基於ANSYS的機械結構有限元分析實訓教程

第1章 有限單元法簡介
1．1 有限單元法的發展歷史
1．2 有限單元法的特點
1．3 有限單元法的部分基本概念
1．3．1 形函數
1．3．2 單元剛度矩陣
1．3．3 單元組集原理
1．3．4 邊界條件的引入
1．3．5 位移及單元應力的求解
1．4 有限單元法的求解步驟
1．5 有限元分析軟體

第2章 ANSYS軟體簡介及基本操作
2．1 ANSYS軟體簡介
2．2 ANSYS使用者介面
2．3 ANSYS的組成及其主要功能模組
2．4 ANSYS分析流程
2．5 ANSYS單元類型及參數設置
2．6 ANSYS幾何建模方法
2．6．1 幾何模型導入法
2．6．2 自底向上的建模
2．6．3 自頂向下的建模
2．7 ANSYS網格劃分
2．8 ANSYS載入設置和求解技術
2．8．1 約束及載荷的載入
2．8．2 求解方法的選擇和參數設置
2．9 ANSYS後處理及圖形顯示技術
2．9．1 將資料結果讀入資料庫中
2．9．2 圖形方式顯示結果
2．9．3 清單方式顯示結果
2．9．4 動畫方式顯示結果
2．10 ANSYS參數化程式設計技術
2．10．1 APDL檔生成和運行
2．10．2 基於APDL語言的懸臂板靜力學分析
2．11 ANSYS- WorkBench簡介

第3章 整體葉盤模擬件靜力學及模態分析
3．1 基於Solidworks軟體的整體葉盤三維實體建模
3．2 整體葉盤靜力學分析
3．3 整體葉盤模擬件模態分析
3．4 六面體網格

第4章 齒輪減速器箱體靜力學及模態分析
4．1 齒輪減速器箱體三維實體建模
4．1．1 箱體座建模
4．1．2 箱體蓋建模
4．1．3 箱體裝配模型
4．2 齒輪減速器箱體靜力學分析
4．3 齒輪減速器箱體模態分析

第5章 齒輪結構靜力學及模態分析
5．1 齒輪結構三維實體建模
5．2 齒輪結構靜力學分析
5．3 齒輪結構模態分析

第6章 CVT無級變速器箱體靜力學、模態及諧回應分析
6．1 CVT無級變速器箱體三維實體建模
6．2 CVT無級變速器箱體靜力學分析
6．3 CVT無級變速器箱體模態分析
6．4 CVT無級變速器箱體諧回應分析

第7章 軸類零件靜力學分析與模態分析
7．1 梁單元主軸建模
7．1．1 定義單元類型
7．1．2 定義材料參數
7．1．3 建模及劃分網格
……

第8章 機床床身一立柱系統靜力學及模態分析
第9章 接觸分析
參考文獻

電腦輔助工程（CAE）作為一項跨學科的數值模擬分析技術，已經越來越受到科技界和工程界的重視。許多大型的CAE分析軟體，尤其是ANSYS公司研製的大型通用有限元分析軟體已經非常成熟，不僅在科學研究中普遍採用，而且在工程上應用得也十分廣泛。電腦輔助技術已經成為高等院校本科、研究生教學體系中不可缺少的一環，是高校畢業生應當具備的基本能力之一。本書兼顧基本的有限元分析理論與方法，結合作者多年的科研經歷，從實際應用出發，對操作過程和步驟進行講解。

本書主要面向在校大學生與研究生，為其提供學習有限單元法的工具，使其能夠快速掌握有限元相關基礎理論，具備使用有限元軟體分析處理機械工程領域實際問題的能力。本書結合作者多年的科研實踐經歷，以葉盤、齒輪結構、齒輪箱體、CVT無級變速器箱體、電主軸系統及機床床身一立柱系統為研究物件，合理配置了大量示例問題，對相關概念進行了深入淺出的講解，可供相關研究開發人員參考借鑒。

本書第1、6、9章內容由東北大學機械工程與自動化學院劉楊副教授編寫；第7、8章內容由汪博副教授編寫；第4、5章內容由李朝峰副教授編寫；第2、3章內容由孫偉教授編寫。由於本書的作者都是多年講授本科生課程《彈性力學及有限單元法》的授課講師，對有限元分析方法及其理論有著較深入的理解和認知，可以說，對有限元理論與商用有限元分析軟體操作講解兩者的兼顧是本書的獨到之處。

本書為了方便讀者的閱讀，特地將需要按一下的按鈕，輸入數值的文字方塊、勾選的單選框等操作步驟，用圖框在相應步驟的螢幕截圖中標示出來，以方便讀者，特別是初學者在學習時能夠進行圖文對照的學習。

東北大學機械工程與自動化學院的聞邦椿院士對本書提出了許多建設性的意見，在此表示衷心的感謝。東北大學機械工程與自動化學院碩士生孟慶宇、馬亞新、辛喜成、明帥帥、薛曾元、趙宇來、趙思瑤、韓繼遠、奚方權、於雙赫、鄢欣欣、李津濤在本書的編寫過程中對各個例題進行了校審和修改。感謝機械工業出版社對本書的出版所做的重要貢獻。

在此，作者向所有關心本書出版的領導、老師、親人和朋友致以誠摯的謝意。

由於作者水準有限，所寫的教程難免會出現不少的錯誤，敬請讀者提出批評。