ANSYS WorkBench 13.0从入门到精通电子书

前言

第1章　初识ANSYS Workbench 13.0

1.1　ANSYS Workbench 13.0概述

1.1.1　关于ANSYS Workbench

1.1.2　多物理场分析模式

1.1.3　项目级仿真参数管理

1.1.4　Workbench应用模块

1.1.5　Workbench应用方式

1.2　Workbench 13.0的基本操作界面

1.2.1　启动ANSYS Workbench

1.2.2　ANSYS Workbench主界面

1.3　Workbench项目管理

1.3.1　复制及删除项目

1.3.2　关联项目

1.3.3　项目管理操作案例

1.3.4　设置项属性

1.4　Workbench文件管理

1.4.1　文件目录结构

1.4.2　快速生成压缩文件

1.5　Workbench实例入门

1.5.1　案例介绍

1.5.2　启动Workbench并建立分析项目

1.5.3　导入创建几何体

1.5.4　添加材料库

1.5.5　添加模型材料属性

1.5.6　划分网格

1.5.7　施加载荷与约束

1.5.8　结果后处理

1.5.9　保存与退出

1.6　本章小结

第2章　创建Workbench几何模型

2.1　认识DesignModeler

2.1.1　进入DesignModeler

2.1.2　DesignModeler的操作界面

2.1.3　DesignModeler的鼠标操作

2.1.4　图形选取与控制

2.1.5　DM几何体

2.2　DesignModeler草图模式

2.2.1　创建新平面

2.2.2　创建新草图

2.2.3　草图模式

2.2.4　草图援引

2.3　创建3D几何体

2.3.1　创建3D特征

2.3.2　激活体和冻结体

2.3.3　切片特征

2.3.4　抑制体

2.3.5　面印记

2.3.6　填充与包围操作

2.3.7　创建多体部件体

2.4　导入外部CAD文件

2.4.1　非关联性导入文件

2.4.2　关联性导入文件

2.4.3　导入定位

2.4.4　创建场域几何体

2.5　概念建模

2.5.1　从点生成线体

2.5.2　从草图生成线体

2.5.3　从边生成线体

2.5.4　定义横截面

2.5.5　对齐横截面

2.5.6　偏移横截面

2.5.7　从线创建面体

2.5.8　从草图生成面体

2.5.9　从面生成面体

2.6　创建几何体的实例操作

2.6.1　进入DM界面

2.6.2　绘制零件底部圆盘

2.6.3　创建零件肋柱

2.6.4　生成线体

2.6.5　生成面体

2.6.6　保存文件并退出

2.7　概念建模实例操作

2.7.1　从CAD进入DM界面

2.7.2　创建线体

2.7.3　生成面体

2.7.4　创建横截面

2.7.5　为线体添加横截面

2.7.6　保存文件并退出

2.8　本章小结

第3章　Workbench划分网格

3.1　网格划分平台

3.1.1　网格划分特点

3.1.2　网格划分方法

3.1.3　网格划分技巧

3.1.4　网格划分流程

3.1.5　网格尺寸策略

3.2　3D几何网格划分

3.2.1　四面体网格的优缺点

3.2.2　四面体网格划分时的常用参数

3.2.3　四面体算法

3.2.4　四面体膨胀

3.3　网格参数设置

3.3.1　缺省参数设置

3.3.2　尺寸控制

3.3.3　膨胀控制

3.3.4　网格信息

3.4　扫掠网格划分

3.4.1　扫掠划分方法

3.4.2　扫掠网格控制

3.5　多区网格划分

3.5.1　多区划分方法

3.5.2　多区网格控制

3.6　网格划分案例

3.6.1　自动网格划分案例

3.6.2　网格划分控制案例

3.7　本章小结

第4章　Mechanical基础

4.1　关于Mechanical

4.2　Mechanical的基本操作

4.2.1　启动Mechanical

4.2.2　Mechanical操作界面

4.2.3　鼠标控制

4.3　材料参数输入控制

4.3.1　进入Engineering Data应用程序

4.3.2　材料库

4.3.3　添加材料

4.3.4　添加材料属性

4.4　Mechanical前处理操作

4.4.1　几何分支

4.4.2　接触与点焊

4.4.3　坐标系

4.4.4　分析设置

4.5　施加载荷和约束

4.5.1　施加载荷

4.5.2　施加约束

4.6　模型求解

4.7　结果后处理

4.7.1　结果显示

4.7.2　变形显示

4.7.3　应力和应变

4.7.4　接触结果

4.7.5　自定义结果显示

4.8　本章小结

第5章　线性静态结构分析

5.1　线性静态结构分析概述

5.2　线性静态结构的分析流程

5.2.1　几何模型

5.2.2　材料特性

5.2.3　定义接触区域

5.2.4　划分网格

5.2.5　施加载荷和边界条件

5.2.6　模型求解控制

5.2.7　结果后处理

5.3　风力发电机叶片静态结构分析

5.3.1　问题描述

5.3.2　启动Workbench并建立分析项目

5.3.3　导入几何体

5.3.4　添加材料库

5.3.5　添加模型材料属性

5.3.6　划分网格

5.3.7　施加载荷与约束

5.3.8　结果后处理（设置求解项）

5.3.9　求解并显示求解结果

5.3.10　更改材料观察分析结果

5.3.11　保存与退出

5.4　本章小结

第6章　模态分析

6.1　模态分析概述

6.1.1　模态分析概述

6.1.2　有预应力的模态分析

6.2　Workbench模态分析流程

6.2.1　几何体和质点

6.2.2　接触区域

6.2.3　分析类型

6.2.4　载荷和约束

6.2.5　求解模型

6.3　飞机机翼模态分析

6.3.1　问题描述

6.3.2　启动Workbench并建立分析项目

6.3.3　导入几何体

6.3.4　添加材料库

6.3.5　修改模型材料属性

6.3.6　划分网格

6.3.7　施加固定约束

6.3.8　结果后处理（设置求解项）

6.3.9　求解并显示求解结果

6.3.10　保存与退出

6.4　风力发电机叶片预应力模态分析

6.4.1　打开结构静力分析

6.4.2　创建预应力模态分析项目

6.4.3　结果后处理

6.4.4　求解并显示求解结果

6.4.5　保存与退出

6.5　本章小结

第7章　谐响应分析

7.1　谐响应分析概述

7.2　谐响应分析流程

7.2.1　施加简谐载荷

7.2.2　求解方法

7.2.3　查看结果

7.3　连接转轴的谐响应分析

7.3.1　问题描述

7.3.2　Workbench基础操作

7.3.3　创建多体部件体及抑制体

7.3.4　网格参数设置

7.3.5　施加载荷与约束

7.3.6　设置求解选项

7.3.7　求解并显示求解结果

7.3.8　保存与退出

7.4　本章小结

第8章　响应谱分析

8.1　谱分析概述

8.2　响应谱分析流程

8.3　地震位移谱下的结构响应分析

8.3.1　问题描述

8.3.2　启动Workbench进入DM界面

8.3.3　创建模型

8.3.4　添加材料

8.3.5　为体添加材料

8.3.6　划分网格

8.3.7　施加固定约束

8.3.8　提取模态参数设置

8.3.9　查看模态分析结果

8.3.10　添加响应谱位移

8.3.11　提取响应谱分析结果

8.3.12　查看分析结果

8.3.13　保存与退出

8.4　本章小结

第9章　随机振动分析

9.1　随机振动分析概述

9.2　随机振动分析流程

9.3　梁板结构的随机振动分析

9.3.1　问题描述

9.3.2　启动Workbench并建立分析项目

9.3.3　修改模型

9.3.4　生成多体部件体

9.3.5　划分网格

9.3.6　施加固定约束

9.3.7　提取模态参数设置

9.3.8　查看模态分析结果

9.3.9　添加功率谱位移

9.3.10　提取随机振动的分析结果

9.3.11　查看随机振动的分析结果

9.3.12　保存与退出

9.4　本章小结

第10章　瞬态动力学分析

10.1　瞬态动力学分析概述

10.2　瞬态动力学分析流程

10.2.1　几何模型

10.2.2　时间步长

10.2.3　运动副

10.2.4　弹簧

10.2.5　阻尼

10.2.6　载荷和约束

10.2.7　后处理中查看结果

10.3　汽车主轴的瞬态动力学分析

10.3.1　问题描述

10.3.2　Workbench基础操作

10.3.3　为体添加材料特性

10.3.4　创建坐标系

10.3.5　划分网格

10.3.6　施加载荷与约束

10.3.7　设置求解选项

10.3.8　求解并显示求解结果

10.3.9　保存与退出

10.4　本章小结

第11章　显式动力学分析

11.1　显式动力学分析概述

11.1.1　显式算法与隐式算法的区别

11.1.2　ANSYS中的显式动力学模块

11.2　显式动力学分析流程

11.3　质量块冲击薄板的显式动力学分析

11.3.1　问题描述

11.3.2　启动Workbench并建立分析项目

11.3.3　建立几何模型

11.3.4　添加材料特性

11.3.5　添加模型材料属性

11.3.6　划分网格

11.3.7　施加载荷与约束

11.3.8　提取显式动力学分析结果

11.3.9　求解并显示求解结果

11.3.10　保存与退出

11.4　本章小结

第12章　热分析

12.1　传热概述

12.1.1　传热方式

12.1.2　热分析类型

12.1.3　非线性热分析

12.1.4　边界条件或初始条件

12.2　热分析流程

12.2.1　几何模型

12.2.2　实体接触

12.2.3　导热率

12.2.4　施加载荷

12.2.5　热边界条件

12.2.6　热应力分析

12.2.7　结果后处理

12.3　散热器的热分析

12.3.1　问题描述

12.3.2　启动Workbench并建立分析项目

12.3.3　导入几何体

12.3.4　添加材料库

12.3.5　添加模型材料属性

12.3.6　划分网格

12.3.7　施加载荷与约束

12.3.8　结果后处理（设置求解项）

12.3.9　求解并显示求解结果

12.3.10　热应变分析

12.3.11　保存文件

12.3.12　更改材料进行求解

12.3.13　保存并退出

12.4　本章小结

第13章　线性屈曲分析

13.1　线性屈曲分析概述

13.1.1　关于欧拉屈曲

13.1.2　线性屈曲的计算

13.1.3　线性屈曲分析的特点

13.2　线性屈曲的分析过程

13.2.1　几何体和材料属性

13.2.2　接触区域

13.2.3　载荷与约束

13.2.4　屈曲设置

13.2.5　模型求解

13.2.6　结果检查

13.3　桁架结构的抗屈曲分析

13.3.1　问题描述

13.3.2　Workbench基础操作

13.3.3　创建多体部件体

13.3.4　网格参数设置

13.3.5　施加载荷与约束

13.3.6　设置求解选项

13.3.7　求解并显示求解结果

13.3.8　保存与退出

13.4　本章小结

第14章　结构非线性分析

14.1　结构非线性分析概述

14.2　结构非线性分析流程

14.2.1　超弹性材料

14.2.2　塑性材料

14.3　销轴的结构非线性分析

14.3.1　问题描述

14.3.2　启动Workbench并建立分析项目

14.3.3　创建几何体

14.3.4　添加模型材料属性

14.3.5　划分网格

14.3.6　求解载荷步数的设置

14.3.7　施加载荷与约束

14.3.8　结果后处理（设置求解项）

14.3.9　求解并显示求解结果

14.3.10　保存与退出

14.4　本章小结

第15章　接触问题分析

15.1　接触问题分析概述

15.1.1　罚函数法和增强拉格朗日法

15.1.2　拉格朗日乘数法

15.1.3　多点约束法

15.1.4　各方法接触探测的特点

15.2　接触问题分析流程

15.2.1　接触刚度与渗透

15.2.2　接触类型

15.2.3　对称/非对称行为

15.2.4　施加摩擦接触

15.2.5　检查接触结果

15.3　轴承内外套接触分析

15.3.1　问题描述

15.3.2　启动Workbench并建立分析项目

15.3.3　创建几何体

15.3.4　添加模型材料属性

15.3.5　设置接触选项

15.3.6　划分网格

15.3.7　施加载荷与约束

15.3.8　结果后处理（设置求解项）

15.3.9　求解并显示求解结果

15.3.10　保存与退出

15.4　本章小结

第16章　Workbench优化设计

16.1　Design Explorer概述

16.1.1　参数定义

16.1.2　设定优化方法

16.1.3　Design Explorer项目

16.1.4　Design Explorer特点

16.1.5　Design Explorer操作界面

16.2　Design Exploration优化设计基础

16.2.1　参数设置

16.2.2　目标驱动优化

16.2.3　响应曲面

16.2.4　实验设计

16.2.5　六西格玛分析

16.3　连接板的优化设计

16.3.1　问题描述

16.3.2　启动Workbench并建立分析项目

16.3.3　导入几何体

16.3.4　添加材料库

16.3.5　添加模型材料属性

16.3.6　划分网格

16.3.7　施加约束与载荷

16.3.8　结果后处理（设置求解项）

16.3.9　求解并显示求解结果

16.3.10　观察优化参数

16.3.11　响应曲面

16.3.12　观察新设计点的结果

16.3.13　保存与退出

16.4　本章小结

第17章　流体动力学分析

17.1　流体动力学基础

17.1.1　质量守恒方程

17.1.2　动量守恒方程

17.1.3　能量守恒方程

17.1.4　湍流模型

17.2　流体动力学的分析流程

17.3　基于Fluent的导弹流体动力学分析

17.3.1　案例介绍

17.3.2　启动Workbench并建立分析项目

17.3.3　导入几何体

17.3.4　划分网格

17.3.5　网格检查与处理

17.3.6　设置物理模型和材料

17.3.7　设置操作环境和边界条件

17.3.8　设置求解方法和控制参数

17.3.9　设置监视窗口和初始化

17.3.10　求解和退出

17.3.11　计算结果的后处理

17.3.12　保存与退出

17.4　基于Fluent的灭火器流体动力学分析

17.4.1　案例介绍

17.4.2　启动Workbench并建立分析项目（Fluent）

17.4.3　导入几何体

17.4.4　划分网格

17.4.5　网格检查与处理

17.4.6　设置物理模型和材料

17.4.7　设置操作环境和边界条件

17.4.8　设置求解方法和控制参数

17.4.9　设置监视窗口和初始化

17.4.10　求解和退出

17.4.11　计算结果的后处理

17.4.12　保存与退出

17.5　基于CFX的灭火器流体动力学分析

17.5.1　建立分析项目（CFX）

17.5.2　划分网格（CFX）

17.5.3　设置分析类型

17.5.4　设置流体区域参数

17.5.5　设置边界条件

17.5.6　设置求解器

17.5.7　设置输出控制

17.5.8　运行求解器

17.5.9　计算结果的后处理

17.5.10　保存与退出

17.6　本章小结

附录CD页