前言

ANSYS由世界上最大的有限元分析软件公司之一——美国ANSYS开发,它能与多数计算机辅助设计(CAD,Computer Aided Design)软件接口,实现数据的共享和交换,如Pro/Engineer、NASTRAN、AutoCAD等,是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。

ANSYS具有强大的功能,主要包括三个部分:前处理模块、分析计算模块和后处理模块。在整个分析过程中,集成了建模、划分网格、求解和结果查看的整个过程。

最新版本的工程仿真软件ANSYS 13.0引入新的工具和技术,帮助用户更高效地完成工作,有效推动基于仿真的设计进入更广泛的应用领域。它节约时间,提高效率,为工作提供强有力的竞争优势。

本书是结合作者多年工作经验编写的,在编写过程中,突出了以下特点:

(1)直观性。全书以图解实例的形式介绍ANSYS的GUI操作,所有的操作流程尽可能集中在图片上,直观易懂,使读者能够更容易地获得知识。

(2)先进性。以最新的ANSYS 13.0为蓝本进行讲解,并参阅了国内外大量的成功教材,一切从满足中国用户的需求出发。

(3)实用性。全书采用基础知识和实例操作相结合的方法,互相补充,同时在内容关键处给予了有益的提示,使读者在学完本书后能够快速地将知识应用于自己的工作。

(4)循序渐进。全书采用由简到繁、循序渐进的方法,结合实例,一步一步地提高用户的软件操作水平,而且做到重要知识点均有实例示范,并适当回顾复习,使读者在学习繁杂的ANSYS时不至于手足无措。

(5)多媒体示范。本书的配套光盘中提供了所有实例的视频操作,可以在观看录像时增强对知识点的理解。

本书分为8章

第1章 ANSYS概述。首先介绍ANSYS的发展历史及ANSYS 13.0的主要特点,然后介绍ANSYS的安装方法和它对系统的配置要求,ANSYS的基本架构和工作界面等,向读者推荐一些ANSYS的使用习惯和学习方法。最后通过一个入门引例,使读者初步了解用ANSYS进行电磁耦合分析的步骤。

第2章 结构场分析。介绍ANSYS结构场分析的典型步骤,同时让读者初步了解ANSYS有限元分析的通用步骤和方法。首先讲解如何建立有限元模型,划分网格的基本方法,然后加载负载,使用ANSYS仿真结果,最后介绍分析报告的基本写法。通过本章学习,读者可以熟悉有限元分析的通用步骤,一些常用的命令和菜单操作,为以后学习复杂的电磁耦合分析打下良好的基础。

第3章 建立电磁场有限元模型。首先介绍ANSYS中的坐标系,然后进一步介绍节点和单元操作,以降低有限元模型建立的工作量,最后介绍如何给磁场和电场施加负载,求解后如何查看分析结果。本章通过大量实例使读者初步对使用ANSYS分析电磁场有所了解。

第4章 电磁场实体建模。本章介绍实体建模的方法,使读者学会使用ANSYS建立点、线、面、体等,然后介绍一些布尔操作,方便模型建立,并配有实例。

第5章 网格化有限元模型的建立。本章介绍网格化有限元模型的建立方法,并配有实例,使读者学会如何设定网格大小、形状等属性,掌握划分网格的方法。

第6章 求解和结果查看。本章介绍ANSYS求解方法和结果查看方法。ANSYS程序有多种解方程的方法:直接解法、稀疏矩阵直接解法、雅可比共轭梯度法(JCG),不完全分解共轭梯度法(ICCG)、预条件共轭梯度法(PCG)、自动迭代法(ITER)及分解块法(DDS)等。求解之后,想要查看结果,ANSYS后处理器可以完成此功能。这一步可能是整个分析过程中最重要的一步,因为用户想要知道施加的负载怎样影响到自己的设计,自己划分的网格好用与否等。

第7章 耦合场分析。耦合场分析是多种工程领域的综合分析,可以解决全局的工程问题,所以用户经常需要使用耦合场分析。当一个场分析的输入决定于另一个场分析的数据时,此分析就是耦合的。

第8章 综合工程实例。本章应用所学知识,给出五个综合工程实例。

本书主要由谢龙汉、耿煜、邱婉完成,参加本书编写和光盘开发的还有林伟、魏艳光、林木议、王悦阳、林伟洁、林树财、郑晓、吴苗、李翔、莫衍、朱小远、唐培培、尚涛、邓奕、张桂东、鲁力、刘文超、刘新东等,同时也非常感谢拓技工作室其他成员的帮助和支持。

由于时间仓促,书中难免有疏漏之处,请读者谅解。读者可通过电子邮件reader.toptech@ gmail.com 或者 mr.gengyu@gmail.com 与我们交流。

编著者