ANSYS Workbench基础教程与实例详解 第2版PDF电子书下载

第1章ANSYS Workbench 14.0基础 1

1.1 ANSYS Workbench 14.0新功能概述[1] 1

1.1.1扩展了工程应用 1

1.1.2复杂系统的仿真 3

1.1.3 HPC马驱动创新 4

1.2 ANSYS Workbench 14.0的工作流程[2] 4

1.2.1启动ANSYS Workbench 14.0的方法 5

1.2.2 ANSYS Workbench 14.0的用户界面（GUI） 5

1.3 ANSYS Workbench 14.0的文件管理 7

1.4 Mechanical APDL 9

1.5启动Mechanical APDL的方法[3] 10

1.6本章小结 12

第2章 几何建模 13

2.1 DesignModeler几何建模基础 13

2.1.1 DesignModeler 14.0建模平台 13

2.1.2 DesignModeler的鼠标操作 16

2.1.3特征抑制 17

2.2平面和草图模式 18

2.2.1进入草图 18

2.2.2创建新平面 18

2.2.3创建草图 19

2.3 3D几何体的生成 20

2.3.1多体部件体（Multi-Body Parts） 20

2.3.2表面印记（Imprint Faces） 21

2.3.3填充（Fill）与包围（Enclosure） 23

2.4几何体的修复与简化 24

2.4.1几何体的修复（Repair） 24

2.4.2提取中面（Mid-Surface） 24

2.4.3接合（Joint） 25

2.5分析工具（Analysis Tools） 25

2.6 DesignModeler与商业CAD软件 26

2.7 DesignModeler实例分析 27

2.8概念建模 30

2.8.1从点生成线体 30

2.8.2从草图生成线体 30

2.8.3从边生成线体 31

2.8.4从外部曲线的坐标文件生成线体 31

2.9概念建模实例 31

2.10直接建模工具ANSYS SCDM 40

2.10.1 SpaceClaim软件[4] 40

2.10.2 ANSYS SpaceClaim Direct Modeler 40

2.10.3启动ANSYS SCDM的方法 40

2.10.4 ANSYS SCDM建模工具 41

2.10.5 ANSYS SCDM的几何接口 42

2.11 ANSYS SCDM建模实例 43

2.12本章小结 47

第3章 网格划分 48

3.1认识网格划分平台 48

3.2典型网格划分法 49

3.2.1四面体网格 49

3.2.2扫掠型网格 49

3.2.3自动划分法（Automatic Method） 50

3.2.4 Hex Dominant网格划分 51

3.2.5多域扫掠型（MultiZone Sweep Meshing） 51

3.2.6面体和线体的网格划分 51

3.2.7直接划分网格 52

3.3网格划分的工作流程 52

3.3.1确定物理场和网格划分法 52

3.3.2确定全局网格的设置 53

3.3.3确定局部网格的设置 54

3.3.4预览并划分网格 55

3.3.5检查网格质量 55

3.4网格划分实例 56

3.5 ANSYS ICEM-CFD介绍 73

3.5.1 ANSYS ICEM CFD 14.0软件 73

3.5.2 ICEM CFD 14.0文件类型 74

3.5.3 ANSYS ICEM CFD 14.0主菜单和功能栏 75

3.5.4 ICEM CFD 14.0的工作流程 77

3.5.5 Workbench 14.0和ICEM CFD 14.0 77

3.5.6 ANSYS ICEM CFD 14.0的实例分析 78

3.6本章小结 95

第4章 线性静力结构分析 96

4.1结构线性静力分析基础 96

4.1.1平面问题[5] 96

4.1.2杆系与梁系问题 98

4.2 Workbench 14.0与线性静力学分析 99

4.2.1几何模型 100

4.2.2材料属性 100

4.2.3装配体 100

4.2.4载荷及约束 101

4.2.5 Mechanical中常见的载荷 101

4.2.6 Mechanical中常见的支撑约束 102

4.2.7 Mechanical中求解选项 103

4.2.8后处理结果 104

4.3 Workbench 14.0线性静力学分析实例 106

4.4本章小结 152

第5章ANSYS Workbench与Mechanical APDL 153

5.1 Mechanical APDL与ANSYS Mechanical 153

5.2启动Mechanical APDL的方法 154

5.3 Mechanical APDL界面 155

5.4 Mechanical APDL的文件格式 156

5.4.1保存数据文件（file.db） 157

5.4.2恢复数据（Resuming Databases） 157

5.4.3读入数据（Reading Results） 158

5.5单元属性（Element Attributes） 158

5.5.1单元类型 158

5.5.2材料特性 160

5.5.3实常数或横截面特性 161

5.5.4单元坐标系 161

5.6 APDL命令 163

5.6.1 APDL命令的特点 163

5.6.2 APDL参数 164

5.7 Mechanical中插入命令行[7] 165

5.7.1在树形窗Geometry内插入命令行 166

5.7.2在Remote Points（远端点）内插入命令行 167

5.7.3在Contact Regions（接触区域）内插入命令行 167

5.7.4在Joints（运动副）内插入命令行 168

5.7.5在弹簧（Springs）和梁（Beams）下插入命令行 168

5.7.6在分析设置（Analysis Settings）下插入命令行 169

5.7.7在求解项（Solution）下插入命令行 170

5.7.8在Mechanical中输入和输出参数 170

5.7.9实例分析 171

5.8本章小结 201

第6章 热分析 202

6.1热分析基础[9] 202

6.2主要的传热模式 203

6.2.1热传导 203

6.2.2热对流 203

6.2.3热辐射 204

6.2.4相变 204

6.3总能量传输方程 204

6.4 ANSYS Workbench与热分析 204

6.4.1几何模型 204

6.4.2材料属性 205

6.4.3装配体与接触 205

6.4.4热载荷 206

6.4.5热边界条件 206

6.4.6求解选项 207

6.4.7结果和后处理 207

6.5实例分析 208

6.6本章小结 238

第7章 动力学分析 239

7.1动力学分析基础 239

7.2模态分析基础 240

7.2.1模态分析过程 240

7.2.2模态分析中的几何体 241

7.2.3建立模态分析项 241

7.2.4载荷和约束及求解结果 241

7.3谐响应分析 242

7.3.1谐响应分析过程 243

7.3.2建立谐响应分析项 243

7.3.3加载谐响应载荷及求解 243

7.3.4后处理中查看结果 244

7.4响应谱分析 244

7.4.1响应谱分析过程 245

7.4.2在Workbench中进行响应谱分析 245

7.5随机振动分析 245

7.5.1随机振动分析过程 246

7.5.2在Workbench中进行随机振动分析 246

7.6多体动力学分析（Multibody Dynamic Analysis）[10][11] 246

7.6.1多体动力学分析过程 247

7.6.2多体动力学结构部件的特性 248

7.6.3多体动力学单元特性 248

7.6.4多体动力学初始条件 249

7.6.5阻尼 249

7.6.6部件间的连接 250

7.6.7载荷和约束支撑 251

7.6.8多体动力学求解器 252

7.6.9时间步长 252

7.6.10多体动力学后处理结果值 252

7.7 Workbench中动力学模块 253

7.8动力学实例分析 254

7.9转子动力学 306

7.9.1转子动力学的力学模型 306

7.9.2转子动力学方程 307

7.9.3 ANSYS转子动力学的计算功能 307

7.9.4轴承单元 307

7.9.5坎贝尔图（Campbell diagram） 308

7.9.6转子动力学实例 308

7.10本章小结 314

第8章 显式动力学分析 315

8.1 ANSYS与显式动力学 315

8.1.1拉格朗日（Lagrange）求解器 316

8.1.2欧拉（Euler）求解器 316

8.1.3任意拉格朗日欧拉（Arbitrary Lagrange Euler）法 316

8.1.4无网格（SPH）法 316

8.1.5 Workbench与显式动力学 316

8.2显式动力学实例 318

8.3本章小结 336

第9章 屈曲分析 337

9.1线性屈曲分析的基础 337

9.2在Workbench中进行屈曲分析 338

9.2.1线性屈曲分析的步骤 338

9.2.2几何模型和材料属性 338

9.2.3接触对 338

9.2.4载荷和约束 339

9.2.5屈曲分析的项目结构 339

9.2.6求解模型 339

9.2.7观察结果 339

9.3屈曲分析实例分析 340

9.4本章小结 354

第10章 结构非线性分析 355

10.1非线性分析基础 355

10.1.1几何非线性 355

10.1.2材料非线性 356

10.1.3接触（状态）非线性 356

10.2超弹性材料 356

10.2.1什么是超弹性体 356

10.2.2 ANSYS中的超弹性体 356

10.2.3 Workbench中曲线的拟合 357

10.3金属塑性 359

10.3.1金属塑性 359

10.3.2屈服准则[15][161] 360

10.3.3强化准则 361

10.3.4材料数据的输入 362

10.4 ANSYS Workbench中的接触非线性 363

10.4.1接触的基本概念 363

10.4.2 Workbench中的接触类型 364

10.4.3对称/非对称行为 364

10.4.4接触工具 364

10.4.5摩擦接触 365

10.4.6接触结果 366

10.5结构非线性实例分析 366

10.6本章小结 404

第11章 流体动力学分析 405

11.1 CFD简介[17] 405

11.2 ANSYS CFD介绍 406

11.3 Workbench界面下CFD模块 407

11.4 ANSYS CFD实例分析 408

11.5磁流体动力学[18] 426

11.6本章小结 437

第12章 电磁场分析 438

12.1宏观电磁场理论基础[19][20] 438

12.1.1麦克斯韦第一方程 438

12.1.2麦克斯韦第二方程 438

12.1.3麦克斯韦第三方程 439

12.1.4麦克斯韦第四方程 439

12.1.5电流连续性方程 439

12.1.6补充方程 439

12.1.7边界条件 439

12.2在Workbench平台上进行电磁场分析 440

12.2.1在Mechanical中进行电场分析 441

12.2.2电场实例分析 441

12.2.3在Mechanical中进行静磁场分析 444

12.2.4静磁场实例分析 445

12.3高频电磁场分析 463

12.3.1在ANSYS Multiphysics中进行高频电磁场分析 463

12.3.2高频电磁场实例分析 464

12.4本章总结 473

第13章 优化设计 474

13.1 Design Exploration基础 474

13.1.1参数定义 474

13.1.2优化方法设定 475

13.1.3 Design Explorer的特征 475

13.1.4 Design Explorer的特点 475

13.1.5 Design Explorer的用户界面 476

13.2 Design Exploration分析使用基础 476

13.2.1参数的设置 477

13.2.2目标驱动优化（GDO） 477

13.2.3响应图表（Response Charts） 479

13.2.4实验设计法（Design of Experiments） 479

13.2.5六西格玛设计（Six Sigma） 480

13.2.6 Design Explorer与APDL 481

13.3 Design Exploration分析实例 481

13.4本章小结 498

第14章Workbench多物理场耦合分析 499

及综合应用 499

14.1场的基本概念 499

14.2耦合场分析 500

14.3 Workbench界面下进行多物理场耦合分析 501

14.3.1直接采用耦合模块 501

14.3.2插入命令流方式实现耦合分析 501

14.3.3顺序耦合法实现耦合场分析 502

14.4流场腔内固定块的应力场优化 503

14.5风机的流-固耦合计算 520

14.6主板的综合分析 535

14.7电气插件分析 548

14.8微型执行器片分析 556

14.9耳模型的响应分析 563

14.10排气集管的耦合场分析 571

14.11本章小结 587

参考文献 588