ANSYS Workbench 18.0有限元分析从入门到精通PDF电子书下载

第1章 ANSYS Workbench 18.0基础 1

1.1 CAE软件简介 2

1.2 有限元法简介 3

1.2.1 有限元法的基本思想 4

1.2.2 有限元法的特点 4

1.3 ANSYS简介 5

1.3.1 ANSYS的发展 5

1.3.2 ANSYS的功能 6

1.4 ANSYS Workbench概述 7

1.4.1 ANSYS Workbench 18.0的特点 7

1.4.2 ANSYS Workbench 18.0应用分类 8

1.5 ANSYS Workbench18.0分析的基本过程 9

1.5.1 前处理 9

1.5.2 加载并求解 10

1.5.3 后处理 11

1.6 ANSYS Workbench 18.0的设计流程 11

1.7 ANSYS Workbench 18.0系统要求和启动 11

1.7.1 系统要求 11

1.7.2 启动 12

1.8 ANSYS Workbench 18.0的界面 13

第2章 项目管理 14

2.1 工具箱 15

2.2 项目概图 16

2.2.1 系统和模块 17

2.2.2 模块的类型 17

2.2.3 了解模块状态 18

2.2.4 项目概图中的链接 19

2.3 ANSYS Workbench 18.0选项窗口 19

2.4 ANSYS Workbench 18.0文档管理 20

2.4.1 目录结构 20

2.4.2 显示文件明细 21

2.4.3 打包文件 21

2.5 创建项目概图实例 22

第3章 DesignModeler图形用户界面 25

3.1 启动DesignModeler 26

3.2 图形界面 28

3.2.1 操作界面介绍 28

3.2.2 Workbench窗口定制 30

3.2.3 DesignModeler主菜单 31

3.2.4 DesignModeler工具栏 32

3.2.5 属性栏窗格 32

3.2.6 DesignModeler和CAD类文件交互 33

3.3 选择操作 34

3.3.1 基本鼠标功能 34

3.3.2 选择过滤器 35

3.4 视图操作 37

3.4.1 图形控制 37

3.4.2 光标模式 38

3.5 右键弹出菜单 38

3.5.1 插入特征 39

3.5.2 显示／隐藏目标 40

3.5.3 特征／部件抑制 40

3.5.4 Go To特征 40

3.6 帮助文档 42

第4章 草图模式 43

4.1 Design Modeler中几何体的分类 44

4.2 绘制草图 44

4.2.1 长度单位制 44

4.2.2 创建新平面 45

4.2.3 创建新草图 46

4.2.4 草图的隐藏与显示 47

4.3 工具箱 47

4.3.1 草绘工具箱 47

4.3.2 修改工具箱 48

4.3.3 标注工具箱 50

4.3.4 约束工具箱 51

4.3.5 设置工具箱 52

4.4 草绘附件 53

4.4.1 标尺工具 53

4.4.2 正视于工具 53

4.4.3 撤销工具 54

4.5 草图绘制实例——垫片草图 54

第5章 三维特征 59

5.1 建模特性 60

5.1.1 拉伸 60

5.1.2 旋转 63

5.1.3 扫掠 64

5.1.4 放样 65

5.1.5 抽壳 65

5.2 修改特征 66

5.2.1 等半径倒圆 66

5.2.2 变半径倒圆 67

5.2.3 顶点倒圆 67

5.2.4 倒角 68

5.3 体操作 68

5.3.1 镜像 68

5.3.2 移动 69

5.3.3 缝合 70

5.3.4 简化 70

5.3.5 旋转 71

5.3.6 切除材料 71

5.3.7 印记面 71

5.3.8 切片 71

5.4 高级体操作 72

5.4.1 阵列特征 72

5.4.2 布尔操作 72

5.4.3 直接创建几何体 73

5.5 三维特征实例1——联轴器 74

5.5.1 新建模型 74

5.5.2 拉伸模型 75

5.5.3 拉伸底面 76

5.5.4 拉伸大圆孔 77

5.5.5 拉伸生成键槽 78

5.5.6 拉伸小圆孔 79

5.6 三维特征实例2——机盖 80

5.6.1 新建模型 80

5.6.2 旋转模型 81

5.6.3 阵列筋 83

5.6.4 创建底面 84

第6章 高级三维建模 87

6.1 建模工具 88

6.1.1 激活和冻结体 88

6.1.2 体抑制 88

6.1.3 多体零件 89

6.2 高级工具 89

6.2.1 命名选择 89

6.2.2 中面 90

6.2.3 包围 92

6.2.4 对称特征 93

6.2.5 填充 93

6.2.6 切片 93

6.2.7 面删除 95

6.3 高级三维建模实例——铸管 95

6.3.1 导入模型 95

6.3.2 填充特征 97

6.3.3 简化模型 97

第7章 概念建模 99

7.1 概念建模工具 100

7.1.1 从点生成线 100

7.1.2 从草图生成线 100

7.1.3 从边生成线 101

7.1.4 修改线体：分割边 101

7.2 横截面 102

7.2.1 横截面树形目录 102

7.2.2 横截面编辑 102

7.3 面操作 105

7.3.1 从线建立面 105

7.3.2 从草图创建面 106

7.3.3 面修补 106

7.3.4 边接合 106

7.4 概念建模实例——框架结构 107

7.4.1 新建模型 107

7.4.2 创建草图 108

7.4.3 创建线体 109

7.4.4 创建横截面 110

7.4.5 创建梁之间的面 111

7.4.6 生成多体零件 112

第8章 一般网格控制 113

8.1 网格划分概述 114

8.1.1 ANSYS网格划分应用程序概述 114

8.1.2 网格划分步骤 114

8.1.3 分析类型 114

8.2 全局网格控制 116

8.2.1 相关性和关联中心 116

8.2.2 全局单元尺寸 117

8.2.3 初始尺寸种子 117

8.2.4 平滑和过渡 118

8.2.5 跨度中心角 119

8.2.6 高级尺寸功能 120

8.3 局部网格控制 121

8.3.1 局部尺寸 122

8.3.2 接触尺寸 125

8.3.3 细化 125

8.3.4 映射面划分 126

8.3.5 匹配控制 127

8.3.6 收缩控制 128

8.3.7 膨胀 128

8.4 网格工具 129

8.4.1 生成网格 129

8.4.2 截面位面 130

8.4.3 命名选项 131

8.5 网格划分方法 131

8.5.1 自动划分方法 131

8.5.2 四面体 132

8.5.3 扫掠 133

8.5.4 多区域 134

8.6 网格划分实例1——两管容器网格划分 136

8.6.1 定义几何 136

8.6.2 初始网格 137

8.6.3 命名选项 138

8.6.4 膨胀 139

8.6.5 截面位面 139

8.7 网格划分实例2——四通管网格划分 140

8.7.1 定义几何 140

8.7.2 Mechanical默认与CFD网格 141

8.7.3 截面位面 142

8.7.4 使用面尺寸 144

8.7.5 局部网格划分 146

第9章 Mechanical简介 149

9.1 启动Mechanical 150

9.2 Mechanical界面 150

9.2.1 Mechanical菜单栏 151

9.2.2 工具栏 151

9.2.3 树形目录 152

9.2.4 属性窗格 153

9.2.5 绘图区域 154

9.2.6 应用向导 154

9.3 基本分析步骤 155

9.4 一个简单的分析实例——铝合金弯管头 156

9.4.1 问题描述 156

9.4.2 项目概图 156

9.4.3 前处理 158

9.4.4 求解 161

9.4.5 结果 161

9.4.6 报告 162

第10章 静力结构分析 164

10.1 几何模型 165

10.1.1 质量点 165

10.1.2 材料特性 166

10.2 分析设置 166

10.3 载荷和约束 167

10.3.1 加速度和重力加速度 168

10.3.2 集中力和压力 168

10.3.3 约束 169

10.4 求解模型 170

10.5 后处理 170

10.6 静力结构分析1——连杆基体强度校核 173

10.6.1 问题描述 173

10.6.2 前处理 175

10.6.3 求解 178

10.6.4 结果 178

10.7 静力结构分析2——联轴器变形和应力校核 180

10.7.1 问题描述 180

10.7.2 项目概图 180

10.7.3 前处理 181

10.7.4 求解 183

10.7.5 结果 183

10.7.6 报告 184

10.8 静力结构学分析3——基座基体强度校核 185

10.8.1 问题描述 185

10.8.2 建立分析项目 186

10.8.3 前处理 188

10.8.4 求解 191

10.8.5 结果 192

第11章 模态分析 193

11.1 模态分析方法 194

11.2 模态系统分析步骤 194

11.2.1 几何体和质点 194

11.2.2 接触区域 194

11.2.3 分析类型 195

11.2.4 载荷和约束 196

11.2.5 求解 196

11.2.6 检查结果 196

11.3 模态分析实例1——机盖壳体强度校核 196

11.3.1 问题描述 196

11.3.2 项目概图 197

11.3.3 前处理 198

11.3.4 求解 200

11.3.5 结果 200

11.4 模态分析实例2——长铆钉预应力 202

11.4.1 问题描述 202

11.4.2 项目概图 202

11.4.3 前处理 204

11.4.4 求解 206

11.4.5 结果 206

11.5 模态分析实例3——机翼 209

11.5.1 问题描述 209

11.5.2 项目概图 209

11.5.3 前处理 210

11.5.4 求解 214

11.5.5 模态分析 215

第12章 响应谱分析 218

12.1 响应谱分析简介 219

12.1.1 响应谱分析过程 219

12.1.2 在ANSYS Workbench 18.0中进行响应谱分析 220

12.2 响应谱分析实例——三层框架结构地震响应分析 221

12.2.1 问题描述 221

12.2.2 项目概图 221

12.2.3 前处理 223

12.2.4 模态分析求解 225

12.2.5 响应谱分析设置并求解 227

12.2.6 查看分析结果 229

第13章 谐响应分析 231

13.1 谐响应分析简介 232

13.2 谐响应分析步骤 232

13.2.1 建立谐响应分析项 232

13.2.2 加载谐响应载荷 233

13.2.3 求解方法 233

13.2.4 后处理中查看结果 234

13.3 谐响应分析实例——固定梁 234

13.3.1 问题描述 234

13.3.2 项目概图 235

13.3.3 前处理 237

13.3.4 模态分析求解 238

13.3.5 谐响应分析预处理 240

13.3.6 谐响应分析设置并求解 240

13.3.7 谐响应分析后处理 242

第14章 随机振动分析 245

14.1 随机振动分析简介 246

14.1.1 随机振动分析过程 246

14.1.2 在ANSYS Workbench 18.0中进行随机振动分析 246

14.2 随机振动分析实例——桥梁模型随机振动分析 246

14.2.1 问题描述 248

14.2.2 项目概图 248

14.2.3 前处理 250

14.2.4 模态分析求解 253

14.2.5 随机振动分析设置并求解 255

14.2.6 查看分析结果 256

第15章 线性屈曲分析 258

15.1 屈曲概述 259

15.2 屈曲分析步骤 259

15.2.1 几何体和材料属性 260

15.2.2 接触区域 260

15.2.3 载荷与约束 260

15.2.4 设置屈曲 260

15.2.5 求解模型 261

15.2.6 检查结果 262

15.3 线性屈曲分析实例1——空心管 262

15.3.1 问题描述 262

15.3.2 项目概图 263

15.3.3 创建草图 264

15.3.4 Mechanical前处理 266

15.3.5 求解 266

15.3.6 结果 268

15.4 线性屈曲分析实例2——升降架 269

15.4.1 问题描述 269

15.4.2 项目概图 269

15.4.3 Mechanical前处理 270

15.4.4 求解 272

15.4.5 结果 273

第16章 结构非线性分析 274

16.1 非线性分析概论 275

16.1.1 非线性行为的原因 275

16.1.2 非线性分析的基本信息 276

16.2 结构非线性的一般过程 278

16.2.1 建立模型 278

16.2.2 分析设置 279

16.2.3 查看结果 281

16.3 接触非线性结构 281

16.3.1 接触基本概念 282

16.3.2 接触类型 282

16.3.3 刚度及渗透 282

16.3.4 Pinball区域 283

16.3.5 对称／非对称行为 284

16.3.6 接触结果 286

16.4 结构非线性实例1——刚性接触 286

16.4.1 问题描述 287

16.4.2 项目概图 287

16.4.3 绘制草图 288

16.4.4 创建面体 288

16.4.5 更改模型类型 289

16.4.6 修改几何体属性 290

16.4.7 添加接触 291

16.4.8 划分网格 291

16.4.9 分析设置 294

16.4.10 求解 297

16.4.11 查看求解结果 297

16.4.12 接触结果后处理 300

16.5 结构非线性实例2——O形圈 302

16.5.1 问题描述 302

16.5.2 项目概图 303

16.5.3 绘制草图 304

16.5.4 创建面体 304

16.5.5 添加材料 306

16.5.6 修改几何体属性 308

16.5.7 添加接触 309

16.5.8 划分网格 311

16.5.9 分析设置 313

16.5.10 求解 315

16.5.11 查看求解结果 315

第17章 热分析 318

17.1 热分析模型 319

17.1.1 几何模型 319

17.1.2 材料属性 319

17.2 装配体 319

17.2.1 实体接触 319

17.2.2 热导率 321

17.2.3 点焊 321

17.3 热环境工具栏 321

17.3.1 热载荷 322

17.3.2 热边界条件 322

17.4 求解选项 323

17.5 结果和后处理 324

17.5.1 温度 324

17.5.2 热通量 325

17.5.3 响应热流速 325

17.6 热分析实例1——变速器上箱盖 325

17.6.1 问题描述 326

17.6.2 项目概图 326

17.6.3 前处理 327

17.6.4 求解 331

17.6.5 结果 331

17.7 热分析实例2——齿轮泵基座 334

17.7.1 问题描述 334

17.7.2 项目概图 334

17.7.3 前处理 336

17.7.4 求解 339

17.7.5 结果 340

第18章 优化设计 342

18.1 优化设计概论 343

18.1.1 ANSYS优化方法 343

18.1.2 定义参数 343

18.1.3 Design Explorer优化类型 344

18.2 优化设计界面 344

18.2.1 Design Explorer用户界面 344

18.2.2 Design Explorer数据参数界面 344

18.2.3 读入APDL文件 344

18.3 优化设计实例——连杆六西格玛优化设计 346

18.3.1 问题描述 346

18.3.2 项目概图 346

18.4.3 Mechanical前处理 347

18.3.4 设置求解 350

18.3.5 六西格玛设计 352

附录A ANSYS Workbench18.0菜单栏命令 359

A.1 Workbench中菜单栏 359

A.2 DesignModeler中菜单栏 360

A.3 Mechanical中菜单栏 361

附录B 有限元知识架构 362

附录C ANSYS Workbench 18.0帮助文件说明 362