基于ANSYS的机械结构有限元分析实训教程

　　《基于ANSYS的机械结构有限元分析实训教程》共分9章，第1章主要介绍了有限单元法的发展历史，有限单元法的特点，主流有限元分析软件，有限单元法的一些基本概念（形函数、单元刚度矩阵、单元组集原理、边界条件的引入、静力学方程的求解）以及有限单元法的求解步骤；第2章介绍了有限元分析软件-ANSYS分析实际问题的分析流程、操作步骤及参数化编程技术；第3~8章从实际应用出发，以叶盘、齿轮结构、齿轮箱体、CVT无级变速器箱体、电主轴系统及机床床身一立柱系统为研究对象，采用GUI方式按步骤对操作过程进行了详细的讲解，且在每个实例的后面还列出了分析过程的命令流文件；第9章针对有限元软件分析过程中容易犯错的难点问题——接触分析进行了深入的分析和讲解，分析了常见的错误操作过程，以GUI方式详细介绍了接触分析的正确操作步骤和流程，并附上了命令流文件。
　　《基于ANSYS的机械结构有限元分析实训教程》能够为机械设计领域的高等院校学生及科研院所的研究开发人员提供开发经验和指导。

前言
第1章 有限单元法简介
1．1 有限单元法的发展历史
1．2 有限单元法的特点
1．3 有限单元法的部分基本概念
1．3．1 形函数
1．3．2 单元刚度矩阵
1．3．3 单元组集原理
1．3．4 边界条件的引入
1．3．5 位移及单元应力的求解
1．4 有限单元法的求解步骤
1．5 有限元分析软件

第2章 ANSYS软件简介及基本操作
2．1 ANSYS软件简介
2．2 ANSYS用户界面
2．3 ANSYS的组成及其主要功能模块
2．4 ANSYS分析流程
2．5 ANSYS单元类型及参数设置
2．6 ANSYS几何建模方法
2．6．1 几何模型导入法
2．6．2 自底向上的建模
2．6．3 自顶向下的建模
2．7 ANSYS网格划分
2．8 ANSYS加载设置和求解技术
2．8．1 约束及载荷的加载
2．8．2 求解方法的选择和参数设置
2．9 ANSYS后处理及图形显示技术
2．9．1 将数据结果读入数据库中
2．9．2 图形方式显示结果
2．9．3 列表方式显示结果
2．9．4 动画方式显示结果
2．10 ANSYS参数化编程技术
2．10．1 APDL文件生成和运行
2．10．2 基于APDL语言的悬臂板静力学分析
2．11 ANSYS- WorkBench简介

第3章 整体叶盘模拟件静力学及模态分析
3．1 基于Solidworks软件的整体叶盘三维实体建模
3．2 整体叶盘静力学分析
3．3 整体叶盘模拟件模态分析
3．4 六面体网格

第4章 齿轮减速器箱体静力学及模态分析
4．1 齿轮减速器箱体三维实体建模
4．1．1 箱体座建模
4．1．2 箱体盖建模
4．1．3 箱体装配模型
4．2 齿轮减速器箱体静力学分析
4．3 齿轮减速器箱体模态分析

第5章 齿轮结构静力学及模态分析
5．1 齿轮结构三维实体建模
5．2 齿轮结构静力学分析
5．3 齿轮结构模态分析

第6章 CVT无级变速器箱体静力学、模态及谐响应分析
6．1 CVT无级变速器箱体三维实体建模
6．2 CVT无级变速器箱体静力学分析
6．3 CVT无级变速器箱体模态分析
6．4 CVT无级变速器箱体谐响应分析

第7章 轴类零件静力学分析与模态分析
7．1 梁单元主轴建模
7．1．1 定义单元类型
7．1．2 定义材料参数
7．1．3 建模及划分网格
……
第8章 机床床身一立柱系统静力学及模态分析
第9章 接触分析
参考文献

　　计算机辅助工程（CAE）作为一项跨学科的数值模拟分析技术，已经越来越受到科技界和工程界的重视。许多大型的CAE分析软件，尤其是ANSYS公司研制的大型通用有限元分析软件已经非常成熟，不仅在科学研究中普遍采用，而且在工程上应用得也十分广泛。计算机辅助技术已经成为高等院校本科、研究生教学体系中不可缺少的一环，是高校毕业生应当具备的基本能力之一。本书兼顾基本的有限元分析理论与方法，结合作者多年的科研经历，从实际应用出发，对操作过程和步骤进行讲解。
　　本书主要面向在校大学生与研究生，为其提供学习有限单元法的工具，使其能够快速掌握有限元相关基础理论，具备使用有限元软件分析处理机械工程领域实际问题的能力。本书结合作者多年的科研实践经历，以叶盘、齿轮结构、齿轮箱体、CVT无级变速器箱体、电主轴系统及机床床身一立柱系统为研究对象，合理配置了大量示例问题，对相关概念进行了深入浅出的讲解，可供相关研究开发人员参考借鉴。
　　本书第1、6、9章内容由东北大学机械工程与自动化学院刘杨副教授编写；第7、8章内容由汪博副教授编写；第4、5章内容由李朝峰副教授编写；第2、3章内容由孙伟教授编写。由于本书的作者都是多年讲授本科生课程《弹性力学及有限单元法》的授课讲师，对有限元分析方法及其理论有着较深入的理解和认知，可以说，对有限元理论与商用有限元分析软件操作讲解两者的兼顾是本书的独到之处。
　　本书为了方便读者的阅读，特地将需要单击的按钮，输入数值的文本框、勾选的单选框等操作步骤，用图框在相应步骤的屏幕截图中标示出来，以方便读者，特别是初学者在学习时能够进行图文对照的学习。
　　东北大学机械工程与自动化学院的闻邦椿院士对本书提出了许多建设性的意见，在此表示衷心的感谢。东北大学机械工程与自动化学院硕士生孟庆宇、马亚新、辛喜成、明帅帅、薛曾元、赵宇来、赵思瑶、韩继远、奚方权、于双赫、鄢欣欣、李津涛在本书的编写过程中对各个例题进行了校审和修改。感谢机械工业出版社对本书的出版所做的重要贡献。
　　在此，作者向所有关心本书出版的领导、老师、亲人和朋友致以诚挚的谢意。
　　由于作者水平有限，所写的教程难免会出现不少的错误，敬请读者提出批评。