ANSYWorkbench18.0有限元分析入门与应用PDF电子书下载

第1章 ANSYS Workbench基础 1

1.1 ANSYS Workbench概述 1

1.2 Workbench 18.0平台 2

1.2.1 Workbench 18.0的启动方式 2

1.2.2 Workbench 18.0界面 2

1.2.3 Workbench 18.0应用程序类型 9

1.2.4 Workbench 18.0产品分析流程 10

1.3 Workbench 18.0工作目录、文件及格式 13

1.3.1 Workbench 18.0工作目录 13

1.3.2 Workbench 18.0文件管理 13

1.3.3 Workbench 18.0文件格式 14

1.4应用CAE仿真技术需注意的事项 16

1.4.1 CAE仿真技术应用的主要工作内容 16

1.4.2 CAE仿真人员应注意的事项 16

1.5本章小结 16

第2章 几何建模 17

2.1 SpaceClaim直接建模 17

2.1.1 SpaceClaim用户界面 17

2.1.2创建与插入设计 19

2.1.3刻面处理 29

2.1.4修复与准备 31

2.1.5显示与测量 35

2.1.6钣金设计 36

2.1.7详细设计 37

2.2 DesignModeler建模 38

2.2.1 DesignModeler界面介绍 38

2.2.2平面草图 41

2.2.3特征体建模 46

2.2.4概念建模 52

2.2.5参数化建模 54

2.2.6高级几何工具 55

2.3 BladeModeler建模 59

2.3.1 BladeEditor建模 60

2.3.2 BladeGen建模 60

2.3.3 Meanline sizing tools建模 64

2.4齿轮泵基座的全参数化建模 65

2.5概念建模创建加固梁 71

2.6压气机径流式叶轮建模 74

2.7本章小结 79

第3章 网格划分 80

3.1网格划分平台概述 80

3.2 Meshing网格类型及划分方法 80

3.2.1网格类型 80

3.2.2网格划分方法 81

3.3全局网格控制 85

3.3.1网格显示与预设值 85

3.3.2总体尺寸控制 86

3.3.3设定质量控制 89

3.3.4膨胀层控制 90

3.3.5组件网格 91

3.3.6高级控制及统计 92

3.4局部网格控制 93

3.4.1局部尺寸控制 93

3.4.2接触尺寸控制 94

3.4.3单元细化控制 94

3.4.4映射面网格划分 95

3.4.5匹配控制 95

3.4.6剪裁控制 96

3.4.7膨胀层控制 96

3.4.8虚拟拓扑 96

3.5网格编辑 98

3.5.1网格连接 98

3.5.2节点融合 98

3.5.3接触匹配 100

3.5.4节点移动 101

3.6网格质量 101

3.6.1网格质量检查规则 101

3.6.2网格质量检查显示 104

3.7 ICEM CFD网格划分 104

3.7.1 ICEM CFD特色 105

3.7.2 ICEM CFD环境介绍及文件类型 105

3.7.3 ICEM CFD新功能 107

3.8涡轮机械网格划分 109

3.8.1 TurboGrid环境介绍 109

3.8.2 TurboGrid功能工具 111

3.9 ANSYS Meshing挖掘机机械臂网格划分 114

3.10 ICEM CFD人体股骨网格划分 118

3.11 TurboGrid径流式涡轮网格划分 123

3.12本章小结 127

第4章 结构线性静力分析 128

4.1结构静力分析基础 128

4.1.1结构静力分析的基本假设 128

4.1.2结构静力分析基础方程 129

4.2结构静力分析前处理 129

4.2.1结构静力分析界面 129

4.2.2几何属性 130

4.2.3载荷与约束 133

4.2.4坐标系 136

4.2.5对称边界 137

4.2.6连接关系 139

4.2.7分析设置 142

4.2.8特定工具 144

4.3结构静力分析求解及后处理 146

4.3.1常用结果 146

4.3.2特定结果 149

4.3.3求解工具 153

4.3.4收敛控制 155

4.3.5图形处理 156

4.4简单悬臂梁静力分析 158

4.5某型燃气轮机机座静力分析 164

4.6本章小结 168

第5章 结构非线性分析 169

5.1非线性分析基础 169

5.2非线性自适应区域 169

5.2.1基于能量准则 170

5.2.2基于位置准则 170

5.2.3基于网格准则 170

5.3接触非线性 171

5.3.1基于对的接触探测 171

5.3.2基于对的接触设置 173

5.3.3通用接触 178

5.3.4接触工具 179

5.4几何非线性 181

5.4.1网格控制 181

5.4.2大变形 182

5.5材料非线性 182

5.5.1塑性材料 182

5.5.2超弹性材料 184

5.6非线性诊断 186

5.6.1非线性收敛诊断 186

5.6.2非线性诊断总结 187

5.7某型U形支架螺栓预紧非线性接触分析 188

5.8本章小结 195

第6章 热力学分析 196

6.1传热学基础 196

6.1.1传热学在工程领域中的应用 196

6.1.2热能传递的三种基本方式 196

6.1.3温度场 198

6.2 Workbench热分析 198

6.2.1稳态与瞬态传热分析 198

6.2.2材料属性 199

6.2.3组件与接触 199

6.2.4热分析设置 200

6.2.5热负载与边界 201

6.2.6热流体 203

6.2.7求解与后处理 203

6.3二维薄板稳态导热分析 204

6.4发动机托架热应力分析 207

6.5本章小结 212

第7章 特征值屈曲分析 213

7.1基本理论 213

7.1.1屈曲 213

7.1.2屈曲平衡方程 214

7.1.3线性屈曲与非线性屈曲 214

7.2特征值屈曲分析环境与方法 215

7.2.1特征值屈曲分析界面 215

7.2.2特征值屈曲分析方法 216

7.3分析设置与后处理 216

7.3.1屈曲分析设置 216

7.3.2结果后处理 217

7.4钢塔杆支撑结构线性屈曲分析 218

7.5本章小结 222

第8章 线性动力学分析 223

8.1动力学分析基础 223

8.1.1动力学基本方程 223

8.1.2基本概念 223

8.2模态分析 225

8.2.1模态分析理论基础 225

8.2.2模态分析界面与连接关系 225

8.2.3模态分析设置 226

8.2.4模态分析边界与结果 227

8.2.5坎贝尔图结果 228

8.3谐响应分析 229

8.3.1谐响应分析基本理论 229

8.3.2谐响应分析界面与连接关系 230

8.3.3谐响应分析设置 230

8.3.4谐响应分析边界与结果 231

8.4响应谱分析 233

8.4.1响应谱分析基础 233

8.4.2响应谱分析界面与分析设置 234

8.4.3响应谱分析边界与结果 235

8.5随机振动分析 235

8.5.1随机振动分析基础 235

8.5.2随机振动分析界面与分析设置 236

8.5.3随机振动分析边界与结果 237

8.6某机床珐琅振动模态分析 237

8.7某斜拉桥预应力模态分析 241

8.8某斜拉桥频谱分析 247

8.9某猫头型直线塔随机振动分析 249

8.10本章小结 253

第9章 多体动力学分析 254

9.1多刚体系统动力学 254

9.1.1多刚体动力学分析界面 254

9.1.2几何模型与网格 255

9.1.3连接关系 255

9.1.4刚体动力分析设置 260

9.2柔性体系统动力学分析 261

9.2.1柔性体动力学分析基础与界面 261

9.2.2柔性体动力学分析设置 261

9.2.3柔性体动力学分析初始条件 262

9.2.4柔性体动力学分析关联 263

9.3某万向节刚体动力分析 264

9.4某回转臂刚柔耦合分析 267

9.5本章小结 272

第10章 显式动力学分析 273

10.1 ANSYS显式动力学分析概述 273

10.1.1 ANSYS显式动力学组成 273

10.1.2显式与隐式动力学分析比较 273

10.2 Explicit分析 274

10.2.1 Explicit分析界面 274

10.2.2分析设置与初始条件 274

10.3 Autodyn分析 277

10.3.1 Autodyn界面介绍 277

10.3.2网格 278

10.3.3材料模型 278

10.4圆柱体撞击刚性墙面显式动力分析 279

10.5本章小结 282

第11章 复合材料分析 283

11.1 ACP概述 283

11.1.1复合材料概述 283

11.1.2 ACP简述 284

11.2 ACP前后处理特征 288

11.2.1 ACP Model 288

11.2.2材料数据 289

11.2.3单元集与边集 290

11.2.4几何功能与坐标 291

11.2.5选择规则与选择集 291

11.2.6创建铺层组 292

11.2.7取样点与截面剪切 293

11.2.8实体模型 294

11.2.9查找表与探测评估 295

11.2.10场景与视图 296

11.2.11铺覆显示与铺层表 296

11.2.12参数化 297

11.2.13失效准则 298

11.2.14求解 299

11.3某方管复合材料分析 301

11.4本章小结 308

第12章 断裂力学分析 309

12.1断裂力学基本概念及理论 309

12.1.1裂纹分类 309

12.1.2断裂力学参数 310

12.1.3断裂准则 312

12.2裂纹扩展分析 312

12.2.1基于虚拟裂纹闭合技术的 界面单元法 312

12.2.2内聚力法 313

12.2.3 Gurson模型 313

12.2.4扩展有限元法 313

12.3断裂裂纹 313

12.3.1半椭圆形裂纹 314

12.3.2任意形状裂纹 316

12.3.3预网格裂纹 317

12.4断裂失效 318

12.4.1界面层裂失效 318

12.4.2接触粘结失效 319

12.5断裂力学参数评价 320

12.5.1应力强度因子 320

12.5.2 J-积分 321

12.5.3能量释放率 322

12.5.4材料力 323

12.5.5 T-应力 324

12.5.6 C*积分 325

12.6某双悬臂梁预裂纹断裂分析 325

12.7本章小结 332

第13章 疲劳强度分析 333

13.1疲劳基本知识 333

13.1.1疲劳基本概念 333

13.1.2应力-寿命曲线 334

13.1.3载荷类型 335

13.1.4疲劳寿命的影响因素 337

13.2平均应力修正 337

13.2.1应力寿命修正方法 337

13.2.2应变寿命修正方法 339

13.2.3雨流计数法 340

13.2.4疲劳损伤法则 341

13.3疲劳分析设置 341

13.4疲劳分析结果 342

13.4.1疲劳结果工具 342

13.4.2疲劳结果分析 345

13.5 nCode Design Life疲劳分析 346

13.5.1 nCode Design Life界面 346

13.5.2 nCode Design Life分析流程 350

13.6某发动机连杆疲劳分析 354

13.7本章小结 359

第14章 稳态导电与静磁场分析 360

14.1稳态导电分析 360

14.1.1稳态导电分析概述 360

14.1.2稳态导电分析负载 360

14.1.3稳态导电分析结果 360

14.2静磁场分析 361

14.2.1静磁场分析概述 361

14.2.2静磁场分析负载 361

14.2.3静磁场分析结果 362

14.3铜线圈包裹钢芯电磁分析 363

14.4本章小结 366

第15章 流体动力学分析Ⅰ（ANSYS Fluent） 367

15.1计算流体力学概述 367

15.1.1计算流体力学简介 367

15.1.2计算流体力学湍流模型 367

15.2 Fluent概述 370

15.2.1 Fluent简介 370

15.2.2 Fluent中的物理模型 370

15.2.3 Fluent网格 372

15.3 ANSYS Fluent环境界面 372

15.3.1启动ANSYS Fluent的方法 372

15.3.2 ANSYS Fluent环境操作界面介绍 374

15.4 Fluent问题设置 376

15.4.1边界区域 377

15.4.2材料属性 377

15.4.3边界条件 378

15.4.4动网格 380

15.4.5用户定义函数 381

15.5求解设置 383

15.5.1压力基 383

15.5.2密度基 384

15.6 Fluent后处理 385

15.6.1统一CFD-Post 385

15.6.2运用Tecplot后处理 385

15.7 Fluent Meshing 387

15.7.1 Fluent Meshing环境操作界面介绍 387

15.7.2 Fluent Meshing新功能、划分步骤及诊断 389

15.8非恒定流体绕圆柱流体分析 390

15.9水龙头冷热水混合分析 399

15.10本章小结 407

第16章 流体动力学分析Ⅱ（ANSYS CFX） 408

16.1 CFX概述 408

16.1.1 ANSYS CFX简介 408

16.1.2 CFX与Fluent的区别 408

16.1.3 CFX网格 409

16.2 CFX前处理 409

16.2.1打开CFX的方法 409

16.2.2 CFX-Pre窗口介绍 410

16.2.3域设定 412

16.2.4子域 414

16.2.5边界条件 414

16.2.6初始边界条件设置 416

16.2.7物质设置 417

16.2.8反应设置 417

16.2.9附加变量设置 417

16.2.10表达式设置 418

16.2.11用户函数设置 418

16.2.12用户子程序 418

16.2.13求解器控制 418

16.2.14输出文件和监控 419

16.3 CFX-Solver求解设置 420

16.3.1定义模拟计算 420

16.3.2求解工作界面 420

16.4 CFX-Post后处理 422

16.4.1 CFX后处理工作界面 423

16.4.2创建云图 424

16.4.3创建流线 425

16.4.4创建数据与报告工具 425

16.4.5表达式语言 426

16.4.6 CFX命令语言 426

16.5某型拉伐尔喷管流体力学分析 426

16.6本章小结 435

第17章 优化设计 436

17.1设计探索优化 436

17.1.1设计探索优化介绍 436

17.1.2探索实验设计 439

17.1.3响应面 440

17.1.4目标驱动优化 444

17.1.5相关参数 446

17.1.6六西格玛分析 448

17.2拓扑优化 449

17.2.1拓扑优化介绍 449

17.2.2拓扑优化工具 450

17.2.3拓扑优化设置 451

17.2.4设计结果与验证分析 452

17.3某桁架支座多目标优化 453

17.4某悬臂结构拓扑优化 463

17.5本章小结 469

参考文献 470