第1章 初识ANSYS Workbench 1 3.0 1
1.1 ANSYS Workbench 1 3.0概述 1
1.1.1 关于ANSYS Workbench 2
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
1.1.5 Workbench应用方式 3
1.2 Workbench 13.0的基本操作界面 3
1.2.1 启动ANSYS Workbench 4
1.2.2 ANSYS Workbench主界面 5
1.3 Workbench项目管理 7
1.3.1 复制及删除项目 8
1.3.2 关联项目 8
1.3.3 项目管理操作案例 9
1.3.4 设置项属性 10
1.4 Workbench文件管理 10
1.4.1 文件目录结构 10
1.4.2 快速生成压缩文件 11
1.5 Workbench实例入门 12
1.5.1 案例介绍 12
1.5.2 启动Workbench并建立分析项目 12
1.5.3 导入创建几何体 13
1.5.4 添加材料库 14
1.5.5 添加模型材料属性 16
1.5.6 划分网格 17
1.5.7 施加载荷与约束 17
1.5.8 结果后处理 19
1.5.9 保存与退出 21
1.6 本章小结 22
第2章 创建Workbench几何模型 23
2.1 认识DesignModeler 23
2.1.1 进入DesignModeler 23
2.1.2 DesignModeler的操作界面 25
2.1.3 DesignModeler的鼠标操作 27
2.1.4 图形选取与控制 27
2.1.5 DM几何体 27
2.2 DesignModeler草图模式 28
2.2.1 创建新平面 28
2.2.2 创建新草图 29
2.2.3 草图模式 29
2.2.4 草图援引 30
2.3 创建3D几何体 30
2.3.1 创建3D特征 31
2.3.2 激活体和冻结体 31
2.3.3 切片特征 32
2.3.4 抑制体 33
2.3.5 面印记 33
2.3.6 填充与包围操作 35
2.3.7 创建多体部件体 36
2.4 导入外部CAD文件 37
2.4.1 非关联性导入文件 38
2.4.2 关联性导入文件 38
2.4.3 导入定位 38
2.4.4 创建场域几何体 38
2.5 概念建模 38
2.5.1 从点生成线体 39
2.5.2 从草图生成线体 39
2.5.3 从边生成线体 40
2.5.4 定义横截面 40
2.5.5 对齐横截面 42
2.5.6 偏移横截面 42
2.5.7 从线创建面体 43
2.5.8 从草图生成面体 43
2.5.9 从面生成面体 44
2.6 创建几何体的实例操作 44
2.6.1 进入DM界面 44
2.6.2 绘制零件底部圆盘 45
2.6.3 创建零件肋柱 46
2.6.4 生成线体 49
2.6.5 生成面体 49
2.6.6 保存文件并退出 50
2.7 概念建模实例操作 50
2.7.1 从CAD进入DM界面 50
2.7.2 创建线体 52
2.7.3 生成面体 53
2.7.4 创建横截面 54
2.7.5 为线体添加横截面 55
2.7.6 保存文件并退出 55
2.8 本章小结 56
第3章 Workbench划分网格 57
3.1 网格划分平台 57
3.1.1 网格划分特点 57
3.1.2 网格划分方法 58
3.1.3 网格划分技巧 59
3.1.4 网格划分流程 60
3.1.5 网格尺寸策略 60
3.2 3D几何网格划分 61
3.2.1 四面体网格的优缺点 61
3.2.2 四面体网格划分时的常用参数 61
3.2.3 四面体算法 62
3.2.4 四面体膨胀 63
3.3 网格参数设置 63
3.3.1 缺省参数设置 65
3.3.2 尺寸控制 66
3.3.3 膨胀控制 69
3.3.4 网格信息 71
3.4 扫掠网格划分 71
3.4.1 扫掠划分方法 71
3.4.2 扫掠网格控制 73
3.5 多区网格划分 73
3.5.1 多区划分方法 73
3.5.2 多区网格控制 74
3.6 网格划分案例 75
3.6.1 自动网格划分案例 75
3.6.2 网格划分控制案例 79
3.7 本章小结 87
第4章 Mechanical基础 88
4.1 关于Mechanical 88
4.2 Mechanical的基本操作 89
4.2.1 启动Mechanical 89
4.2.2 Mechanical操作界面 89
4.2.3 鼠标控制 92
4.3 材料参数输入控制 93
4.3.1 进入Engineering Data应用程序 93
4.3.2 材料库 93
4.3.3 添加材料 95
4.3.4 添加材料属性 95
4.4 Mechanical前处理操作 97
4.4.1 几何分支 97
4.4.2 接触与点焊 98
4.4.3 坐标系 101
4.4.4 分析设置 102
4.5 施加载荷和约束 103
4.5.1 施加载荷 104
4.5.2 施加约束 106
4.6 模型求解 107
4.7 结果后处理 109
4.7.1 结果显示 109
4.7.2 变形显示 110
4.7.3 应力和应变 110
4.7.4 接触结果 112
4.7.5 自定义结果显示 112
4.8 本章小结 113
第5章 线性静态结构分析 114
5.1 线性静态结构分析概述 114
5.2 线性静态结构的分析流程 115
5.2.1 几何模型 115
5.2.2 材料特性 116
5.2.3 定义接触区域 116
5.2.4 划分网格 116
5.2.5 施加载荷和边界条件 116
5.2.6 模型求解控制 117
5.2.7 结果后处理 117
5.3 风力发电机叶片静态结构分析 117
5.3.1 问题描述 117
5.3.2 启动Workbench并建立分析项目 118
5.3.3 导入几何体 119
5.3.4 添加材料库 119
5.3.5 添加模型材料属性 124
5.3.6 划分网格 125
5.3.7 施加载荷与约束 127
5.3.8 结果后处理（设置求解项） 128
5.3.9 求解并显示求解结果 130
5.3.10 更改材料观察分析结果 132
5.3.11 保存与退出 135
5.4 本章小结 136
第6章 模态分析 137
6.1 模态分析概述 137
6.1.1 模态分析概述 137
6.1.2 有预应力的模态分析 138
6.2 Workbench模态分析流程 138
6.2.1 几何体和质点 139
6.2.2 接触区域 140
6.2.3 分析类型 140
6.2.4 载荷和约束 141
6.2.5 求解模型 141
6.3 飞机机翼模态分析 142
6.3.1 问题描述 142
6.3.2 启动Workbench并建立分析项目 142
6.3.3 导入几何体 143
6.3.4 添加材料库 144
6.3.5 修改模型材料属性 146
6.3.6 划分网格 147
6.3.7 施加固定约束 148
6.3.8 结果后处理（设置求解项） 149
6.3.9 求解并显示求解结果 150
6.3.10 保存与退出 152
6.4 风力发电机叶片预应力模态分析 152
6.4.1 打开结构静力分析 152
6.4.2 创建预应力模态分析项目 153
6.4.3 结果后处理 154
6.4.4 求解并显示求解结果 155
6.4.5 保存与退出 157
6.5 本章小结 158
第7章 谐响应分析 159
7.1 谐响应分析概述 159
7.2 谐响应分析流程 160
7.2.1 施加简谐载荷 161
7.2.2 求解方法 162
7.2.3 查看结果 162
7.3 连接转轴的谐响应分析 163
7.3.1 问题描述 163
7.3.2 Workbench基础操作 163
7.3.3 创建多体部件体及抑制体 164
7.3.4 网格参数设置 166
7.3.5 施加载荷与约束 168
7.3.6 设置求解选项 170
7.3.7 求解并显示求解结果 171
7.3.8 保存与退出 174
7.4 本章小结 174
第8章 响应谱分析 175
8.1 谱分析概述 175
8.2 响应谱分析流程 175
8.3 地震位移谱下的结构响应分析 177
8.3.1 问题描述 177
8.3.2 启动Workbench进入DM界面 177
8.3.3 创建模型 179
8.3.4 添加材料 185
8.3.5 为体添加材料 186
8.3.6 划分网格 187
8.3.7 施加固定约束 189
8.3.8 提取模态参数设置 190
8.3.9 查看模态分析结果 191
8.3.10 添加响应谱位移 193
8.3.11 提取响应谱分析结果 194
8.3.12 查看分析结果 195
8.3.13 保存与退出 195
8.4 本章小结 196
第9章 随机振动分析 197
9.1 随机振动分析概述 197
9.2 随机振动分析流程 198
9.3 梁板结构的随机振动分析 199
9.3.1 问题描述 199
9.3.2 启动Workbench并建立分析项目 200
9.3.3 修改模型 201
9.3.4 生成多体部件体 204
9.3.5 划分网格 205
9.3.6 施加固定约束 208
9.3.7 提取模态参数设置 208
9.3.8 查看模态分析结果 209
9.3.9 添加功率谱位移 211
9.3.10 提取随机振动的分析结果 212
9.3.11 查看随机振动的分析结果 213
9.3.12 保存与退出 215
9.4 本章小结 215
第10章 瞬态动力学分析 216
10.1 瞬态动力学分析概述 216
10.2 瞬态动力学分析流程 216
10.2.1 几何模型 218
10.2.2 时间步长 218
10.2.3 运动副 218
10.2.4 弹簧 219
10.2.5 阻尼 219
10.2.6 载荷和约束 219
10.2.7 后处理中查看结果 219
10.3 汽车主轴的瞬态动力学分析 220
10.3.1 问题描述 220
10.3.2 Workbench基础操作 220
10.3.3 为体添加材料特性 221
10.3.4 创建坐标系 222
10.3.5 划分网格 223
10.3.6 施加载荷与约束 224
10.3.7 设置求解选项 225
10.3.8 求解并显示求解结果 228
10.3.9 保存与退出 232
10.4 本章小结 233
第11章 显式动力学分析 234
11.1 显式动力学分析概述 234
11.1.1 显式算法与隐式算法的区别 234
11.1.2 ANSYS中的显式动力学模块 235
11.2 显式动力学分析流程 236
11.3 质量块冲击薄板的显式动力学分析 237
11.3.1 问题描述 237
11.3.2 启动Workbench并建立分析项目 237
11.3.3 建立几何模型 238
11.3.4 添加材料特性 242
11.3.5 添加模型材料属性 244
11.3.6 划分网格 245
11.3.7 施加载荷与约束 248
11.3.8 提取显式动力学分析结果 249
11.3.9 求解并显示求解结果 251
11.3.10 保存与退出 253
11.4 本章小结 254
第12章 热分析 255
12.1 传热概述 255
12.1.1 传热方式 255
12.1.2 热分析类型 256
12.1.3 非线性热分析 257
12.1.4 边界条件或初始条件 257
12.2 热分析流程 257
12.2.1 几何模型 258
12.2.2 实体接触 258
12.2.3 导热率 259
12.2.4 施加载荷 260
12.2.5 热边界条件 260
12.2.6 热应力分析 261
12.2.7 结果后处理 262
12.3 散热器的热分析 263
12.3.1 问题描述 263
12.3.2 启动Workbench并建立分析项目 263
12.3.3 导入几何体 264
12.3.4 添加材料库 265
12.3.5 添加模型材料属性 267
12.3.6 划分网格 268
12.3.7 施加载荷与约束 269
12.3.8 结果后处理（设置求解项） 271
12.3.9 求解并显示求解结果 272
12.3.10 热应变分析 272
12.3.11 保存文件 275
12.3.12 更改材料进行求解 275
12.3.13 保存并退出 276
12.4 本章小结 277
第13章 线性屈曲分析 278
13.1 线性屈曲分析概述 278
13.1.1 关于欧拉屈曲 278
13.1.2 线性屈曲的计算 279
13.1.3 线性屈曲分析的特点 280
13.2 线性屈曲的分析过程 280
13.2.1 几何体和材料属性 281
13.2.2 接触区域 281
13.2.3 载荷与约束 281
13.2.4 屈曲设置 282
13.2.5 模型求解 282
13.2.6 结果检查 283
13.3 桁架结构的抗屈曲分析 283
13.3.1 问题描述 284
13.3.2 Workbench基础操作 284
13.3.3 创建多体部件体 285
13.3.4 网格参数设置 287
13.3.5 施加载荷与约束 288
13.3.6 设置求解选项 289
13.3.7 求解并显示求解结果 290
13.3.8 保存与退出 293
13.4 本章小结 293
第14章 结构非线性分析 294
14.1 结构非线性分析概述 294
14.2 结构非线性分析流程 296
14.2.1 超弹性材料 297
14.2.2 塑性材料 300
14.3 销轴的结构非线性分析 305
14.3.1 问题描述 305
14.3.2 启动Workbench并建立分析项目 306
14.3.3 创建几何体 306
14.3.4 添加模型材料属性 312
14.3.5 划分网格 315
14.3.6 求解载荷步数的设置 318
14.3.7 施加载荷与约束 318
14.3.8 结果后处理（设置求解项） 320
14.3.9 求解并显示求解结果 322
14.3.10 保存与退出 328
14.4 本章小结 328
第15章 接触问题分析 329
15.1 接触问题分析概述 329
15.1.1 罚函数法和增强拉格朗日法 329
15.1.2 拉格朗日乘数法 330
15.1.3 多点约束法 330
15.1.4 各方法接触探测的特点 331
15.2 接触问题分析流程 331
15.2.1 接触刚度与渗透 332
15.2.2 接触类型 333
15.2.3 对称／非对称行为 333
15.2.4 施加摩擦接触 334
15.2.5 检查接触结果 335
15.3 轴承内外套接触分析 335
15.3.1 问题描述 335
15.3.2 启动Workbench并建立分析项目 336
15.3.3 创建几何体 337
15.3.4 添加模型材料属性 346
15.3.5 设置接触选项 347
15.3.6 划分网格 348
15.3.7 施加载荷与约束 350
15.3.8 结果后处理（设置求解项） 352
15.3.9 求解并显示求解结果 353
15.3.10 保存与退出 355
15.4 本章小结 355
第16章 Workbench优化设计 356
16.1 Design Explorer概述 356
16.1.1 参数定义 356
16.1.2 设定优化方法 356
16.1.3 Design Explorer项目 357
16.1.4 Design Explorer特点 357
16.1.5 Design Explorer操作界面 358
16.2 Design Exploration优化设计基础 359
16.2.1 参数设置 359
16.2.2 目标驱动优化 360
16.2.3 响应曲面 363
16.2.4 实验设计 364
16.2.5 六西格玛分析 367
16.3 连接板的优化设计 368
16.3.1 问题描述 368
16.3.2 启动Workbench并建立分析项目 368
16.3.3 导入几何体 369
16.3.4 添加材料库 371
16.3.5 添加模型材料属性 372
16.3.6 划分网格 373
16.3.7 施加约束与载荷 375
16.3.8 结果后处理（设置求解项） 376
16.3.9 求解并显示求解结果 377
16.3.10 观察优化参数 378
16.3.11 响应曲面 382
16.3.12 观察新设计点的结果 386
16.3.13 保存与退出 386
16.4 本章小结 387
第17章 流体动力学分析 388
17.1 流体动力学基础 388
17.1.1 质量守恒方程 388
17.1.2 动量守恒方程 388
17.1.3 能量守恒方程 389
17.1.4 湍流模型 389
17.2 流体动力学的分析流程 390
17.3 基于Fluent的导弹流体动力学分析 391
17.3.1 案例介绍 391
17.3.2 启动Workbench并建立分析项目 391
17.3.3 导入几何体 393
17.3.4 划分网格 394
17.3.5 网格检查与处理 397
17.3.6 设置物理模型和材料 399
17.3.7 设置操作环境和边界条件 400
17.3.8 设置求解方法和控制参数 401
17.3.9 设置监视窗口和初始化 402
17.3.10 求解和退出 406
17.3.11 计算结果的后处理 406
17.3.12 保存与退出 412
17.4 基于Fluent的灭火器流体动力学分析 412
17.4.1 案例介绍 412
17.4.2 启动Workbench并建立分析项目（Fluent） 413
17.4.3 导入几何体 414
17.4.4 划分网格 415
17.4.5 网格检查与处理 420
17.4.6 设置物理模型和材料 422
17.4.7 设置操作环境和边界条件 423
17.4.8 设置求解方法和控制参数 424
17.4.9 设置监视窗口和初始化 425
17.4.10 求解和退出 426
17.4.11 计算结果的后处理 427
17.4.12 保存与退出 432
17.5 基于CFX的灭火器流体动力学分析 433
17.5.1 建立分析项目（CFX） 433
17.5.2 划分网格（CFX） 434
17.5.3 设置分析类型 436
17.5.4 设置流体区域参数 437
17.5.5 设置边界条件 438
17.5.6 设置求解器 440
17.5.7 设置输出控制 441
17.5.8 运行求解器 441
17.5.9 计算结果的后处理 443
17.5.10 保存与退出 444
17.6 本章小结 444