有限元分析及ANSYS Workbench工程应用PDF电子书下载

第1章 ANSYS Workbench基础 1

1.1 CAE概述 1

1.2 ANSYS软件概述 2

1.2.1 ANSYS发展历程 2

1.2.2 ANSYS软件特点 4

1.3 AWE介绍 5

1.4 仿真过程及例子1 8

第2章 AWE的主界面 15

2.1 AWE主界面简介 15

2.1.1 主菜单 16

2.1.2 基本工具条 20

2.1.3 工具箱Toolbox 20

2.1.4 工程流程图Project Schematic 23

2.1.5 主界面Options的设置 27

2.2 AWE窗口管理 37

2.2.1 窗口管理功能 37

2.2.2 窗口相互切换 37

2.2.3 窗口紧凑模式 38

第3章 DesignModeler几何建模 39

3.1 DesignModeler平台 39

3.1.1 DesignModeler主菜单 41

3.1.2 选择工具条 44

3.1.3 视图工具条 47

3.1.4 平面和草图工具条 48

3.1.5 图形选项工具条 50

3.1.6 弹出菜单 51

3.1.7 鼠标功能 53

3.2 草图模式Sketching 54

3.2.1 绘制草图Draw 54

3.2.2 修改草图Modify 55

3.2.3 尺寸标注Dimensions 58

3.2.4 草图约束Constraints 60

3.2.5 草图设置Settings 62

3.2.6 草图援引和草图投影 62

3.2.7 第3章例子1 63

3.3 3D建模Modeling 66

3.3.1 体和零件 66

3.3.2 详细选项 68

3.3.3 3D特征创建 70

3.3.4 3D高级建模操作 77

3.3.5 体的操作Body Operation 85

3.3.6 体的变换Body Transformation 88

3.3.7 第3章例子3 90

3.4 概念建模Concept 93

3.4.1 创建线体和分割线体 94

3.4.2 线体的横截面 96

3.4.3 3D曲线特征 101

3.4.4 创建表面体 102

3.5 高级工具Tools之一 104

3.5.1 冻结Freeze 105

3.5.2 解冻Unfreeze 105

3.5.3 命名选择Named Selection 105

3.5.4 属性Attribute 105

3.5.5 接合Joint 106

3.5.6 包围Enclosure和例子4 107

3.5.7 面分割Face Split 109

3.5.8 对称Symmetry 110

3.5.9 填充Fill和例子5 110

3.5.10 抽取中面 113

3.5.11 表面延伸和例子6 114

3.5.12 表面修补和例子7 119

3.5.13 表面翻转Surface Flip 122

3.5.14 合并Merge 122

3.5.15 连接Connect 123

3.5.16 投影Projection 124

3.5.17 转换Conversion 125

3.5.18 焊接Weld 126

3.6 高级工具Tools之二 127

3.6.1 修补工具Repair 127

3.6.2 分析工具Analysis Tools 128

3.6.3 选项设置Option 131

第4章 Meshing网格划分 134

4.1 网格划分概述 134

4.1.1 ANSYS 18.0网格划分 134

4.1.2 网格形状 134

4.1.3 网格划分的目的和流程 135

4.1.4 需考虑的原则 136

4.2 网格划分的界面 137

4.2.1 主菜单 137

4.2.2 工具条 139

4.2.3 鼠标快捷菜单 145

4.3 3D网格的全局控制Method 147

4.3.1 程序自动划分网格Automatic 147

4.3.2 四面体单元划分Tetrahedrons 148

4.3.3 六面体为主Hex Dominant 151

4.3.4 扫掠划分Sweep 152

4.3.5 多区MultiZone 155

4.3.6 第4章例子1 157

4.3.7 第4章例子2 160

4.3.8 第4章例子3 163

4.3.9 第4章例子4 164

4.4 3D网格的局部控制 167

4.4.1 网格局部尺寸控制Sizing 167

4.4.2 接触网格尺寸控制Contact Sizing 170

4.4.3 网格局部单元细化控制Refinement 170

4.4.4 面网格映射控制及例子5 171

4.4.5 匹配网格划分及例子6 174

4.4.6 网格修剪控制Pinch 179

4.4.7 网格膨胀控制Inflation 180

4.5 其他工具 184

4.5.1 虚拟拓扑工具Virtual Topology 184

4.5.2 2D网格划分方法 187

4.5.3 第4章例子7 190

4.6 网格划分的默认选项、细节窗口及向导 192

4.6.1 网格的默认选项 192

4.6.2 网格整体的细节窗口 194

4.6.3 Meshing Options 206

4.7 网格划分质量 207

4.7.1 网格质量的度量 207

4.7.2 网格划分失败的原因 209

4.7.3 补救措施及例子8 210

第5章 Mechanical基础 214

5.1 Engineering Data定义材料属性 214

5.1.1 材料数据的窗口 214

5.1.2 材料数据的使用 217

5.1.3 第5章例子1 218

5.2 准备工作 220

5.3 Geometry导入几何模型 221

5.3.1 几何模型的种类 221

5.3.2 Geometry Property 223

5.3.3 几何模型的导入 225

5.3.4 Geometry细节窗口 227

5.3.5 零件的信息 228

5.4 后处理之查看结果 230

5.4.1 标准工具条 230

5.4.2 截面Section 232

5.4.3 标注Annotation 232

5.4.4 曲线图和表格New Chart and Table 233

5.4.5 注解Comment 234

5.4.6 图形和照片Figure and Image 235

5.4.7 结果工具条 235

5.4.8 图例的快捷菜单 238

5.4.9 动画窗口Animation 239

5.4.10 多窗口 240

5.4.11 报警器Alert 241

5.5 后处理之指定结果和输出结果 242

5.5.1 指定结果 242

5.5.2 输出结果 244

第6章 结构静力学分析 246

6.1 结构分析概述 246

6.2 结构静力分析模块的界面 247

6.2.1 主菜单 248

6.2.2 界面中其他部分 249

6.2.3 Options 250

6.3 几种简单的工具条 256

6.3.1 模型Model工具条 256

6.3.2 几何体Geometry工具条 264

6.3.3 坐标系Coordinate System 264

6.4 连接关系Connections工具条 267

6.4.1 Connections连接 267

6.4.2 Connection Group 268

6.4.3 连接之接触Contact 269

6.4.4 第6章例子1 282

6.4.5 连接之Spot Weld焊接点 284

6.4.6 End Release 285

6.5 分析设置 286

6.5.1 Step Controls 286

6.5.2 Solver Controls 290

6.5.3 Restart Controls 292

6.5.4 Nonlinear Controls 293

6.5.5 Output Controls 294

6.5.6 Analysis Data Management 295

6.5.7 Restart Analysis 296

6.6 惯性载荷和结构载荷工具条 296

6.6.1 载荷分类及细节窗口 297

6.6.2 加速度 302

6.6.3 标准的地球重力 303

6.6.4 旋转速度 303

6.6.5 压强 304

6.6.6 管道压强 304

6.6.7 静水压强 304

6.6.8 力 305

6.6.9 远端力 305

6.6.10 轴承载荷 306

6.6.11 螺栓预紧载荷 307

6.6.12 力矩载荷 309

6.6.13 广义平面应变 309

6.6.14 线压强 309

6.6.15 热载荷 310

6.6.16 流固界面载荷 312

6.7 约束支撑工具条 312

6.7.1 固定约束 312

6.7.2 位移约束 313

6.7.3 远端位移 314

6.7.4 无摩擦约束 315

6.7.5 仅有压缩的约束 315

6.7.6 圆柱面约束 316

6.7.7 简单约束 316

6.7.8 约束旋转 316

6.7.9 弹性支撑 317

6.7.10 第6章例子2 317

6.8 Conditions工具条 324

6.8.1 Coupling 324

6.8.2 约束方程 324

6.8.3 Pipe Idealization 325

6.8.4 Nonlinear Adaptive Region 325

6.9 求解选项 327

6.9.1 求解精度 327

6.9.2 Solution细节窗口 327

6.9.3 Solution Information细节窗口 328

6.9.4 Result Tracker工具条 333

6.9.5 Result Tracker的其他功能 334

6.10 求解结果Solution 335

6.10.1 变形Deformation 335

6.10.2 应变Strain和应力Stress 337

6.10.3 能量Energy 340

6.10.4 损伤Damage 341

6.10.5 线性应力Linearized Stress 341

6.10.6 探针Probe 343

6.10.7 应力工具Stress Tool 347

6.10.8 接触工具Contact Tool 349

6.10.9 用户自定义结果User Defined Result 350

6.10.10 坐标系Coordinate Systems 353

6.11 结构静力分析的步骤及策略 354

6.11.1 模型和网格划分 354

6.11.2 载荷 355

6.11.3 求解模型和检查结果 355

6.11.4 强度评定 355

6.12 第6章例子3 358

6.12.1 UG模型处理 358

6.12.2 有限元模型 358

6.12.3 只有径向载荷 364

6.12.4 只有惯性力载荷 365

第7章 结构动力学分析 368

7.1 结构动力学分析基础 368

7.1.1 结构动力学分析概述 368

7.1.2 Workbench动力学分析类型 371

7.1.3 Workbench动力学的求解 373

7.1.4 阻尼 374

7.2 模态分析 378

7.2.1 介绍模态分析 378

7.2.2 自由模态分析流程 380

7.2.3 预应力模态分析流程 384

7.2.4 第7章例子1 385

7.3 谐响应分析 389

7.3.1 谐响应分析概述 389

7.3.2 两种求解方法 390

7.3.3 谐响应分析流程 392

7.3.4 第7章例子2 400

7.4 响应谱分析 405

7.4.1 响应谱分析概述 405

7.4.2 响应谱分析的参数 406

7.4.3 响应谱分析流程 409

7.4.4 第7章例子3 413

7.5 随机振动分析 418

7.5.1 随机振动术语 419

7.5.2 随机振动分析流程 420

7.5.3 添加求解结果 421

7.5.4 第7章例子4 425

第8章 多刚体动力学 428

8.1 刚体动力学概述 428

8.2 Connection连接工具条 429

8.2.1 连接之Joint运动副 429

8.2.2 连接之Spring弹簧 439

8.2.3 连接的其他按钮 441

8.3 多刚体动力学分析步骤 442

8.3.1 材料、模型和网格 442

8.3.2 连接 442

8.3.3 载荷和约束支撑 443

8.3.4 多刚体动力学分析设置 445

8.3.5 查看结果 447

8.4 第8章例子1 450

8.4.1 建立仿真 450

8.4.2 Connection定义运动副 451

8.4.3 连杆和曲轴的位置配对 454

8.4.4 多刚体动力学分析设置 455

8.4.5 求解并添加结果 455

第9章 瞬态（刚柔体）动力学分析 459

9.1 瞬态（刚柔体）动力学分析概述 459

9.2 刚柔体动力学分析步骤 460

9.2.1 材料、零件和网格 460

9.2.2 Connection连接 461

9.2.3 初始条件 461

9.2.4 刚柔体动力学分析设置 464

9.2.5 载荷和约束支撑 468

9.2.6 收敛 470

9.2.7 查看结果 470

9.3 第9章例子1 471

9.4 对比刚体动力学 474

第10章 工程热分析 476

10.1 热分析概述 476

10.1.1 传热基本方式 476

10.1.2 稳态热分析基本原理 478

10.1.3 瞬态热分析基本原理 479

10.2 稳态热分析详细步骤 480

10.2.1 材料属性 480

10.2.2 几何模型 481

10.2.3 定义Connection连接 481

10.2.4 划分网格 483

10.2.5 热载荷 483

10.2.6 分析设置 491

10.2.7 初始化 493

10.2.8 求解 493

10.2.9 结果与后处理 494

10.3 第10章例子1 498

10.3.1 实例描述 498

10.3.2 步骤 499

10.4 瞬态热分析详细步骤 504

10.4.1 前处理 504

10.4.2 分析设置 505

10.4.3 定义初始条件 507

10.4.4 热载荷 507

10.4.5 求解与结果 507

10.5 第10章例子2 507

10.5.1 实例描述 507

10.5.2 稳态热分析步骤 509

10.5.3 建立瞬态热分析 512

10.6 第10章例子3 517

10.6.1 实例描述 517

10.6.2 建立稳态热分析 517

10.6.3 建立瞬态热分析 520

参考文献 524