本书结合有限元的基本理论和数值计算方法,通过一系列的相关例题和讨论,介绍了ANSYS软件在结构分析中的应用。书中除简单介绍ANSYS软件的功能外,主要较系统地介绍了利用ANSYS解决土木工程特别是桥梁工程中的数值计算问题。
本书基本涵盖了结构分析的主要内容,包括桥梁整体结构静力分析、局部应力分析、桥梁施工过程仿真模拟、动力分析、线性与非线性稳定分析、钢筋混凝土与预应力混凝土结构弹塑性分析和ANSYS二次开发的相关内容。各种实际问题首先从理论要领上加以解释,然后通过实例说明如何用 ANSYS的实现使读者真正能从分析入手直至解释实际工程问题。
本书目供土木工程专业高校教师、科研人员、工程技术人员以及高年级本科和研究生参考。

**章 ANSYS使用
**节 有限元分析基本概念
有限元分析是计算机辅助设计、制造和工程分析的基本组成部分,由于它提供了更快捷和低成本的方式评估设计的概念和细节,所以人们越来越多地应用有限元仿真的方法代替模型试验甚至足尺试验。随着计算机技术的发展,仿真分析产生了巨大的经济效益。
有限元分析软件的出现使工程师没有必要自己花费大量的时间去编程,去重复低水平的软件开发,而可以集中精力在现有的**软件的基础上开发和研究自己更专业的问题。但是,应用和开发有限元程序的工程师必须理解有限元分析的基本概念,否则有限元程序就只是一个提供仿真的黑匣子。若不理解软件所包含的内容和一些程序中提供的选项内涵,分析者将非常被动。也就是说,精通软件本身非常重要,同时要求分析者重视对线性、非线性有限元方法的理解。
有限元法是用于求解工程中各类问题的数值方法。有限元方法的基本步骤如下:
1.预处理阶段
(1)建立求解域并将之离散化成有限元,即将问题分解成节点和单元。每一个单元代表这个实际结构的一个离散部分,这些单元通过节点连接起来,不存在线或面的连接。节点和单元的集合称为网格,网格构成有限元模型。
(2)假设代表单元物理行为的形函数,即假设代表单元解的近似连续函数。
(3)对单元建立方程。
(4)构造总体刚度矩阵。
(5)应用边界条件、初值条件和负荷。
2.求解阶段
(6)求解线性或非线性微分方程组,以得到节点的值,例如得到不同节点的位移。在应力分析中,每个节点的位移是计算的基本变量,一旦解出节点的位移,每个单元的应力和应变就很容易被导出。这部分内容会有许多的求解选择,一种不恰当的选择会导致不正确的结果。
3.后处理阶段
(7)得到其他重要信息,比如结构工程师关心的应力、内力和支反力等。分析者*重要的任务之一就是对结果的表述,也就是有限元分析的第三步。一个**的分析软件会在这里给你许多的帮助,一般可以让你得到想要的结果,但是有时也需要对结果进行必要的整理。
一般来说,用公式描述有限元问题有几种方法:直接公式法、*小总势能公式法和加权余数法。无论怎样产生的有限元模型,有限元分析的基本步骤都与上述步骤相同。
结构分析的*终目的是使用*简单的方法得到***的结果,因此分析者就要预见和评价简化后的结果。对结构进行简化并进行降维分析时,需要做许多假设。*好是对要分析的结构在荷载作用下的结构行为有一个比较清楚的认识,再去做假定。
……

前言
**章 ANSYS使用
**节 有限元分析基本概念
第二节 ANSYS的使用
第三节 ANSYS常用技巧
第二章 杆系结构分析
**节 三维桁架单元
第二节 三维梁单元
第三章 板系和实体结构分析
**节 网格划分
第二节 shell单元应用
第三节 梁格法
第四节 实体结构应用
第四章 钢筋混凝土和预应力混凝土结构分析
**节 钢筋混凝土有限元分析
第二节 ANSYS中的混凝土单元及使用
第三节 预应力混凝土结构分析
第五章 结构屈曲分析
**节 概述
第二节 线性稳定
第三节 非线性稳定
第六章 结构动力分析
**节 概述
第二节 模态分析
第三节 谱分析
第四节 Tacoma Narrows吊桥倒塌模拟
第七章 桥梁结构模拟
**节 单元生死的应用
第二节 混凝土徐变问题
第三节 预应力损失及预应力效应
第四节 结构温度效应
第五节 活载加载
第八章 ANSYS二次开发
**节 APDL基础
第二节 宏
第三节 APDL应用实例
第四节 对话框与GUI的交互
第五节 TCL/TK在ANSYS中的应用介绍
参考文献