第1章 结构和热力 1

1.1 为什么要学习本书 2

1.2 本书的结构和方向 2

1.2.1 本书的结构 2

1.2.2 本书实例的方向 2

1.2.3 本书的视频文件 3

1.3 结构和机构的区别 3

1.3.1 机构的概念复习 3

1.3.2 结构的概念 4

1.4 热力分析 6

1.5 Pro/MECHANICA 简介 6

1.6 Pro/MECHANICA的界面 7

1.6.1 本书所使用的Pro/MECHANICA版本和安装 7

1.6.2 MECHANICA的操作模式 7

1.6.3 集成模式的界面 8

1.6.4 独立模式的界面 11

1.7 Pro/MECHANICA的分析流程 12

1.8 结构图表的常识 13

1.8.1 MECHANICA的显示类型 13

1.8.2 配合显示类型的分析项目 14

1.8.3 图表的单位 17

1.9 材料力学中的四种强度理论 18

习题 21

第2章 创建准备做分析的模型 23

2.1 建模和单位的设置 24

2.2 简化模型(基本模式) 24

2.3 材料、约束和载荷的定义 26

2.3.1 定义材料 26

2.3.2 定义约束 31

2.3.3 定义载荷 42

2.3.4 Thermal模式里的载荷 55

2.4 理想化模型 57

2.4.1 质量、弹簧和梁模型 57

2.4.2 抽壳模型 60

2.5 连接对 65

2.5.1 刚性连接(Native模式) 66

2.5.2 焊缝 67

2.5.3 点焊(Native模式) 69

2.5.4 紧固件(组件文件的Native模式下) 70

2.5.5 界面 72

2.5.6 刚性连接(FEM模式) 73

2.5.7 受力连接(FEM模式) 74

2.5.8 间隙(FEM模式) 75

2.6 曲面区域和体积块区域 76

习题 80

第3章 灵敏度研究和优化分析(基本模式) 81

3.1 分析的类型 82

3.2 分析初步 83

3.2.1 画出产品的简化轮廓 83

3.2.2 增加分析区域(曲面区域) 84

3.2.3 定义中间曲面 84

3.2.4 指定材料性质 85

3.2.5 施加约束 85

3.2.6 施加载荷 87

3.2.7 定义静态分析 87

3.2.8 创建一标准的设计研究 89

3.2.9 热载荷和热力分析 96

3.2.10 定义热力分析并结合应力分析 98

3.2.11 查看分析的内容 101

3.3 灵敏度分析与优化设计 104

3.3.1 灵敏度分析和优化设计概论 105

3.3.2 范例概述 106

3.3.3 准备模型 106

3.3.4 创建曲面区域和中间曲面 106

3.3.5 创建材料、约束和载荷 108

3.3.6 创建测量定义 110

3.3.7 创建静态分析 113

3.3.8 创建结果窗口 114

3.3.9 定义设计参数和创建全局灵敏度 115

3.3.10 创建局部灵敏度研究 119

3.3.11 优化分析 122

3.3.12 运行批处理工作 124

3.3.13 更新零件 125

3.4 本章小结 126

习题 128

第4章 其他类型的分析实例 129

4.1 桥梁的分析 130

4.1.1 分析初步 130

4.1.2 改善梁截面设计 139

4.1.3 参数定义、灵敏度研究和优化分析 142

4.1.4 心得 143

4.2 压缩机固定架的点焊接分析 143

4.3 门闩的接触区域分析 146

4.4 细长圆杆的失稳分析 151

4.5 活塞的疲劳分析 154

4.6 大变形静态分析 158

4.7 火箭引擎喷嘴的分析 160

4.7.1 练习前的概念补充 161

4.7.2 练习范例 162

4.8 预应力静态分析 167

4.9 预应力模态分析 170

4.10 动态时域分析 172

4.11 动态频域分析 176

4.12 动态冲击分析 179

4.13 随机振动分析 181

4.14 Pro/MECHANICA的平面分析 183

4.14.1 平面应力 183

4.14.2 平面应变问题 186

4.14.3 2D对称性 188

习题 189

第5章 综合范例练习 191

5.1 农用工具机的机构和结构分析 192

5.1.1 组装出零冗余和零自由度的机构 193

5.1.2 创建载荷 197

5.1.3 修正操作 199

5.1.4 增加弹簧 201

5.1.5 增加阻尼器 202

5.1.6 提高级的分析 202

5.1.7 后续的结构分析 205

5.2 计算机钣金机箱的结构分析 207

5.2.1 分析前的准备 207

5.2.2 设计考虑 207

5.2.3 创建分析模型和单位确认 207

5.2.4 简化模型 208

5.2.5 分析 211

习题 215

第6章 MECHANICA的FEM模式 217

6.1 Pro/MECHANICA在FEM方面所采用的技术 218

6.2 FEM 模式实务 218

6.3 操作修正和注意事项 225

6.4 ANSYS中的数据处理 227

6.5 本章小结 230

第7章 MECHANICA的分析实例集 233

7.1 概述 234

7.2 悬臂梁受载分析 234

7.3 房屋框架结构分析 238

7.4 空调外壳受力分析(板壳类) 242

7.5 梁失稳分析 246

7.6 板壳失稳分析 249

7.7 均布面受载分析 253

7.8 轴承座分析 255

7.9 轴对称分析 258

7.10 模态分析(1) 261

7.11 模态分析(2) 264

7.12 动态时域分析 265

7.13 动态频域分析 271

7.14 动态冲击分析 275

7.15 随机振动分析 278

7.16 定块机构综合分析 282

第8章 ANSYS初步 291

8.1 ANSYS简介 292

8.2 ANSYS初步 295

8.2.1 本书所使用的ANSYS版本说明 295

8.2.2 实例初步 295

8.3 ANSYS的基本操作 303

8.3.1 ANSYS的门户 303

8.3.2 ANSYS的下拉菜单 305

8.3.3 ANSYS的单位问题 317

8.3.4 内存控制问题 319

8.3.5 配置文件 322

8.3.6 视图画面控制和按键控制 325

8.3.7 命令树区的操作 325

习题 326

第9章 ANSYS的分析实例集 327

9.1 范例集 328

9.2 简支梁分析 328

9.3 珩架分析 337

9.4 轴承座分析 341

9.5 支架分析 346

9.6 薄板的对称分析 347

9.7 飞轮的对称分析 351

9.8 房屋结构的模态分析 352

9.9 轴承座的模态分析 357

9.10 房屋结构的简谐响应分析 357

9.11 轴承座的简谐响应分析 365

9.12 立柱的屈曲分析 367

9.13 铝板的接触分析 369

9.14 热力耦合分析 373

9.15 撞击分析 380

9.16 跌落分析 386

9.17 车架分析 395

9.18 锅的热分析 400

9.19 曲面产品的分析 403

9.20 结语 405

习题 406

第10章 综合范例 409

10.1 概述 410

10.1.1 ANSYS操作提示 410

10.1.2 本章视频文件说明 410

10.2 屋顶桁架承载结构分析 410

10.3 空间桁架承载结构分析 415

10.4 工字梁的最大变形及应力分析 417

10.4.1 Pro/MECHANICA 418

10.4.2 ANSYS 421

10.4.3 结果数据比较 424

10.5 印刷电路板接插件结构优化分析 424

10.5.1 Pro/MECHANICA 425

10.5.2 ANSYS 427

10.5.3 结果数据比较 430

10.6 平面应力分析 430

10.6.1 Pro/MECHANICA 431

10.6.2 ANSYS 433

10.6.3 结果数据比较 436

10.7 炮管的平面应变分析 436

10.7.1 Pro/MECHANICA 437

10.7.2 ANSYS 439

10.7.3 结果数据比较 442

10.8 壳结构分析1 442

10.8.1 Pro/MECHANICA 443

10.8.2 ANSYS 445

10.8.3 结果数据比较 449

10.9 壳结构分析2 449

10.9.1 Pro/MECHANICA 449

10.9.2 ANSYS 450

10.9.3 结果数据比较 454

10.10 圆柱和钢板的应力和变形分析 454

10.11 触摸屏与显示屏的应变分析 458

10.12 轴承的最大应力分析 460

10.12.1 Pro/MECHANICA 461

10.12.2 ANSYS 462

10.12.3 结果数据比较 464

10.13 手机手写笔的位移分析 464

10.13.1 Pro/MECHANICA 465

10.13.2 ANSYS 466

10.13.3 结果数据比较 468

10.14 移动支撑板的最大应变分析 468

10.14.1 Pro/MECHANICA 469

10.14.2 ANSYS 471

10.14.3 结果数据比较 474

10.15 PCB光板的模态分析 474

10.15.1 Pro/MECHANICA 475

10.15.2 ANSYS 476

10.15.3 结果数据比较 478

10.16 PCB组件的模态分析 479

10.16.1 Pro/MECHANICA 479

10.16.2 ANSYS 481

10.16.3 结果数据比较 483

10.17 悬臂梁的谐响应分析 483

10.18 PCB光板的随机振动分析 488

10.19 PCB组件的随机振动分析 492

10.20 圆柱的热分析 494

10.20.1 Pro/MECHANICA 494

10.20.2 ANSYS 496

10.20.3 结果数据比较 498

10.21 芯片稳态的热分析 498

10.22 金属棒瞬态热分析 500

10.23 零件的淬火分析 505

10.24 铝条堆叠的热应力和热应变分析 510

10.25 铝块和橡胶块的热应力和热应变分析 514

10.26 接插件的热分析 517

10.27 本章小结 521