ANSYS Workbench 2024有限元分析从入门到精通(升级版)电子书

内容简介

前言

第1部分

第1章　ANSYS Workbench概述

1.1　Workbench平台界面

1.1.1　菜单栏

1.1.2　工具栏

1.1.3　工具箱

1.2　操作实例——建立用户自定义分析模板

1.3　本章小结

第2章　几何建模

2.1　DesignModeler几何建模概述

2.1.1　DesignModeler几何建模工具

2.1.2　菜单栏

2.1.3　工具栏

2.1.4　常用命令栏

2.1.5　模型树

2.1.6　DesignModeler的启动与草绘

2.1.7　DesignModeler特有操作

2.2　几何建模实例

2.2.1　几何建模实例1——实体建模

2.2.2　几何建模实例2——概念建模

2.3　本章小结

第3章　网格划分

3.1　网格划分基础

3.1.1　网格划分适用领域

3.1.2　网格划分方法

3.1.3　网格默认设置

3.1.4　网格尺寸设置

3.1.5　Meshing网格质量设置

3.1.6　网格膨胀层设置

3.1.7　网格高级选项设置

3.1.8　网格统计设置

3.2　网格划分实例

3.2.1　应用实例1——膨胀网格划分

3.2.2　应用实例2——多区域网格划分

3.3　ANSYS Workbench其他网格划分工具

3.3.1　ICEM CFD软件简介

3.3.2　TGrid软件简介

3.3.3　Gambit软件简介

3.4　本章小结

第4章　后处理

4.1　ANSYS Workbench后处理

4.1.1　查看结果

4.1.2　显示结果

4.1.3　显示变形

4.1.4　应力和应变

4.1.5　接触结果

4.1.6　自定义结果显示

4.2　案例分析

4.2.1　问题描述

4.2.2　启动Workbench并建立分析项目

4.2.3　导入几何体

4.2.4　添加材料库

4.2.5　添加模型材料属性

4.2.6　划分网格

4.2.7　施加载荷与约束

4.2.8　结果后处理

4.2.9　保存与退出

4.3　本章小结

第2部分

第5章　结构静力学分析

5.1　线性静力学分析概述

5.1.1　线性静力学分析简介

5.1.2　线性静力学分析流程

5.1.3　线性静力学分析基础

5.2　项目分析1——实体单元静力学分析

5.2.1　问题描述

5.2.2　启动Workbench并建立分析项目

5.2.3　导入几何体

5.2.4　添加材料库

5.2.5　添加模型材料属性

5.2.6　划分网格

5.2.7　施加载荷与约束

5.2.8　结果后处理

5.2.9　保存与退出

5.3　项目分析2——梁单元线性静力学分析

5.3.1　问题描述

5.3.2　启动Workbench并建立分析项目

5.3.3　创建几何体

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

5.3.9　保存与退出

5.4　项目分析3——曲面实体静力学分析

5.4.1　问题描述

5.4.2　启动Workbench并建立分析项目

5.4.3　导入几何体

5.4.4　添加材料库

5.4.5　添加模型材料属性

5.4.6　划分网格

5.4.7　施加载荷与约束

5.4.8　结果后处理

5.4.9　保存与退出

5.5　项目分析4——支承座静力学分析

5.5.1　问题描述

5.5.2　添加材料和导入模型

5.5.3　修改模型

5.5.4　赋予材料和划分网格

5.5.5　添加约束和载荷

5.5.6　求解

5.5.7　结果后处理

5.5.8　保存与退出

5.6　项目分析5——子模型静力学分析

5.6.1　问题描述

5.6.2　启动Workbench并建立分析项目

5.6.3　导入几何体

5.6.4　添加材料库

5.6.5　添加模型材料属性

5.6.6　划分网格

5.6.7　施加载荷与约束

5.6.8　结果后处理

5.6.9　子模型分析

5.6.10　保存并退出

5.7　本章小结

第6章　模态分析

6.1　模态分析概述

6.1.1　模态分析简介

6.1.2　模态分析基础

6.2　项目分析1——计算机机箱模态分析

6.2.1　问题描述

6.2.2　启动Workbench并建立分析项目

6.2.3　导入几何体

6.2.4　添加材料库

6.2.5　添加模型材料属性

6.2.6　划分网格

6.2.7　施加载荷与约束

6.2.8　结果后处理

6.2.9　保存与退出

6.3　项目分析2——零件有预应力模态分析

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　添加模型材料属性

6.3.6　划分网格

6.3.7　施加载荷与约束

6.3.8　模态分析

6.3.9　结果后处理

6.3.10　保存与退出

6.4　项目分析3——制动鼓模态分析

6.4.1　问题描述

6.4.2　添加材料和导入几何体

6.4.3　赋予材料和划分网格

6.4.4　添加约束和载荷

6.4.5　求解

6.4.6　结果后处理

6.4.7　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

7.1.1　谐响应分析简介

7.1.2　谐响应分析基础

7.2　项目分析1——计算机机箱谐响应分析

7.2.1　问题描述

7.2.2　启动Workbench并建立分析项目

7.2.3　创建谐响应分析项目

7.2.4　施加载荷与约束

7.2.5　结果后处理

7.2.6　保存与退出

7.3　项目分析2——齿轮箱谐响应分析

7.3.1　问题描述

7.3.2　启动Workbench并建立分析项目

7.3.3　创建模态分析项目

7.3.4　材料选择

7.3.5　施加载荷与约束

7.3.6　模态求解

7.3.7　结果后处理（1）

7.3.8　创建谐响应分析项目

7.3.9　施加载荷与约束

7.3.10　谐响应计算

7.3.11　结果后处理（2）

7.3.12　保存与退出

7.4　项目分析3——丝杆谐响应分析

7.4.1　问题描述

7.4.2　添加材料和导入几何体

7.4.3　赋予材料和划分网格

7.4.4　添加约束和载荷

7.4.5　谐响应求解

7.4.6　谐响应后处理

7.4.7　保存与退出

7.5　本章小结

第8章　响应谱分析

8.1　响应谱分析概述

8.2　项目分析1—塔架响应谱分析

8.2.1　问题描述

8.2.2　启动Workbench并建立分析项目

8.2.3　导入几何体

8.2.4　模态分析

8.2.5　添加材料库

8.2.6　划分网格

8.2.7　施加约束

8.2.8　结果后处理（1）

8.2.9　响应谱分析

8.2.10　添加加速度谱

8.2.11　结果后处理（2）

8.2.12　保存与退出

8.3　项目分析2—计算机机箱响应谱分析

8.3.1　问题描述

8.3.2　启动Workbench并建立分析项目

8.3.3　响应谱分析

8.3.4　添加加速度谱

8.3.5　结果后处理

8.3.6　保存与退出

8.4　本章小结

第9章　瞬态动力学分析

9.1　瞬态动力学分析概述

9.1.1　瞬态动力学分析简介

9.1.2　瞬态动力学分析方程

9.2　项目分析1—实体梁瞬态动力学分析

9.2.1　问题描述

9.2.2　启动Workbench并建立分析项目

9.2.3　创建几何体

9.2.4　模态分析

9.2.5　创建材料

9.2.6　模态分析前处理

9.2.7　施加约束

9.2.8　结果后处理（1）

9.2.9　瞬态动力学分析

9.2.10　添加动态力载荷

9.2.11　结果后处理（2）

9.2.12　保存与退出

9.3　项目分析2—弹簧瞬态动力学分析

9.3.1　问题描述

9.3.2　启动Workbench并建立分析项目

9.3.3　创建几何体

9.3.4　模态分析

9.3.5　模态分析前处理

9.3.6　施加约束

9.3.7　结果后处理（1）

9.3.8　瞬态动力学分析

9.3.9　添加动态力载荷

9.3.10　结果后处理（2）

9.3.11　保存与退出

9.4　本章小结

第10章　随机振动分析

10.1　随机振动分析概述

10.2　项目分析1—实体梁随机振动分析

10.2.1　问题描述

10.2.2　启动Workbench并建立分析项目

10.2.3　创建几何体

10.2.4　模态分析

10.2.5　创建材料

10.2.6　模态分析前处理

10.2.7　施加约束

10.2.8　结果后处理（1）

10.2.9　随机振动分析

10.2.10　添加加速度谱

10.2.11　结果后处理（2）

10.2.12　保存与退出

10.3　项目分析2—弹簧随机振动分析

10.3.1　问题描述

10.3.2　启动Workbench并建立分析项目

10.3.3　创建几何体

10.3.4　模态分析

10.3.5　模态分析前处理

10.3.6　施加约束

10.3.7　结果后处理（1）

10.3.8　随机振动分析

10.3.9　添加动态力载荷

10.3.10　结果后处理（2）

10.3.11　保存与退出

10.4　本章小结

第3部分

第11章　显式动力学分析

11.1　显式动力学分析概述

11.1.1　ANSYS Explicit STR

11.1.2　ANSYS Autodyn

11.1.3　ANSYS LS-DYNA

11.2　项目分析1—钢钉受力显式动力学分析

11.2.1　问题描述

11.2.2　启动Creo Parametric 3.0

11.2.3　启动Workbench并建立分析项目

11.2.4　显式动力学分析

11.2.5　材料选择

11.2.6　材料赋予

11.2.7　分析前处理

11.2.8　施加载荷与约束

11.2.9　结果后处理

11.2.10　保存与退出

11.3　项目分析2—钢板成型显式动力学分析

11.3.1　问题描述

11.3.2　启动Workbench并建立分析项目

11.3.3　导入几何体

11.3.4　材料选择

11.3.5　显式动力学分析前处理

11.3.6　施加约束

11.3.7　结果后处理

11.3.8　启动Autodyn软件

11.3.9　保存与退出

11.4　本章小结

第12章　结构非线性分析

12.1　结构非线性分析概述

12.1.1　接触类型

12.1.2　塑性

12.1.3　屈服准则

12.1.4　非线性分析

12.2　项目分析——接触大变形分析

12.2.1　问题描述

12.2.2　启动Workbench并建立分析项目

12.2.3　创建几何体

12.2.4　瞬态分析

12.2.5　创建材料

12.2.6　瞬态分析前处理

12.2.7　施加约束

12.2.8　结果后处理

12.3　本章小结

第13章　接触分析

13.1　接触分析概述

13.2　项目分析1——虎钳接触分析

13.2.1　问题描述

13.2.2　启动Workbench软件

13.2.3　导入几何体

13.2.4　创建分析项目

13.2.5　添加材料库

13.2.6　添加模型材料属性

13.2.7　创建接触

13.2.8　划分网格

13.2.9　施加载荷

13.2.10　结果后处理

13.2.11　保存与退出

13.3　项目分析2——装配体接触分析

13.3.1　问题描述

13.3.2　启动Workbench软件

13.3.3　导入几何体

13.3.4　创建分析项目

13.3.5　添加材料库

13.3.6　添加模型材料属性

13.3.7　创建接触

13.3.8　划分网格

13.3.9　施加载荷与约束

13.3.10　结果后处理

13.3.11　保存与退出

13.4　本章小结

第14章　特征值屈曲分析

14.1　特征值屈曲分析概述

14.1.1　屈曲分析

14.1.2　特征值屈曲分析方程

14.2　项目分析1—钢管特征值屈曲分析

14.2.1　问题描述

14.2.2　启动Workbench并建立分析项目

14.2.3　创建几何体

14.2.4　设置材料

14.2.5　添加模型材料属性

14.2.6　划分网格

14.2.7　施加载荷与约束

14.2.8　结果后处理（1）

14.2.9　特征值屈曲分析

14.2.10　施加载荷与约束

14.2.11　结果后处理（2）

14.2.12　保存与退出

14.3　项目分析2—金属容器特征值屈曲分析

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　设置材料

14.3.5　添加模型材料属性

14.3.6　划分网格

14.3.7　施加载荷与约束

14.3.8　结果后处理（1）

14.3.9　特征值屈曲分析

14.3.10　施加载荷与约束

14.3.11　结果后处理（2）

14.3.12　保存与退出

14.4　项目分析3—工字梁特征值屈曲分析

14.4.1　问题描述

14.4.2　添加材料和导入几何体

14.4.3　添加屈曲分析项目

14.4.4　赋予材料和划分网格

14.4.5　添加约束和载荷

14.4.6　静态压力求解

14.4.7　屈曲分析求解

14.4.8　结果后处理

14.4.9　保存与退出

14.5　本章小结

第4部分

第15章　热力学分析

15.1　热力学分析概述

15.1.1　热力学分析目的

15.1.2　热力学分析方程

15.1.3　基本热量传递方式

15.2　项目分析1—杯子稳态热力学分析

15.2.1　问题描述

15.2.2　启动Workbench并建立分析项目

15.2.3　导入几何体

15.2.4　创建分析项目

15.2.5　添加材料库

15.2.6　添加模型材料属性

15.2.7　划分网格

15.2.8　施加载荷与约束

15.2.9　结果后处理

15.2.10　保存与退出

15.3　项目分析2—杯子瞬态热力学分析

15.3.1　瞬态热力学分析

15.3.2　设置分析选项

15.3.3　结果后处理

15.3.4　保存与退出

15.4　本章小结

第16章　疲劳分析

16.1　疲劳分析概述

16.1.1　疲劳概述

16.1.2　恒定振幅载荷

16.1.3　成比例载荷

16.1.4　应力定义

16.1.5　应力-寿命曲线

16.1.6　总结

16.2　项目分析1—椅子疲劳分析

16.2.1　问题描述

16.2.2　启动Workbench并建立分析项目

16.2.3　保存工程文件

16.2.4　更改设置

16.2.5　添加“疲劳工具”命令

16.2.6　保存与退出

16.3　项目分析2—实体疲劳分析

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　进入分析界面

16.3.6　划分网格

16.3.7　施加载荷与约束

16.3.8　结果后处理

16.3.9　保存文件

16.3.10　添加“疲劳工具”命令

16.3.11　疲劳分析

16.3.12　保存与退出

16.4　本章小结

第17章　流体动力学分析

17.1　计算流体动力学分析概述

17.1.1　计算流体动力学分析

17.1.2　基本控制方程

17.2　项目分析1—三通内流场分析

17.2.1　问题描述

17.2.2　启动Workbench并建立分析项目

17.2.3　导入几何体

17.2.4　流体动力学分析

17.2.5　划分网格

17.2.6　流体动力学前处理

17.2.7　流体计算

17.2.8　结果后处理

17.3　项目分析2—叶轮外流场分析

17.3.1　问题描述

17.3.2　启动Workbench并建立分析项目

17.3.3　创建几何体模型

17.3.4　创建外部流场

17.3.5　流体动力学分析

17.3.6　划分网格

17.3.7　流体动力学前处理

17.3.8　流体计算

17.3.9　结果后处理

17.3.10　结构静力学分析

17.4　本章小结

第18章　结构优化分析

18.1　结构优化分析概述

18.1.1　优化设计概述

18.1.2　ANSYS Workbench结构优化分析简介

18.1.3　ANSYS Workbench结构优化分析工具

18.2　项目分析—响应曲面优化分析

18.2.1　问题描述

18.2.2　启动Workbench并建立分析项目

18.2.3　导入几何体

18.2.4　结果后处理

18.3　本章小结

第5部分

第19章　多物理场耦合分析

19.1　多物理场耦合分析概述

19.2　项目分析1—四分裂导线电磁结构耦合分析

19.2.1　问题描述

19.2.2　启动软件与保存文档

19.2.3　建立电磁分析项目与读取数据

19.2.4　设置求解器与求解域

19.2.5　赋予材料属性

19.2.6　添加激励

19.2.7　划分网格与创建分析步

19.2.8　检查模型与求解

19.2.9　结果后处理（1）

19.2.10　创建静力学分析项目和数据共享

19.2.11　设定材料

19.2.12　划分网格

19.2.13　添加边界条件与映射激励

19.2.14　求解

19.2.15　结果后处理（2）

19.2.16　保存与退出

19.3　项目分析2—螺线管电磁结构耦合分析

19.3.1　问题描述

19.3.2　启动软件与保存文档

19.3.3　导入几何体

19.3.4　建立电磁分析项目与读取数据

19.3.5　设置求解器与求解域

19.3.6　赋予材料属性

19.3.7　添加激励

19.3.8　检查模型与求解

19.3.9　结果后处理（1）

19.3.10　创建静力学分析项目和数据共享

19.3.11　设定材料

19.3.12　划分网格

19.3.13　添加边界条件与映射激励

19.3.14　求解

19.3.15　结果后处理（2）

19.3.16　保存与退出

19.4　本章小结