前  言

现代工业的典型特征是大量应用计算机，在产品的开发、设计、分析、制造过程中，计算机的应用极大地提高了工作效率和质量。计算机辅助工程（CAE）就是其中的一种应用，它是计算机技术和现代工程方法的完美结合。

有限元法作为数值计算方法在工程分析领域应用较为广泛。20世纪中叶以来，有限元法以其独有的计算优势得到了广泛发展和应用，同时也出现了不同的有限元算法，并由此产生了一批非常成熟的通用和专业有限元商业软件。随着计算机技术的飞速发展，各种工程软件得到广泛应用。Ansys软件以它的多物理场耦合分析功能成为CAE软件的应用主流，在工程分析中应用较为广泛。

Ansys软件是美国Ansys公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件，是世界范围内增长最快的CAE软件，能够进行包括结构、热、声、流体以及电磁场等学科的研究，在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医药、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。Ansys因其功能强大，操作简单方便，现已成为国际最流行的有限元分析软件之一，并且在历年FEA评比中均名列第一。目前，中国100多所理工院校均已采用Ansys软件进行有限元分析或者将其作为标准教学软件。

一、编写目的

鉴于Ansys软件强大的功能和深厚的工程应用底蕴，我们力图编写一本全方位介绍Ansys软件在各个工程行业应用情况的书籍，但因篇幅有限，我们着重选择Ansys经常应用的几个方面，将Ansys大体知识脉络作为线索，以实例作为“抓手”，帮助读者掌握利用Ansys软件进行工程分析的基本技能和技巧。

二、本书特点

专业性强

本书的作者都是在高校从事计算机图形教学研究多年的一线人员，具有丰富的教学实践经验与教材编写经验，有一些作者是国内Ansys图书出版界知名的作者，前期出版的一些相关书籍经过市场检验很受读者欢迎。多年的教学工作使他们能够准确地把握学生的心理与实际需求。作者总结多年的设计经验以及教学心得体会，经过多年的精心准备，力求全面、细致地展现Ansys软件的各种功能及其在工程分析应用领域的使用方法。

涵盖面广

就本意而言，我们的目的是编写一本对工科各专业具有普遍适用性的基础书籍。因为读者的专业方向不同，我们不可能机械地将本书归类为结构、热力学或电磁学的某一个专业领域，又因为有的读者可能不只在某一个专业内应用Ansys软件，所以我们在本书中对知识点的讲解尽量全面。本书包罗了Ansys软件常用的全部功能的讲解，内容涵盖了Ansys分析基本流程、机械与结构分析、热力学分析、电磁学分析和耦合场分析等知识。对每个知识点，我们不求过难过深，只要求读者能够掌握可以满足一般工程分析的知识即可，并且在语言上尽量做到浅显易懂、言简意赅。

实例丰富

本书的实例不管是数量还是种类都非常丰富。从数量上说，本书结合大量的工程分析实例，详细讲解了Ansys知识要点，全书包含数十个经典工程实例，让读者在学习案例的过程中潜移默化地掌握Ansys软件操作技巧。从种类上说，针对本书专业面宽泛的特点，我们在组织实例的过程中，注意实例的行业分布广泛性，以普通机械和结构分析为主，辅助一些热力学分析、电磁学分析和耦合场分析等工程方向的实例。

突出提升技能

本书从全面提升Ansys工程分析能力的角度出发，结合大量案例来讲解如何利用Ansys软件进行有限元分析，使读者了解计算机辅助分析并能够独立完成各种工程分析。

本书中的很多实例本身就是工程分析项目案例，经过笔者精心提炼和改编，不仅保证了读者能够学好知识点，更重要的是能够帮助读者掌握实际的操作技能，同时培养工程分析实践能力。

三、本书的配套资源

本书提供了极为丰富的配套学习资源，读者可登录清华大学出版社网站（www.tup.com.cn），在对应图书页面下获取其下载方式，也可扫描图书封底的“文泉云盘”二维码获取学习资源的下载方式，以便在最短的时间内学会并掌握这门技术。

1．配套微课视频

针对本书实例专门制作了128集同步教学视频，读者可以扫描书中的二维码观看，像看电影一样轻松愉悦地学习本书内容，然后对照课本加以实践和练习，从而大大提高学习效率。

2．附赠8种类型常见零部件的分析方法

为了帮助读者拓宽视野，本书赠送了8种类型常见零部件的分析方法，及其配套的时长为200分钟的动画演示，可以增强实战能力。

3．全书实例的源文件

本书配套资源中包含实例和练习实例的源文件和素材，读者可以在安装Ansys 2022软件后，打开并使用它们。

4．线上扩展学习内容

本书附赠3章线上扩展学习内容，包括结构静力分析实例、耦合场分析简介、直接耦合场分析等，学有余力的读者可以扫描封底的“文泉云盘”二维码获取学习资源。

四、关于本书的服务

1．Ansys 2022安装软件的获取

按照本书上的实例进行操作练习，以及使用Ansys 2022进行分析，需要事先在计算机上安装Ansys 2022软件。读者可以登录官方网站联系购买正版软件，或者使用其试用版。另外，可以从当地电脑城、软件经销商处购买。

2．关于本书的技术问题或有关本书信息的发布

读者遇到有关本书的技术问题，可以扫描封底“文泉云盘”二维码查看是否已发布相关勘误/解疑文档。如果没有，可在文档下方寻找加入学习群的方式，我们将尽快回复。

3．关于手机在线学习

扫描书后刮刮卡（需刮开涂层）二维码，即可获取书中二维码的读取权限，再扫描书中二维码，可在手机中观看对应教学视频。这有助于读者充分利用碎片化时间，随时随地学习。需要强调的是，书中给出的是实例的重点步骤，详细操作过程还需读者通过视频来学习并领会。 

五、关于作者

本书由CAD/CAM/CAE技术联盟组织编写。CAD/CAM/CAE技术联盟是一个集CAD/CAM/CAE技术研讨、工程开发、培训咨询和图书创作于一体的工程技术人员协作联盟，拥有众多专职和兼职CAD/CAM/CAE工程技术专家。

CAD/CAM/CAE技术联盟负责人由Autodesk中国认证考试中心首席专家担任，全面负责Autodesk中国官方认证考试大纲制定、题库建设、技术咨询和师资的培训工作，成员精通Autodesk系列软件。其创作的很多教材已经成为国内具有引导性的旗帜作品，在国内相关专业的图书创作领域具有举足轻重的地位。

六、致谢

在本书的写作过程中，策划编辑贾小红和艾子琪女士给予了很大的帮助和支持，提出了很多中肯的建议，在此表示感谢。同时，还要感谢清华大学出版社的所有编审人员为本书的出版所付出的辛勤劳动。本书的成功出版是大家共同努力的结果，谢谢所有给予支持和帮助的人们。

编  者