CAE分析大係 ANSYS土木工程實例詳解

CAE分析大係 ANSYS土木工程實例詳解 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

李立峰,王連華 著
圖書標籤:
  • CAE
  • ANSYS
  • 土木工程
  • 有限元分析
  • 結構工程
  • 案例分析
  • 工程仿真
  • 數值計算
  • 橋梁工程
  • 隧道工程
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齣版社: 人民郵電齣版社
ISBN:9787115398833
版次:01
商品編碼:11785205
品牌:數藝社
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2015-09-01
頁數:428
正文語種:中文

具體描述

編輯推薦

緊密結閤ANSYS土木工程結構特點
提供詳細的建模和分析思路
全方位解決典型土木工程問題

110個源代碼
10個PDF格式的配套課件
圖書+微信訂閱號+SimWe論壇=可溝通交流的生態係統教程

內容簡介

本書主要麵嚮土木工程的學習人員和科研、設計人員,針對土木工程中的一些主要力學問題,全麵詳細地介紹瞭其建模要點,並提供相應的經典算例。全書通俗易懂、內容豐富且全麵,極具參考價值。
全書共分15章,首先介紹瞭ANSYS軟件的曆史和發展技術曆程,然後對土木工程結構的一些建模要點和方法進行瞭歸納,並在介紹ANSYS基本操作和界麵的基礎上,全麵闡述瞭其APDL語言、網格劃分技術和前後處理技術,深入介紹瞭土木工程結構中的杆係結構、實體結構的靜力分析方法。以這些技術和方法為基礎,以土木工程結構為分析對象,詳細介紹瞭土木工程結構各種力學問題的分析理論和分析流程,藉助眾多的經典實例深入闡述瞭ANSYS與土木工程分析相關的分析技術,包括非綫性問題、穩定問題、動力問題、混凝土問題、單元生死問題、殘餘應力問題、隧道開挖、薄壁結構、可靠度問題和索類結構問題等多個力學問題和現象,每個力學問題均提供瞭詳細的建模要點、分析過程和學習範例。讀者通過研讀本書,可以快速全麵掌握ANSYS在土木工程中的應用方法,便於讀者掌握有限元方法和ANSYS操作,提高解決工程結構實際問題的能力。
本書內容全麵完整、針對性強、實用性好,可作為麵嚮高等院校土木、水利和機械等工科專業的本科生或研究生教材,也可以作為工程設計人員的參考書籍。

作者簡介

李立峰,博士、教授,Ga Tech訪問學者,主要從事橋梁抗震研究、鋼混組閤結構受力性能研究和仿真分析研究,先後主持和參與國傢自然科學基金、交通部西部等多項科研課題,參編專著和教材4部,發錶論文30餘篇,2010年度第五屆中國青年科技奬“全國十佳”。

王連華,副教授,教育部新世紀人纔,UIUC訪問學者。主要從事橋梁工程的教學和研究工作。先後主持和參與國傢自然科學基金、交通部西部項目、教育部新世紀人纔項目等20餘項項目的科研工作。已發錶論文80多篇,其中SCI收錄近30篇。

內頁插圖

目錄

第1 章 概述....................................... 9
1.1 ANSYS 的曆史.............................................9
1.2 ANSYS 的功能...........................................10
1.3 ANSYS 16.0 版本的新亮點.........................11
本章小結....................................12
第2 章 製定ANSYS 分析方案.................................... 13
2.1 概述.....................................13
2.2 確定分析類型............................................14
2.3 建模...................................14
2.3.1 整體受力或局部受力........................... 14
2.3.2 模型對稱性........................................ 14
2.3.3 選用閤理的單元類型........................... 15
2.3.4 網格離散方案..................................... 16
2.3.5 處理連接關係..................................... 19
2.3.6 預留荷載作用位置.............................. 20
2.3.7 製定求解過程方案.............................. 20
2.3.8 專題分析........................................... 21
2.4 典型的分析過程........................................22
2.5 一個簡單的分析例子(GUI 方式)............22
本章小結........................................27
第3 章 模型建立........................................ 28
3.1 單位設置...................................................28
3.2 坐標係和工作平麵.....................................29
3.2.1 全局和局部坐標係.............................. 29
3.2.2 活動坐標係........................................ 30
3.2.3 顯示坐標係........................................ 30
3.2.4 節點坐標係........................................ 30
3.2.5 單元坐標係........................................ 31
3.2.6 結果坐標係........................................ 32
3.2.7 工作平麵........................................... 32
3.3 顯示設置...................................................33
3.3.1 編號和顔色顯示控製........................... 33
3.3.2 邊界條件和荷載的顯示設置.................. 34
3.3.3 尺寸和形狀........................................ 34
3.4 實體模型的建立........................................35
3.4.1 自底嚮上建模..................................... 36
3.4.2 自頂嚮下建模..................................... 38
3.5 實體建模—導入AutoCAD 模型..................40
3.6 布爾運算...................................................41
3.6.1 布爾運算的設置.................................. 41
3.6.2 布爾操作........................................... 42
3.6.3 布爾操作注意要點.............................. 44
3.7 實體建模實例............................................44
本章小結........................................48
第4 章 網格劃分..................................... 49
4.1 網格劃分流程............................................49
4.1.1 設置單元屬性..................................... 49
4.1.2 設置網格劃分尺寸.............................. 51
4.1.3 選擇網格劃分方法.............................. 51
4.1.4 生成網格........................................... 51
4.1.5 網格檢查與修改.................................. 51
4.2 實體分網技術............................................51
4.2.1 單元屬性設置..................................... 52
4.2.2 網格劃分尺寸控製.............................. 53
4.2.3 自由網格和映射網格........................... 57
4.3 高級分網技術............................................63
4.3.1 掃掠生成體網格.................................. 63
4.3.2 過渡金字塔單元.................................. 65
4.3.3 自適應網格劃分.................................. 67
4.4  單元形狀及網格檢查................................69
4.4.1 單元形狀檢查..................................... 69
4.4.2 網格有效性檢查.................................. 71
4.5 網格修改...................................................71
4.5.1 重新劃分網格..................................... 72
4.5.2 清除網格........................................... 72
4.5.3 細化網格........................................... 72
4.5.4 四麵體單元的修改.............................. 74
4.6 直接建模...................................................74
4.6.1 節點.................................................. 74
4.6.2 單元.................................................. 75
4.7 網格劃分實例............................................75
本章小結......................................82
第5 章 加載與求解............................. 83
5.1 荷載及加載基礎........................................83
5.1.1 分類............................................

前言/序言


CAE分析大係 ANSYS土木工程實例詳解:洞悉結構模擬的精髓,駕馭工程挑戰的利器 在日新月異的土木工程領域,隨著項目規模的宏大化、設計的復雜化以及安全標準的日益嚴苛,傳統的工程分析方法已難以滿足現代工程對精度、效率和可靠性的需求。結構模擬與有限元分析(FEA)技術應運而生,並迅速成為土木工程設計、分析與優化的核心工具。本書《CAE分析大係 ANSYS土木工程實例詳解》正是基於這一時代背景,旨在為廣大土木工程領域的從業者、研究者和學生提供一套係統、深入且極具實踐性的CAE分析方法論,並以ANSYS這一行業領先的仿真軟件為載體,通過詳實的應用實例,全麵展示如何運用先進的仿真手段解決實際工程問題。 本書並非一本枯燥的技術手冊,而是一次深入工程智慧殿堂的探索之旅。我們聚焦於CAE分析在土木工程各個關鍵環節的應用,從基礎的結構靜力分析,到復雜的動力響應,再到熱應力、疲勞壽命以及材料非綫性行為的模擬,力求覆蓋土木工程結構分析的廣闊圖景。我們深知,理論的掌握固然重要,但將理論付諸實踐,通過解決真實世界中的工程難題,纔能真正鍛造齣優秀的工程師。因此,本書的精髓在於其“實例詳解”的特性,每一章都圍繞一個或一組典型的土木工程應用場景展開,引領讀者一步步走進ANSYS軟件的操作界麵,理解每一個分析步驟背後的物理意義和工程含義,並最終輸齣具有指導意義的分析結果。 本書的核心價值在於: 一、 構建堅實的CAE理論基礎與ANSYS操作技能: 本書首先會係統梳理CAE分析的基本原理,包括有限元法的基本概念、單元類型選擇、網格劃分策略、邊界條件施加、荷載定義、求解器類型以及結果後處理等。這些理論基礎將為讀者理解復雜的工程問題提供必要的框架。在此基礎上,本書將緊密結閤ANSYS軟件,從軟件界麵的熟悉、基本操作流程的掌握,到高級功能的運用,進行由淺入深的講解。讀者將學會如何利用ANSYS搭建模型、進行網格劃分、定義材料屬性、施加邊界條件與荷載、選擇閤適的求解器、運行分析並對結果進行可視化和解讀。 二、 覆蓋土木工程關鍵領域的廣泛應用實例: 本書精心挑選瞭一係列具有代錶性的土木工程應用實例,涵蓋瞭建築工程、橋梁工程、岩土工程、水利工程等多個重要分支。這些實例的設計力求貼近實際工程項目,讓讀者能夠將所學知識直接應用於解決實際問題。 建築工程結構分析: 高層建築的抗震分析: 模擬高層建築在地震荷載作用下的動力響應,包括模態分析、響應譜分析和時程分析,評估結構的安全性,優化減隔震措施。 鋼筋混凝土框架結構的靜力分析與破壞模式預測: 分析框架結構在各種荷載組閤下的應力應變分布,預測結構的薄弱環節和可能的破壞模式,指導設計優化。 預應力混凝土結構的分析: 模擬預應力混凝土結構的施工過程和長期使用階段的應力狀態,評估預應力的有效性和結構的承載能力。 組閤結構(如鋼-混凝土組閤)的分析: 深入研究不同材料組閤結構在受力特性上的耦閤效應,進行精細化分析。 隔震與消能減震技術在建築中的應用: 通過ANSYS模擬隔震支座、阻尼器等減震裝置的工作性能,評估其減震效果。 橋梁工程結構分析: 斜拉橋與懸索橋的整體穩定性與動力響應分析: 模擬復雜空間結構在風、地震、交通荷載下的行為,分析關鍵部件的受力狀況。 梁式橋的承載能力與撓度控製: 評估各種類型梁橋在恒載、活載作用下的應力分布和變形,確保結構滿足規範要求。 橋梁的疲勞壽命評估: 針對反復作用的交通荷載,進行疲勞分析,預測橋梁的使用壽命,為養護和維修提供依據。 橋梁基礎與墩颱的受力分析: 結閤岩土模型,分析橋梁基礎與土體之間的相互作用,評估地基承載能力和變形。 岩土工程分析: 邊坡穩定性分析: 模擬邊坡在不同荷載和滲流條件下的應力應變分布,計算安全係數,評估滑坡風險,並對加固措施進行有效性驗證。 隧道開挖與支護結構分析: 模擬隧道開挖過程中圍岩的應力重分布和變形,評估初期支護結構的受力狀況,優化支護設計。 基坑工程滲流與支護分析: 分析基坑開挖過程中的地下水流動規律和土體失穩風險,評估擋土牆、樁基等支護結構的安全性。 樁基礎承載力與沉降分析: 模擬樁與土體之間的相互作用,分析樁的承載能力和上部結構産生的沉降。 水利工程結構分析: 大壩的滲流與應力分析: 模擬大壩在水壓力、溫度變化及地震作用下的滲流場和應力場,評估大壩的安全性。 閘門、水工鋼結構等受力分析: 分析水輪機、啓閉機、閘門等水工構件在水流、壓力作用下的應力狀態。 水下結構的應力與變形分析: 模擬水下構築物在復雜水流環境中的受力行為。 三、 強調物理過程的理解與結果的工程解讀: 本書貫穿始終的理念是“知其然,更知其所以然”。我們不僅教授如何操作ANSYS,更注重引導讀者理解每個分析步驟背後的物理力學原理,以及ANSYS求解器如何模擬這些物理過程。在結果後處理部分,我們不會簡單地展示應力雲圖和變形圖,而是詳細闡述如何從這些可視化結果中提取關鍵的工程信息,如何將其與工程規範、設計標準進行對比,如何進行工程判斷,並最終為工程設計和決策提供有價值的參考。例如,在進行結構動力分析時,我們不僅會展示結構的振動形態,還會重點講解如何識彆結構的自振頻率和振型,以及這些參數對結構抗震性能的影響。 四、 引入先進的模擬技術與研究前沿: 隨著CAE技術的不斷發展,諸如材料非綫性、接觸非綫性、顯式動力分析、耦閤場分析(如熱-結構耦閤、流-固耦閤)等高級分析技術在土木工程中的應用日益廣泛。本書將選擇性地介紹這些先進的分析方法,並通過具體的實例展示其在解決復雜工程問題時的強大威力。例如,在分析橋梁疲勞壽命時,我們將探討如何進行損傷纍積分析;在分析隧道開挖時,我們將介紹如何模擬圍岩的塑性變形和斷裂行為。 五、 培養嚴謹的工程思維與問題解決能力: 本書旨在培養讀者嚴謹的工程思維模式。從問題的定義、模型的建立、分析方法的選擇,到結果的驗證與解讀,每一個環節都強調邏輯性和係統性。通過大量實例的實踐,讀者將學會如何將復雜的工程問題抽象為力學模型,如何選擇閤適的分析工具和方法,如何識彆模型中的不確定性,並如何對分析結果的可靠性進行評估。這種解決問題的能力,將是讀者在未來工程實踐中應對各種挑戰的寶貴財富。 本書的目標讀者: 在校本科生與研究生: 為學生提供係統、實用的CAE學習平颱,幫助其掌握結構分析的核心技能,為未來的學術研究和職業發展打下堅實基礎。 土木工程師與結構工程師: 幫助工程師提升結構分析的深度和廣度,掌握更先進的CAE分析工具和方法,提高工作效率,解決實際工程中的難題。 工程項目管理者: 幫助項目管理者理解CAE分析在工程決策中的作用,更好地協調和管理項目的技術評審。 CAE技術的研究者與開發人員: 為相關領域的研究者提供豐富的工程應用案例,啓發新的研究思路。 總結: 《CAE分析大係 ANSYS土木工程實例詳解》是一本緻力於將先進的CAE分析技術與土木工程實踐深度融閤的專著。我們相信,通過本書的學習,讀者不僅能夠熟練掌握ANSYS軟件在土木工程中的應用,更重要的是,能夠建立起一套科學、嚴謹的工程分析思維,從而在瞬息萬變的工程領域中,以更自信、更高效的方式應對挑戰,創造價值。本書將成為您洞悉結構模擬精髓、駕馭工程挑戰的得力助手。

用戶評價

評分

一本期待中的良師益友 作為一名土木工程領域的初學者,我一直渴望找到一本能夠係統性地介紹CAE分析,並且能結閤實際工程案例的書籍。市麵上雖然不乏CAE分析的入門教材,但往往過於理論化,與實際工程的聯係不夠緊密,讓我常常感到學非所用。而《CAE分析大係 ANSYS土木工程實例詳解》這個書名,在我眼中宛如黑暗中的燈塔,照亮瞭我學習CAE的道路。它承諾將CAE分析的理論知識與ANSYS這款強大的軟件緊密結閤,更重要的是,它聚焦於“土木工程實例”,這正是我最需要的。我期待這本書能夠像一位經驗豐富的導師,循序漸進地引導我掌握CAE分析的核心概念,並教會我如何運用ANSYS來解決實際的土木工程問題。我希望書中能夠詳細闡述不同類型土木工程結構(如橋梁、隧道、高層建築等)在靜力、動力、穩定、疲勞等方麵的CAE分析流程,從模型建立、網格劃分、邊界條件施加、荷載定義,到結果後處理與解讀,每一個環節都能有詳盡的圖文講解和操作步驟。尤其期待能夠看到一些疑難雜癥的分析方法,能夠幫助我提升解決復雜工程問題的能力。這本書的齣現,無疑將極大地縮短我從理論走嚮實踐的距離,讓我更有信心麵對未來的工程挑戰。

評分

創新思維與前沿技術的啓濛 閱讀《CAE分析大係 ANSYS土木工程實例詳解》的念頭,源於我對土木工程領域CAE技術發展趨勢的關注。隨著計算能力的飛速提升和CAE軟件功能的不斷強大,傳統的分析方法正在被更高效、更精細的仿真技術所取代。我非常期待這本書能夠引領我進入CAE分析的前沿領域,探討一些更具創新性和挑戰性的課題。例如,書中是否會涉及損傷力學、斷裂力學在土木結構中的應用,或是非綫性分析(如塑性、屈麯、接觸分析)的復雜案例?我希望能夠從中瞭解到如何利用ANSYS進行更高級的模擬,比如材料非綫性、幾何非綫性、接觸非綫性的耦閤分析,以及如何處理大型復雜結構的動力響應,甚至是考慮隨機性和不確定性的概率性分析。更進一步,我期待書中能探討一些新興的技術,例如基於BIM(建築信息模型)的CAE流程集成,或者機器學習在CAE中的輔助應用,如用於結果預測或參數優化。這本書的價值,不僅僅在於傳授現有的知識,更在於激發我的創新思維,讓我能夠利用CAE工具解決那些目前還存在爭議或尚未有成熟解決方案的工程難題。它將是我探索土木工程CAE技術新邊界的重要指南。

評分

深度解析與實操並重的寶典 我對《CAE分析大係 ANSYS土木工程實例詳解》這本書抱有極高的期望,因為它似乎填補瞭目前市場上的一個空白。許多CAE書籍要麼過於淺顯,難以滿足專業人士的需求,要麼過於晦澀,讓初學者望而卻步。而這本書的“大係”和“詳解”字眼,預示著它將擁有相當的深度和廣度。我期待它不僅僅是簡單地羅列ANSYS的操作指令,而是能夠深入剖析CAE分析背後的物理原理、數值方法以及工程假設。例如,在進行結構動力分析時,我希望書中能詳細講解不同時程積分方法的原理、優缺點以及適用場景,而不是僅僅提供一個“選擇‘Newmark-beta’方法”的指令。同時,“實例詳解”這一點讓我尤為欣喜,這意味著書中將包含大量來自真實工程項目的案例,通過這些案例,我能夠學習到如何根據工程的實際情況,選擇閤適的分析模型、確定關鍵的參數,並對仿真結果進行嚴謹的工程判斷。我希望能看到不同工況下(如地震、風荷載、施工階段等)的分析示例,以及對這些結果的詳細解讀,包括應力分布、變形情況、失效模式預測等。這本書的齣現,有望成為我進行CAE分析的得力助手,幫助我理解理論、掌握工具、精通實操,成為一名真正的CAE工程師。

評分

跨學科融閤的理論與實踐探索 我一直認為,土木工程的CAE分析並非孤立的技術,而是與材料科學、結構動力學、岩土力學等多個學科緊密相連的。因此,一本真正優秀的CAE書籍,應該能夠體現這種跨學科的融閤。《CAE分析大係 ANSYS土木工程實例詳解》這個書名,讓我看到瞭這種可能性。我希望書中不僅僅是停留在ANSYS軟件本身的操作層麵,而是能夠深入挖掘CAE分析與相關學科理論之間的內在聯係。例如,在分析混凝土結構開裂時,我希望書中能詳細介紹材料的損傷模型,並解釋其在ANSYS中的實現方式;在進行橋梁動力分析時,我期望書中能闡述結構動力學原理,並演示如何將其轉化為ANSYS的分析設置。此外,對於一些復雜的岩土工程問題,我希望書中能夠介紹相關的本構模型,並指導如何在ANSYS中進行有效的模擬。我期待書中能夠提供一些思考,例如如何選擇閤適的材料參數,如何判斷模型簡化是否閤理,以及如何根據不同的工程背景,選擇最適閤的分析方法。這本書將不僅僅是一本操作手冊,更是一本能夠啓發我進行更深入理論研究和跨學科探索的讀物,幫助我站在更高的視角來理解和運用CAE技術。

評分

問題解決導嚮的學習路徑 坦白說,我接觸CAE分析時,常常感到無從下手,尤其是在麵對一個具體工程問題時,不知道該從何處著眼,如何建立閤理的模型。我的學習過程更傾嚮於“問題驅動”,即圍繞具體的工程挑戰來學習相關的理論和工具。《CAE分析大係 ANSYS土木工程實例詳解》這個書名,正是契閤瞭我這樣的學習需求。我期望本書能夠聚焦於土木工程中常見的、具有代錶性的實際問題,並提供一套完整的、可操作的CAE解決方案。比如,針對軟土地基的處理,書中能否詳細講解如何通過ANSYS模擬固結沉降、邊坡穩定性分析,並探討不同加固措施(如樁基、排水固結)的效果?針對橋梁抗震設計,書中能否提供不同類型橋梁在不同地震波作用下的動力響應分析實例,並指導如何進行橋梁隔震減震的設計與優化?我希望每一章都圍繞一個具體的問題展開,從問題的提齣、分析模型的建立、軟件操作、結果解讀,到最終的工程建議,形成一個完整的閉環。這樣的學習方式,不僅能夠幫助我快速掌握ANSYS在土木工程領域的應用,更重要的是,能夠培養我分析和解決工程實際問題的能力,讓我成為一名更具實踐價值的工程師。

評分

一次性買瞭很多書,京東的還是有保證的,正版,塑封,很好。

評分

信賴京東,傢裏電器,零食,書籍基本都是在京東上買的,方便快捷。

評分

快遞夠快,書本呢剛開始看。具體還不知道效果,印刷也還可以。

評分

書本質量很好,趕上活動,幾乎是半價到手,繼續等活動再買書。書的內容沒得說,畢竟都是業內大牛編寫,照著學必有成就。

評分

很實用的學習資料,送貨上門很快,贊贊贊贊??贊贊贊贊??贊贊贊贊

評分

信賴京東,傢裏電器,零食,書籍基本都是在京東上買的,方便快捷。

評分

京東購買就是方便,正版也不用擔心

評分

不錯,內容很實用,物流很快,希望有更多好東西

評分

這本書非常棒,對ansys學習有很大幫助,非常詳細

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