選擇網(wǎng)格劃分方法 82
4.5.4  檢查網(wǎng)格 84
4.5.5  修改網(wǎng)格 85
第5章  加載 86
5.1  載荷的概念 86
5.2  載荷步、子步和平衡迭代 87
5.3  跟蹤中時間的作用 87
5.4  階躍與斜坡載荷 88
5.5  定義載荷 88
5.5.1  自由度約束 89
5.5.2  對稱與反對稱約束 89
5.5.3  施加力載荷 91
5.5.4  施加表面載荷 91
5.5.5  施加體積載荷 93
5.5.6  施加慣性載荷 95
5.5.7  施加軸對稱載荷和反作用力 96
5.5.8  施加表格型載荷 97
5.5.9  施加函數(shù)型載荷 98
5.6  設(shè)置載荷步選項 100
5.6.1  通用選項 100
5.6.2  動力學(xué)分析選項 102
5.6.3  非線性選項 103
5.6.4  輸出控制 103
5.7  創(chuàng)建多載荷步文件 104
第6章  求解 105
6.1  選擇求解器 105
6.2  求解器的類型 105
6.2.1  稀疏矩陣直接解法求解器 105
6.2.2  預(yù)條件共軛梯度法求解器 106
6.2.3  雅可比共軛梯度法求解器 106
6.2.4  不完全喬里斯基共軛梯度法
      求解器 106
6.2.5  二次最小殘差求解器 107
6.3  在某些類型結(jié)構(gòu)分析使用特殊
求解控制 107
6.3.1  使用簡化求解菜單 107
6.3.2  使用“求解控制”對話框 107
6.4  獲得解答 109
6.5  求解多載荷步 109
6.5.1  使用多步求解法 109
6.5.2  使用載荷步文件法 109
第7章  后處理 111
7.1  后處理功能概述 111
7.1.1  ANSYS的后處理類型 111
7.1.2  結(jié)果文件 111
7.1.3  后處理可用的數(shù)據(jù)類型 111
7.2  通用后處理器 112
7.2.1  數(shù)據(jù)文件選項 112
7.2.2  查看結(jié)果總匯 113
7.2.3  讀入結(jié)果 113
7.2.4  圖形顯示結(jié)果 115
7.2.5  列表顯示結(jié)果 118
7.2.6  查詢結(jié)果 119
7.2.7  輸出選項 120
7.2.8  單元表 122
7.2.9  路徑查看 126
7.2.10  載荷工況 128
7.3  時間-歷程后處理器 130
7.3.1  時間-歷程變量觀察器 130
7.3.2  進(jìn)入時間-歷程后處理器 132
7.3.3  定義變量 132
7.3.4  處理變量并進(jìn)行計算 133
7.3.5  變量的評價 134
7.3.6  POST26的其他功能 135
第8章  線彈性靜力學(xué)分析 137
8.1  靜力學(xué)分析概述 137
8.2  線彈性靜力學(xué)分析基本理論 137
8.2.1  結(jié)構(gòu)矩陣的導(dǎo)出 137
8.2.2  線彈性靜力學(xué)求解原理 139
8.3  線彈性靜力學(xué)分析步驟 142
8.3.1  建立有限元模型 142
8.3.2  激活靜力學(xué)分析 142
8.3.3  設(shè)置“求解控制”對話框 142
8.3.4  施加載荷 143
8.3.5  求解 144
8.3.6  觀察結(jié)果 145
8.4  線彈性靜力學(xué)工程實例 145
第9章  梁結(jié)構(gòu)分析 148
9.1  概述 148
9.2  梁橫截面概述 148
9.3  理解創(chuàng)建梁橫截面 149
9.3.1  定義梁橫截面并關(guān)聯(lián)
截面ID號 149
9.3.2  定義梁橫截面幾何尺寸并設(shè)置
截面屬性點 149
9.3.3  使用BEAM188 或BEAM189單元
模擬線模型 150
9.4  創(chuàng)建梁橫截面 150
9.4.1  使用梁工具去創(chuàng)建普通橫截面 151
9.4.2  使用用戶定義網(wǎng)格建立自定義
橫截面 155
9.4.3  創(chuàng)建具有網(wǎng)格加密和多種材料特性的
自定義截面 156
9.4.4  定義復(fù)合截面 156
9.4.5  定義漸變式梁 157
9.5  管理橫截面和用戶網(wǎng)格庫 157
9.6  梁結(jié)構(gòu)分析工程實例 158
第10章  殼結(jié)構(gòu)分析 160
10.1  概述 160
10.2  理解殼體橫截面 160
10.3  創(chuàng)建殼體橫截面 160
10.3.1  定義殼體橫截面并關(guān)聯(lián)一個截面
ID號 161
10.3.2  定義層數(shù)據(jù) 161
10.3.3  覆蓋程序計算的截面屬性 161
10.3.4  指定可變厚度的殼體 161
10.3.5  設(shè)置截面屬性點 161
10.3.6  把面與截面相關(guān)聯(lián) 162
10.3.7  殼截面工具 162
10.4  如何定義變截面殼體 164
10.5  殼體結(jié)構(gòu)分析工程實例 164
第11章  非線性分析 167
11.1  非線性分析種類 167
11.1.1  幾何非線性 167
11.1.2  材料非線性 167
11.1.3  狀態(tài)非線性 167
11.2  幾何非線性 168
11.2.1  幾何非線性的類型 168
11.2.2  幾何非線性基本理論 168
11.2.3  幾何非線性分析中的應(yīng)變種類 170
11.2.4  幾何非線性的輸入與輸出 171
11.3  材料非線性 172
11.3.1  材料非線性的概念 172
11.3.2  彈塑性理論基礎(chǔ) 173
11.3.3  常用的彈塑性模型定義方法 178
11.3.4  粘塑性理論基礎(chǔ) 184
11.3.5  粘塑性材料模型的定義方法 186
11.3.6  蠕變理論基礎(chǔ) 186
11.3.7  蠕變模型的實驗數(shù)據(jù)擬合方法 190
11.3.8  超彈材料理論基礎(chǔ) 193
11.3.9  超彈材料實驗數(shù)據(jù)擬合 198
11.4  求解非線性方程 201
11.4.1  非線性方程求解方法 201
11.4.2  非線性收斂準(zhǔn)則 203
11.4.3  預(yù)測器 205
11.4.4  自適應(yīng)下降 206
11.4.5  線性搜索 206
11.4.6  弧長法 207
11.5  非線性靜態(tài)分析步驟 210
11.5.1  建立有限元模型 210
11.5.2  激活靜力學(xué)分析 210
11.5.3  設(shè)置“求解控制”對話框 210
11.5.4  設(shè)置分析選項 217
11.5.5  定義載荷 219
11.5.6  設(shè)置載荷步選項 219
11.5.7  求解 220
11.5.8  后處理 220
11.6  非線性分析工程實例 220
11.6.1  懸臂板的大變形分析 220
11.6.2  釣魚竿的非線性分析 222
11.6.3  壓力容器的彈塑性分析 225
11.6.4  循環(huán)載荷作用的力學(xué)響應(yīng)分析 226
11.6.5  螺栓的應(yīng)力松弛分析 230
第12章  屈曲分析 232
12.1  屈曲分析的類型 232
12.1.1  非線性屈曲分析 232
12.1.2  特征值屈曲分析 233
12.2  非線性屈曲分析 233
12.2.1  施加載荷增量 233
12.2.2  自動時間步長功能 233
12.2.3  不收斂解 234
12.2.4  施加初始缺陷或擾動 234
12.2.5  注意事項 235
12.3  后屈曲分析 235
12.4  特征值（線性）屈曲分析
步驟 236
12.4.1  基本理論 236
12.4.2  特征值屈曲分析的步驟 237
12.5  屈曲分析工程實例 240
12.5.1  超長桿的特征值屈曲分析 240
12.5.2  薄壁圓筒的特征值屈曲分析 241
12.5.3  鉸接薄殼的后屈曲分析 242
第13章  接觸分析 245
13.1  概述 245
13.2  接觸問題分類 245
13.2.1  面-面接觸單元 246
13.2.2  點-面接觸單元 246
13.2.3  三維線-線接觸 246
13.2.4  線-面接觸 246
13.2.5  點-點接觸單元 247
13.3  面-面接觸分析 247
13.3.1  面-面接觸單元簡介 247
13.3.2  建立幾何模型并劃分網(wǎng)格 247
13.3.3  識別接觸對 247
13.3.4  指定接觸面和目標(biāo)面 248
13.3.5  定義目標(biāo)面 249
13.3.6  定義柔體的接觸面 253
13.3.7  接觸和目標(biāo)面的幾何修正 255
13.3.8  設(shè)置實常數(shù)和單元關(guān)鍵字選項 257
13.3.9  控制剛性目標(biāo)面的運動（剛體-
柔體接觸） 276
13.3.10  為變形體時間必要的
邊界條件 278
13.3.11  定義求解和載荷步選項 278
13.3.12  求解 278
13.3.13  觀察結(jié)果 278
13.4  熱接觸模擬 279
13.4.1  熱接觸行為與接觸狀態(tài) 279
13.4.2  自由熱表面 280
13.4.3  目標(biāo)面上的溫度 280
13.4.4  模擬熱傳導(dǎo) 280
13.4.5  模擬對流 281
13.4.6  模擬輻射 281
13.4.7  模擬摩擦生熱 282
13.4.8  模擬外部熱通量 282
13.5  接觸分析工程實例 283
13.5.1  過盈裝配分析 283
13.5.2  滾壓成型分析 285
13.5.3  橡膠圓筒的大變形接觸分析 289
13.5.4  平面拉彎成型分析 291
13.5.5  圓柱滾子軸承的接觸分析 294
13.5.6  球體與平面的接觸分析 297
13.5.7  橡膠密封圈分析 299
13.5.8  螺栓連接有限元分析 301
第14章  裝配體分析 306
14.1  概述 306
14.2  實體-實體和殼體-殼體的
裝配體 307
14.3  殼體-實體的裝配體 308
14.4  基于面的約束 310
14.4.1  定義基于面的約束 311
14.4.2  定義影響范圍（PINB） 312
14.4.3  基于面約束的自由度 312
14.4.4  指定一個局部坐標(biāo)系 312
14.4.5  分布力約束的幾點說明 313
14.4.6  剛性面約束的幾點說明 314
14.4.7  模擬梁-實體的裝配體 314
14.5  模擬剛體 314
14.6  發(fā)現(xiàn)過度約束并消除 315
14.7  使用內(nèi)部MPC的限制和注意
事項 315
14.8  裝配體分析工程實例 316
14.8.1  軸-支撐結(jié)構(gòu)裝配體分析 316
14.8.2  殼體-實體裝配體分析 317
第15章  阻尼分析 320
15.1  ANSYS支持的阻尼類型 320
15.2  瞬態(tài)分析和模態(tài)分析支持的
阻尼類型 320
15.2.1  基本理論 320
15.2.2  輸入方法 321
15.3  諧響應(yīng)分析支持的阻尼類型 321
15.3.1  基本理論 321
15.3.2  輸入方法 322
15.4  模態(tài)疊加法支持的阻尼類型 324
15.4.1  基本理論 324
15.4.2  輸入方法 325
15.5  瑞雷阻尼 326
第16章  模態(tài)分析 327
16.1  模態(tài)分析的概念 327
16.2  模態(tài)分析基本理論 327
16.2.1  無阻尼模態(tài)分析理論 327
16.2.2  有阻尼模態(tài)分析理論 328
16.2.3  重復(fù)的固有頻率 328
16.2.4  復(fù)數(shù)特征解 328
16.3  模態(tài)計算方法 329
16.3.1  分塊Lanczos法 329
16.3.2  子空間法 329
16.3.3  PowerDynamics法 329
16.3.4  縮減法 330
16.3.5  非對稱法 330
16.3.6  阻尼法 330
16.3.7  QR阻尼法 330
16.4  模態(tài)分析基本流程 330
16.4.1  建立有限元模型 330
16.4.2  劃分網(wǎng)格 331
16.4.3  激活模態(tài)求解 331
16.4.4  設(shè)置模態(tài)分析選項 331
16.4.5  定義載荷 334
16.4.6  設(shè)置載荷步選項 334
16.4.7  求解 334
16.4.8  觀察結(jié)果 334
16.5  縮減法模態(tài)分析 336
16.5.1  程序選擇主自由度 336
16.5.2  用戶選擇主自由度 336
16.5.3  選擇主自由度的總體建議 337
16.6  預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析 337
16.7  大變形預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析 338
16.8  模態(tài)分析工程實例 338
16.8.1  齒輪裝配體模態(tài)分析 338
16.8.2  多材料的復(fù)模態(tài)分析 343
16.8.3  旋轉(zhuǎn)葉片的預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析 345
第17章  瞬態(tài)動力學(xué)分析 349
17.1  瞬態(tài)動力學(xué)分析的概念 349
17.2  瞬態(tài)動力學(xué)的理論基礎(chǔ) 349
17.2.1  假設(shè)和限制 349
17.2.2  求解瞬態(tài)動力學(xué)方程的基本
方法 349
17.2.3  積分時間步長選取準(zhǔn)則 353
17.2.4  自動時間步長 355
17.3  完全法瞬態(tài)動力學(xué)分析步驟 355
17.3.1  建立有限元模型 355
17.3.2  激活完全法求解瞬態(tài)動力學(xué) 356
17.3.3  設(shè)置初始條件 356
17.3.4  設(shè)置“求解控制”對話框 358
17.3.5  設(shè)置分析選項 360
17.3.6  施加載荷 361
17.3.7  設(shè)置載荷步選項 361
17.3.8  求解 361
17.3.9  觀察結(jié)果 361
17.4  縮減法瞬態(tài)動力學(xué)分析
步驟 362
17.4.1  建立有限元模型 362
17.4.2  激活縮減法求解瞬態(tài)動力學(xué) 362
17.4.3  設(shè)置分析選項 363
17.4.4  定義主自由度 363
17.4.5  定義間隙條件 363
17.4.6  定義初始條件 364
17.4.7  定義載荷 365
17.4.8  定義載荷步 365
17.4.9  求解 368
17.4.10  觀察結(jié)果 368
17.4.11  擴展求解 368
17.4.12  觀察已擴展解的結(jié)果 370
17.5  模態(tài)疊加法瞬態(tài)動力學(xué)分析
步驟 370
17.5.1  建立有限元模型 370
17.5.2  進(jìn)行模態(tài)分析 370
17.5.3  激活模態(tài)疊加法求解瞬態(tài)
動力學(xué) 371
17.5.4  設(shè)置分析選項 371
17.5.5  定義間隙條件 371
17.5.6  定義初始條件 372
17.5.7  定義載荷 372
17.5.8  定義載荷步 372
17.5.9  求解 372
17.5.10  觀察結(jié)果 372
17.5.11  擴展求解 372
17.6  有預(yù)應(yīng)力瞬態(tài)動力學(xué)分析 372
17.6.1  有預(yù)應(yīng)力的完全法瞬態(tài)動力
學(xué)分析 372
17.6.2  有預(yù)應(yīng)力的縮減法瞬態(tài)動力
學(xué)分析 373
17.6.3  有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)疊加法瞬態(tài)動力
學(xué)分析 373
17.7  瞬態(tài)動力學(xué)分析工程實例 373
17.7.1  破碎錘的瞬態(tài)動力學(xué)分析 373
17.7.2  沖擊載荷作用懸臂梁的阻尼振動
分析 377
17.7.3  滑動摩擦接觸分析 379
第18章  諧響應(yīng)分析 383
18.1  諧響應(yīng)分析的概念 383
18.2  諧響應(yīng)分析理論基礎(chǔ) 383
18.3  完全法諧響應(yīng)分析步驟 384
18.3.1  建立有限元模型 384
18.3.2  激活諧響應(yīng)分析 384
18.3.3  設(shè)置諧響應(yīng)分析選項 385
18.3.4  定義載荷 386
18.3.5  定義載荷步 387
18.3.6  求解 388
18.3.7  觀察結(jié)果 388
18.4  縮減法諧響應(yīng)分析 388
18.4.1  建立有限元模型 388
18.4.2  激活諧響應(yīng)分析 388
18.4.3  設(shè)置縮減法求解 388
18.4.4  定義主自由度 389
18.4.5  定義載荷 389
18.4.6  定義載荷步 389
18.4.7  求解 389
18.4.8  觀察縮減法求解的結(jié)果 389
18.4.9  擴展求解 390
18.4.10  觀察已擴展解的結(jié)果 391
18.5  模態(tài)疊加法諧響應(yīng)分析 392
18.5.1  建立有限元模型 392
18.5.2  獲取模態(tài)分析解 392
18.5.3  激活諧響應(yīng)分析 392
18.5.4  設(shè)置模態(tài)疊加法求解 392
18.5.5  定義載荷 393
18.5.6  定義載荷步 393
18.5.7  開始求解 394
18.5.8  擴展模態(tài)疊加解 394
18.5.9  觀察結(jié)果 394
18.6  有預(yù)應(yīng)力的諧響應(yīng)分析 394
18.6.1  有預(yù)應(yīng)力的完全法諧響應(yīng)
分析 394
18.6.2  有預(yù)應(yīng)力的縮減法諧響應(yīng)
分析 394
18.6.3  有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)疊加法諧響應(yīng)
分析 395
18.7  諧響應(yīng)分析工程實例 395
18.7.1  碟片彈簧的諧響應(yīng)分析 395
18.7.2  扭桿的諧響應(yīng)分析 397
18.7.3  楔形梁的諧響應(yīng)分析 399
第19章  譜分析 402
19.1  譜分析的概念 402
19.2  譜分析的種類 402
19.2.1  響應(yīng)譜分析 402
19.2.2  動力設(shè)計分析方法 403
19.2.3  隨機振動分析（功率
譜密度） 403
19.2.4  確定性分析與概率分析 403
19.3  譜分析的基本理論 403
19.3.1  ANSYS的假設(shè)和限制 403
19.3.2  響應(yīng)譜分析的基本原理 403
19.3.3  參與因子和模態(tài)系數(shù) 404
19.3.4  合并模態(tài) 405
19.3.5  隨機振動方法 407
19.4  單點響應(yīng)譜分析步驟 410
19.4.1  建立有限元模型 410
19.4.2  獲得模態(tài)解 410
19.4.3  激活譜分析 410
19.4.4  設(shè)置分析選項 411
19.4.5  定義載荷步選項 411
19.4.6  開始求解 413
19.4.7  退出求解器 413
19.4.8  擴展模態(tài) 414
19.4.9  合并模態(tài) 415
19.4.10  觀察結(jié)果 417
19.5  隨機振動（PSD）分析步驟 417
19.5.1  建立有限元模型 417
19.5.2  獲得模態(tài)解 417
19.5.3  激活譜分析 417
19.5.4  設(shè)置分析選項 417
19.5.5  定義載荷步選項 417
19.5.6  定義載荷 418
19.5.7  計算上述PSD激勵參與因子 419
19.5.8  處理多個PSD激勵 420
19.5.9  設(shè)置輸出控制項 421
19.5.10  開始求解 421
19.5.11  合并模態(tài) 421
19.5.12  觀察結(jié)果 422
19.6  隨機振動分析結(jié)果應(yīng)用 424
19.6.1  隨機振動結(jié)果與失效計算 424
19.6.2  隨機疲勞失效 424
19.7  多點響應(yīng)譜分析 426
19.7.1  建立有限元模型 426
19.7.2  獲得模態(tài)解 426
19.7.3  激活譜分析 426
19.7.4  設(shè)置譜分析類型 426
19.7.5  定義載荷步選項 427
19.7.6  定義載荷 428
19.7.7  計算上述多點響應(yīng)譜激勵參與
因子 428
19.7.8  合并模態(tài) 428
19.7.9  觀察結(jié)果 428
19.8  譜分析工程實例 428
19.8.1  簡支梁的隨機振動分析 428
19.8.2  框架結(jié)構(gòu)的單點響應(yīng)譜分析 430
第20章  熱分析 433
20.1  熱分析的目的 433
20.2  熱分析的基本理論 433
20.2.1  熱分析的有限元控制方程 433
20.2.2  熱分析的求解技術(shù) 436
20.3  穩(wěn)態(tài)熱分析的步驟 437
20.3.1  建立有限元模型 437
20.3.2  激活穩(wěn)態(tài)熱分析 437
20.3.3  設(shè)置分析選項 438
20.3.4  定義載荷 439
20.3.5  定義載荷步選項 441
20.3.6  求解 443
20.3.7  后處理 443
20.4  瞬態(tài)傳熱 444
20.4.1  建立有限元模型 444
20.4.2  激活瞬態(tài)熱分析 444
20.4.3  建立初始條件 445
20.4.4  設(shè)置載荷步選項 446
20.4.5  非線性選項 448
20.4.6  后處理 449
20.4.7  相變問題 449
20.5  熱-結(jié)構(gòu)耦合分析 450
20.5.1  熱應(yīng)力分析的分類 450
20.5.2  間接法進(jìn)行熱應(yīng)力分析的
步驟 451
20.6  熱分析工程實例 451
20.6.1  多材料熱接觸的傳熱分析 451
20.6.2  液-固體相變分析 453
第21章  斷裂力學(xué)分析 456
21.1  斷裂力學(xué)分析基礎(chǔ) 456
21.1.1  裂紋類型 456
21.1.2  斷裂力學(xué)參數(shù) 456
21.2  求解斷裂力學(xué)問題 458
21.2.1  建模裂紋尖端區(qū)域模型 459
21.2.2  計算斷裂參數(shù) 460
21.3  J積分 460
21.3.1  理解域積分法 460
21.3.2  J積分計算過程 462
21.4  能量釋放率 464
21.4.1  使用VCCT計算能量釋放率 464
21.4.2  能量釋放率計算步驟 466
21.5  應(yīng)力強度因子 468
21.5.1  基于相互作用積分法計算應(yīng)力
強度因子 468
21.5.2  使用位移外推法計算應(yīng)力強度
因子 471
21.6  斷裂力學(xué)計算工程實例 472
21.6.1  薄板邊裂紋的應(yīng)力強度因子
計算 472
21.6.2  沖擊載荷作用下的動態(tài)應(yīng)力強度
因子計算 474
21.6.3  三維應(yīng)力強度因子的計算 479
21.6.4  界面裂紋能量釋放率的計算 483
21.6.5  熱應(yīng)力作用下的斷裂力學(xué)
分析 486
第22章  裂紋擴展模擬 489
22.1  基于VCCT的裂紋擴展模擬 489
22.2  VCCT裂紋擴展模擬過程 489
22.2.1  建立預(yù)先定義裂紋路徑的有限元
模型 489
22.2.2  執(zhí)行能量釋放率計算 490
22.2.3  執(zhí)行裂紋擴展計算 490
22.2.4  裂紋擴展集定義 491
22.3  裂紋擴展 491
22.4  斷裂準(zhǔn)則 492
22.4.1  臨界能量釋放率準(zhǔn)則 492
22.4.2  線性斷裂準(zhǔn)則 493
22.4.3  雙線性斷裂準(zhǔn)則 493
22.4.4  B-K斷裂準(zhǔn)則 494
22.4.5  修正B-K斷裂準(zhǔn)則 494
22.4.6  冪率斷裂準(zhǔn)則 495
22.4.7  用戶自定義斷裂準(zhǔn)則 496
22.5  裂紋擴展分析工程實例 498
第23章  轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析 504
23.1  概述 504
23.1.1  通用動力學(xué)方程 504
23.1.2  有限單元法模擬轉(zhuǎn)子動力學(xué)的
優(yōu)點 504
23.2  轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析工具 505
23.2.1  常用的命令 505
23.2.2  常用的單元 505
23.2.3  常用的術(shù)語 505
23.3  建立轉(zhuǎn)子動力學(xué)模型 508
23.3.1  建立模型 508
23.3.2  建立軸承模型 508
23.3.3  建立模型其他部件 511
23.4  施加載荷和約束 512
23.4.1  瞬態(tài)分析時施加旋轉(zhuǎn)力 512
23.4.2  諧響應(yīng)分析時施加旋轉(zhuǎn)力 512
23.5  求解轉(zhuǎn)子動力學(xué)問題 513
23.5.1  添加阻尼 513
23.5.2  指定旋轉(zhuǎn)速度并且考慮陀螺
效應(yīng) 513
23.5.3  求解隨后預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)坎貝爾
分析 513
23.5.4  求解承受同步或不同步力的諧
響應(yīng)問題 514
23.5.5  選擇合適的求解器 514
23.6  轉(zhuǎn)子動力學(xué)的后處理 515
23.6.1  處理復(fù)數(shù)結(jié)果 515
23.6.2  觀察運動軌跡 516
23.6.3  輸出軌跡特性 517
23.6.4  動畫顯示軌跡 517
23.6.5  完成瞬態(tài)分析后觀察軌跡 517
23.6.6  后處理軸承和反力 517
23.6.7  坎貝爾圖 518
23.7  轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析工程實例 521
23.7.1  單盤轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速分析 521
23.7.2  轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡激勵的諧響應(yīng)
分析 522
23.7.3  轉(zhuǎn)子系統(tǒng)啟動時的瞬態(tài)動力學(xué)
分析 526
23.7.4  沖擊載荷作用下的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)響應(yīng)
分析 532