ANSYSWorkbench17.0有限元分析从入门到精通PDF电子书下载

第1章 初识ANSYS Workbench 1

1.1 ANSYS Workbench 17.0概述 1

1.1.1 关于ANSYS Workbench 1

1.1.2 多物理场分析模式 2

1.1.3 项目级仿真参数管理 2

1.1.4 Workbench应用模块 3

1.2 Workbench 17.0的基本操作界面 3

1.2.1 启动ANSYS Workbench 3

1.2.2 ANSYS Workbench主界面 4

1.3 Workbench项目管理 7

1.3.1 复制及删除项目 7

1.3.2 关联项目 7

1.3.3 项目管理操作案例 8

1.3.4 设置项属性 9

1.4 Workbench文件管理 9

1.4.1 文件目录结构 9

1.4.2 快速生成压缩文件 10

1.5 Workbench实例入门 11

1.5.1 案例介绍 11

1.5.2 启动Workbench并建立分析项目 11

1.5.3 导入创建几何体 12

1.5.4 添加材料库 13

1.5.5 添加模型材料属性 14

1.5.6 划分网格 15

1.5.7 施加载荷与约束 16

1.5.8 结果后处理 18

1.5.9 保存与退出 19

1.6 本章小结 20

第2章 创建Workbench几何模型 21

2.1 认识DesignModeler 21

2.1.1 进入DesignModeler 21

2.1.2 DesignModeler的操作界面 23

2.1.3 DesignModeler的鼠标操作 24

2.1.4 图形选取与控制 25

2.1.5 DM几何体 25

2.2 DesignModeler草图模式 26

2.2.1 创建新平面 26

2.2.2 创建新草图 26

2.2.3 草图模式 27

2.2.4 草图援引 28

2.3 创建3D几何体 28

2.3.1 创建3D特征 28

2.3.2 激活体和冻结体 29

2.3.3 切片特征 30

2.3.4 抑制体 30

2.3.5 面印记 30

2.3.6 填充与包围操作 32

2.3.7 创建多体部件体 33

2.4 导入外部CAD文件 34

2.4.1 非关联性导入文件 34

2.4.2 关联性导入文件 35

2.4.3 导入定位 35

2.4.4 创建场域几何体 35

2.5 概念建模 35

2.5.1 从点生成线体 36

2.5.2 从草图生成线体 36

2.5.3 从边生成线体 36

2.5.4 定义横截面 36

2.5.5 从线生成面体 39

2.5.6 从草图生成面体 39

2.5.7 从面生成面体 40

2.6 创建几何体的实例操作 40

2.6.1 进入DM界面 40

2.6.2 绘制零件底部圆盘 41

2.6.3 创建零件肋柱 42

2.6.4 生成线体 45

2.6.5 生成面体 45

2.6.6 保存文件并退出 46

2.7 概念建模实例操作 46

2.7.1 从CAD进入DM界面 46

2.7.2 创建线体 47

2.7.3 生成面体 48

2.7.4 创建横截面 49

2.7.5 为线体添加横截面 50

2.7.6 保存文件并退出 50

2.8 本章小结 50

第3章 Workbench网格划分 51

3.1 网格划分平台 51

3.1.1 网格划分特点 51

3.1.2 网格划分方法 52

3.1.3 网格划分技巧 53

3.1.4 网格划分流程 54

3.1.5 网格尺寸策略 54

3.2 3D几何网格划分 54

3.2.1 四面体网格的优缺点 55

3.2.2 四面体网格划分时的常用参数 55

3.2.3 四面体算法 55

3.2.4 四面体膨胀 57

3.3 网格参数设置 57

3.3.1 默认参数设置 59

3.3.2 尺寸控制 59

3.3.3 膨胀控制 62

3.3.4 网格信息 64

3.4 扫掠网格划分 64

3.4.1 扫掠划分方法 64

3.4.2 扫掠网格控制 66

3.5 多区网格划分 66

3.5.1 多区划分方法 66

3.5.2 多区网格控制 67

3.6 网格划分案例 68

3.6.1 自动网格划分案例 68

3.6.2 网格划分控制案例 72

3.7 本章小结 79

第4章 Mechanical基础 80

4.1 关于Mechanical 80

4.2 Mechanical的基本操作 81

4.2.1 启动Mechanical 81

4.2.2 Mechanical操作界面 81

4.2.3 鼠标控制 84

4.3 材料参数输入控制 85

4.3.1 进入Engineering Data应用程序 85

4.3.2 材料库 85

4.3.3 添加材料 86

4.3.4 添加材料属性 87

4.4 Mechanical前处理操作 88

4.4.1 几何分支 88

4.4.2 接触与点焊 89

4.4.3 坐标系 91

4.4.4 分析设置 92

4.5 施加载荷和约束 93

4.5.1 施加载荷 94

4.5.2 施加约束 96

4.6 模型求解 96

4.7 结果后处理 98

4.7.1 结果显示 98

4.7.2 变形显示 99

4.7.3 应力和应变 99

4.7.4 接触结果 100

4.7.5 自定义结果显示 101

4.8 本章小结 102

第5章 线性静态结构分析 103

5.1 线性静态结构分析概述 103

5.2 线性静态结构的分析流程 104

5.2.1 几何模型 104

5.2.2 材料特性 105

5.2.3 定义接触区域 105

5.2.4 划分网格 105

5.2.5 施加载荷和边界条件 105

5.2.6 模型求解控制 106

5.2.7 结果后处理 106

5.3 风力发电机叶片静态结构分析 106

5.3.1 问题描述 106

5.3.2 启动Workbench并建立分析项目 106

5.3.3 导入几何体 107

5.3.4 添加材料库 108

5.3.5 添加模型材料属性 111

5.3.6 划分网格 113

5.3.7 施加载荷与约束 114

5.3.8 结果后处理（设置求解项） 116

5.3.9 求解并显示求解结果 117

5.3.10 更改材料观察分析结果 119

5.3.11 保存与退出 122

5.4 本章小结 122

第6章 模态分析 123

6.1 模态分析概述 123

6.2 Workbench模态分析流程 124

6.2.1 几何体和质点 125

6.2.2 接触区域 125

6.2.3 分析类型 126

6.2.4 载荷和约束 126

6.2.5 求解模型 127

6.3 飞机机翼模态分析 127

6.3.1 问题描述 127

6.3.2 启动Workbench并建立分析项目 128

6.3.3 导入几何体 129

6.3.4 添加材料库 129

6.3.5 修改模型材料属性 131

6.3.6 划分网格 132

6.3.7 施加固定约束 133

6.3.8 结果后处理（设置求解项） 134

6.3.9 求解并显示求解结果 135

6.3.10 保存与退出 136

6.4 风力发电机叶片预应力模态分析 136

6.4.1 打开结构静态分析 136

6.4.2 创建预应力模态分析项目 137

6.4.3 结果后处理 138

6.4.4 求解并显示求解结果 139

6.4.5 保存与退出 141

6.5 本章小结 141

第7章 谐响应分析 142

7.1 谐响应分析概述 142

7.2 谐响应分析流程 143

7.2.1 施加简谐载荷 144

7.2.2 求解方法 145

7.2.3 查看结果 145

7.3 连接转轴的谐响应分析 146

7.3.1 问题描述 146

7.3.2 Workbench基础操作 146

7.3.3 创建多体部件体及抑制体 147

7.3.4 网格参数设置 148

7.3.5 施加载荷与约束 150

7.3.6 设置求解选项 152

7.3.7 求解并显示求解结果 152

7.3.8 保存与退出 155

7.4 本章小结 155

第8章 响应谱分析 156

8.1 谱分析概述 156

8.2 响应谱分析流程 156

8.3 地震位移下的响应谱分析 158

8.3.1 问题描述 158

8.3.2 启动Workbench进入DM界面 158

8.3.3 创建模型 159

8.3.4 添加材料 165

8.3.5 为体添加材料 166

8.3.6 划分网格 167

8.3.7 施加固定约束 169

8.3.8 提取模态参数设置 169

8.3.9 查看模态分析结果 170

8.3.10 添加响应谱位移 172

8.3.11 提取响应谱分析结果 172

8.3.12 查看分析结果 173

8.3.13 保存与退出 174

8.4 本章小结 175

第9章 随机振动分析 176

9.1 随机振动分析概述 176

9.2 随机振动分析流程 177

9.3 梁板结构的随机振动分析 178

9.3.1 问题描述 178

9.3.2 启动Workbench并建立分析项目 179

9.3.3 修改模型 179

9.3.4 生成多体部件体 183

9.3.5 划分网格 183

9.3.6 施加固定约束 185

9.3.7 提取模态参数设置 186

9.3.8 查看模态分析结果 187

9.3.9 添加功率谱位移 188

9.3.10 提取随机振动的分析结果 189

9.3.11 查看随机振动的分析结果 190

9.3.12 保存与退出 192

9.4 本章小结 192

第10章 瞬态动力学分析 193

10.1 瞬态动力学分析概述 193

10.2 瞬态动力学分析流程 193

10.2.1 几何模型 194

10.2.2 时间步长 195

10.2.3 运动副 195

10.2.4 弹簧 195

10.2.5 阻尼 196

10.2.6 载荷和约束 196

10.2.7 后处理中查看结果 196

10.3 汽车主轴的瞬态动力学分析 196

10.3.1 问题描述 196

10.3.2 Workbench基础操作 197

10.3.3 为体添加材料特性 197

10.3.4 创建坐标系 198

10.3.5 划分网格 199

10.3.6 施加载荷与约束 200

10.3.7 设置求解选项 201

10.3.8 求解并显示求解结果 204

10.3.9 保存与退出 207

10.4 本章小结 207

第11章 显式动力学分析 208

11.1 显式动力学分析概述 208

11.1.1 显式算法与隐式算法的区别 208

11.1.2 ANSYS中的显式动力学模块 209

11.2 显式动力学分析流程 209

11.3 质量块冲击薄板的显式动力学分析 210

11.3.1 问题描述 210

11.3.2 启动Workbench并建立分析项目 210

11.3.3 建立几何模型 211

11.3.4 添加材料特性 214

11.3.5 添加模型材料属性 216

11.3.6 划分网格 218

11.3.7 施加载荷与约束 220

11.3.8 提取显式动力学分析结果 221

11.3.9 求解并显示求解结果 222

11.3.10 保存与退出 225

11.4 本章小结 226

第12章 热分析 227

12.1 传热概述 227

12.1.1 传热方式 227

12.1.2 热分析类型 228

12.1.3 非线性热分析 229

12.1.4 边界条件或初始条件 229

12.2 热分析流程 229

12.2.1 几何模型 230

12.2.2 实体接触 230

12.2.3 导热率 231

12.2.4 施加载荷 232

12.2.5 热边界条件 232

12.2.6 热应力分析 232

12.2.7 结果后处理 233

12.3 散热器的热分析 234

12.3.1 问题描述 234

12.3.2 启动Workbench并建立分析项目 234

12.3.3 导入几何体 235

12.3.4 添加材料库 236

12.3.5 添加模型材料属性 238

12.3.6 划分网格 238

12.3.7 施加载荷与约束 239

12.3.8 结果后处理（设置求解项） 241

12.3.9 求解并显示求解结果 242

12.3.10 热应变分析 242

12.3.11 保存文件 244

12.3.12 更改材料进行求解 245

12.3.13 保存并退出 246

12.4 本章小结 246

第13章 特征值屈曲分析 247

13.1 屈曲分析概述 247

13.1.1 关于欧拉屈曲 247

13.1.2 线性屈曲的计算 248

13.1.3 线性屈曲分析的特点 249

13.2 线性屈曲的分析过程 249

13.2.1 几何体和材料属性 249

13.2.2 接触区域 250

13.2.3 载荷与约束 250

13.2.4 屈曲设置 250

13.2.5 模型求解 251

13.2.6 结果检查 252

13.3 桁架结构的抗屈曲分析 252

13.3.1 问题描述 252

13.3.2 Workbench基础操作 253

13.3.3 创建多体部件体 254

13.3.4 网格参数设置 255

13.3.5 施加载荷与约束 256

13.3.6 设置求解选项 257

13.3.7 求解并显示求解结果 258

13.3.8 保存与退出 260

13.4 本章小结 260

第14章 结构非线性分析 261

14.1 结构非线性分析概述 261

14.2 结构非线性分析流程 263

14.2.1 超弹性材料 264

14.2.2 塑性材料 266

14.3 销轴的结构非线性分析 270

14.3.1 问题描述 271

14.3.2 启动Workbench并建立分析项目 271

14.3.3 创建几何体 272

14.3.4 添加模型材料属性 277

14.3.5 划分网格 280

14.3.6 求解载荷步数的设置 282

14.3.7 施加载荷与约束 283

14.3.8 结果后处理（设置求解项） 284

14.3.9 求解并显示求解结果 286

14.3.10 保存与退出 290

14.4 本章小结 291

第15章 接触问题分析 292

15.1 接触问题分析概述 292

15.1.1 罚函数法和增强拉格朗日法 292

15.1.2 拉格朗日乘数法 293

15.1.3 多点约束法 293

15.2 接触问题分析流程 294

15.2.1 接触刚度与渗透 294

15.2.2 接触类型 295

15.2.3 对称／非对称行为 295

15.2.4 施加摩擦接触 296

15.2.5 检查接触结果 297

15.3 轴承内外套的接触分析 297

15.3.1 问题描述 297

15.3.2 启动Workbench并建立分析项目 297

15.3.3 创建几何体 298

15.3.4 添加模型材料属性 306

15.3.5 设置接触选项 308

15.3.6 划分网格 309

15.3.7 施加载荷与约束 311

15.3.8 结果后处理（设置求解项） 313

15.3.9 求解并显示求解结果 314

15.3.10 保存与退出 316

15.4 本章小结 316

第16章 Workbench优化设计 317

16.1 Design Exploration概述 317

16.1.1 参数定义 317

16.1.2 设定优化方法 317

16.1.3 Design Exploration选项 318

16.1.4 Design Exploration特点 318

16.1.5 Design Exploration操作界面 319

16.2 Design Exploration优化设计基础 320

16.2.1 参数设置 320

16.2.2 响应曲面优化 321

16.2.3 响应曲面 323

16.2.4 实验设计 324

16.2.5 六西格玛分析 326

16.3 连接板的优化设计 327

16.3.1 问题描述 328

16.3.2 启动Workbench并建立分析项目 328

16.3.3 导入几何体 328

16.3.4 添加材料库 330

16.3.5 添加模型材料属性 331

16.3.6 划分网格 332

16.3.7 施加约束与载荷 333

16.3.8 结果后处理（设置求解项） 335

16.3.9 求解并显示求解结果 336

16.3.10 观察优化参数 336

16.3.11 响应曲面 339

16.3.12 观察新设计点的结果 342

16.3.13 保存与退出 343

16.4 本章小结 343

第17章 流体动力学分析 344

17.1 流体动力学基础 344

17.1.1 质量守恒方程 344

17.1.2 动量守恒方程 344

17.1.3 能量守恒方程 345

17.1.4 湍流模型 345

17.2 流体动力学的分析流程 346

17.3 基于Fluent的导弹流体动力学分析 347

17.3.1 案例介绍 347

17.3.2 启动Workbench并建立分析项目 347

17.3.3 导入几何体 348

17.3.4 划分网格 350

17.3.5 网格检查与处理 352

17.3.6 设置物理模型和材料 354

17.3.7 设置操作环境和边界条件 355

17.3.8 设置求解方法和控制参数 356

17.3.9 设置监视窗口和初始化 356

17.3.10 求解和退出 359

17.3.11 计算结果的后处理 360

17.3.12 保存与退出 366

17.4 本章小结 366

第18章 电磁场分析 367

18.1 电磁场基本理论 367

18.1.1 麦克斯韦方程组 367

18.1.2 电磁场微分方程 368

18.1.3 ANSYS Workbench平台电磁分析 369

18.1.4 ANSYS Maxwell软件电磁分析 370

18.2 导体磁场计算 371

18.2.1 启动ANSYS Electronics Desktop 2016并建立分析项目 371

18.2.2 建立几何模型 372

18.2.3 设置求解域 372

18.2.4 定义材料属性 372

18.2.5 边界条件与激励 374

18.2.6 求解计算 374

18.2.7 图表显示 376

18.2.8 加载Maxwell工程文件 377

18.2.9 保存与退出 377

18.3 电感计算 378

18.3.1 启动Workbench并建立分析项目 378

18.3.2 建立几何模型 378

18.3.3 建立求解器及求解域 379

18.3.4 添加材料 379

18.3.5 网格划分 380

18.3.6 求解计算 382

18.3.7 保存与退出 383

18.4 本章小结 383

第19章 多物理场耦合分析 384

19.1 多物理场耦合分析概述 384

19.2 电磁热耦合分析 385

19.2.1 问题描述 385

19.2.2 软件启动与保存 386

19.2.3 建立电磁分析 386

19.2.4 建立几何模型 388

19.2.5 设置求解域 390

19.2.6 赋予材料属性 390

19.2.7 添加激励 391

19.2.8 添加分析步 392

19.2.9 模型检查与计算 392

19.2.10 后处理 393

19.2.11 创建数据共享 394

19.2.12 设定材料 396

19.2.13 划分网格 397

19.2.14 添加边界条件与映射激励 398

19.2.15 求解计算 399

19.2.16 后处理 399

19.3 本章小结 400