第1章 ANSYS Workbench 13.0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的特点 7
1.4.2 ANSYS Workbench应用分类 8
1.5 ANSYS Workbench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 10
1.6 ANSYS Workbench 13.0的设计流程 11
1.7 ANSYS Workbench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 13.0的界面 12
第2章 ANSYS Workbench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 Workbench选项窗口 19
2.4 Workbench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 22
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 29
3.2.3 DesignModeler主菜单 30
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 32
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 DesignModeler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 撤消工具 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 66
5.2 修改特征 67
5.2.1 等半径倒圆 67
5.2.2 变半径倒圆 68
5.2.3 顶点倒圆 68
5.2.4 倒角 68
5.3 体操作 69
5.3.1 镜像 69
5.3.2 移动 70
5.3.3 缝合 70
5.3.4 简化 71
5.3.5 旋转 71
5.3.6 切除材料 71
5.3.7 印记面 72
5.3.8 切片 72
5.4 高级体操作 72
5.4.1 阵列特征 72
5.4.2 布尔操作 73
5.4.3 直接创建几何体 74
5.5 三维特征实例1——联轴器 75
5.5.1 新建模型 75
5.5.2 拉伸模型 75
5.5.3 拉伸底面 76
5.5.4 拉伸大圆孔 78
5.5.5 拉伸生成键槽 79
5.5.6 拉伸小圆孔 79
5.6 三维特征实例2——机盖 81
5.6.1 新建模型 81
5.6.2 旋转模型 81
5.6.3 阵列筋 83
5.6.4 创建底面 85
第6章 高级三维建模 88
6.1 建模工具 89
6.1.1 激活和冻结体 89
6.1.2 体抑制 89
6.1.3 多体零件 90
6.2 高级工具 90
6.2.1 命名选择 90
6.2.2 中面 91
6.2.3 包围 93
6.2.4 对称特征 94
6.2.5 填充 94
6.2.6 切片 94
6.2.7 面删除 96
6.3 高级三维建模实例——铸管 96
6.3.1 导入模型 96
6.3.2 填充特征 97
6.3.3 简化模型 98
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 107
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 111
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 129
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 132
8.5.1 自动划分方法 132
8.5.2 四面体 132
8.5.3 扫掠 135
8.5.4 多区域 135
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 137
8.6.2 初始网格 138
8.6.3 命名选项 139
8.6.4 膨胀 139
8.6.5 截面位面 140
8.7 网格划分实例2——四通管网格划分 140
8.7.1 定义几何 141
8.7.2 Mechanical默认与CFD网格 142
8.7.3 截面位面 143
8.7.4 使用面尺寸 145
8.7.5 局部网格划分 147
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 153
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 157
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 静力结构分析实例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 静力结构分析实例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 180
10.7.4 求解 183
10.7.5 结果 184
10.7.6 报告 185
第11章 模态分析 186
11.1 模态分析方法 187
11.2 模态系统分析步骤 187
11.2.1 几何体和质点 187
11.2.2 接触区域 187
11.2.3 分析类型 188
11.2.4 载荷和约束 189
11.2.5 求解 189
11.2.6 检查结果 189
11.3 模态分析实例1——机盖壳体强度校核 189
11.3.1 问题描述 189
11.3.2 项目概图 190
11.3.3 前处理 190
11.3.4 求解 193
11.3.5 结果 193
11.4 模态分析实例2——长铆钉预应力 195
11.4.1 问题描述 195
11.4.2 项目概图 195
11.4.3 前处理 196
11.4.4 求解 198
11.4.5 结果 199
11.5 模态分析实例3——机翼 201
11.5.1 问题描述 201
11.5.2 项目概图 201
11.5.3 前处理 203
11.5.4 求解 204
11.5.5 模态分析 205
第12章 热分析 209
12.1 热分析模型 210
12.1.1 几何模型 210
12.1.2 材料属性 210
12.2 装配体 210
12.2.1 实体接触 210
12.2.2 导热率 211
12.2.3 点焊 212
12.3 热环境工具栏 212
12.3.1 热载荷 212
12.3.2 热边界条件 213
12.4 求解选项 214
12.5 结果和后处理 215
12.5.1 温度 215
12.5.2 热通量 216
12.5.3 响应热流速 216
12.6 热分析实例1——变速器上箱盖 216
12.6.1 问题描述 217
12.6.2 项目概图 217
12.6.3 前处理 217
12.6.4 求解 222
12.6.5 结果 222
12.7 热分析实例2——齿轮泵基座 225
12.7.1 问题描述 225
12.7.2 项目概图 225
12.7.3 前处理 226
12.7.4 求解 230
12.7.5 结果 231
第13章 线性屈曲分析 233
13.1 屈曲概述 234
13.2 屈曲分析步骤 234
13.2.1 几何体和材料属性 235
13.2.2 接触区域 235
13.2.3 载荷与约束 235
13.2.4 设置屈曲 235
13.2.5 求解模型 236
13.2.6 检查结果 237
13.3 线性屈曲分析实例1——挺杆 237
13.3.1 问题描述 237
13.3.2 项目概图 238
13.3.3 创建草图 239
13.3.4 Mechanical前处理 241
13.3.5 求解 242
13.3.6 结果 242
13.4 线性屈曲分析实例2——升降架 243
13.4.1 问题描述 244
13.4.2 项目概图 244
13.4.3 Mechanical前处理 245
13.4.4 求解 247
13.4.5 结果 248
第14章 结构非线性分析 249
14.1 非线性分析概论 250
14.1.1 非线性行为的原因 250
14.1.2 非线性分析的基本信息 251
14.2 结构非线性一般过程 253
14.2.1 建立模型 253
14.2.2 分析设置 254
14.2.3 查看结果 256
14.3 接触非线性结构 257
14.3.1 接触基本概念 257
14.3.2 接触类型 257
14.3.3 刚度及渗透 257
14.3.4 Pinball区域 258
14.3.5 对称／非对称行为 260
14.3.6 接触结果 261
14.4 结构非线性实例1——刚性接触 262
14.4.1 问题描述 262
14.4.2 项目概图 262
14.4.3 绘制草图 263
14.4.4 创建面体 263
14.4.5 更改模型类型 264
14.4.6 修改几何体属性 265
14.4.7 添加接触 266
14.4.8 划分网格 266
14.4.9 分析设置 269
14.4.10 求解 271
14.4.11 查看求解结果 272
14.4.12 接触结果后处理 273
14.5 结构非线性实例2——O形圈 276
14.5.1 问题描述 276
14.5.2 项目概图 276
14.5.3 绘制草图 277
14.5.4 创建面体 278
14.5.5 添加材料 279
14.5.6 修改几何体属性 281
14.5.7 添加接触 283
14.5.8 划分网格 285
14.5.9 分析设置 286
14.5.10 求解 289
14.5.11 查看求解结果 290
第15章 优化设计 292
15.1 优化设计概论 293
15.1.1 ANSYS优化方法 293
15.1.2 定义参数 293
15.1.3 Design Explorer优化类型 294
15.2 优化设计界面 294
15.2.1 Design Explorer用户界面 294
15.2.2 Design Explorer数据参数界面 294
15.2.3 读入APDL文件 294
15.3 优化设计实例1——板材拓扑优化设计 295
15.3.1 问题描述 296
15.3.2 项目概图 296
15.3.3 创建模型 297
15.3.4 前处理 298
15.3.5 求解 302
15.3.6 结果 303
15.4 优化设计实例2——连杆六西格玛优化设计 304
15.4.1 问题描述 304
15.4.2 项目概图 304
15.4.3 Mechanical前处理 305
15.4.4 设置求解 307
15.4.5 六西格玛设计 309
附录A ANSYS Workbench菜单栏命令 317
附录B 有限元知识架构 320
附录C ANSYS Workbench帮助文件说明 320