第1章 ANSYS Workbench 16.0入门 1
1.1 ANSYS Workbench概述 2
1.1.1 ANSYS Workbench的特点 2
1.1.2 ANSYS Workbench应用分类 3
1.1.3 ANSYS Workbench系统要求和启动 4
1.1.4 ANSYS Workbench 16.0的设计流程 6
1.2 ANSYS Workbench分析的基本过程 6
1.2.1 前处理 7
1.2.2 加载并求解 7
1.2.3 后处理 7
1.3 ANSYS 16.0的图形界面 8
1.3.1 工具箱 8
1.3.2 Workbench选项窗口 10
1.4 Workbench文档管理 10
1.4.1 目录结构 10
1.4.2 显示文件明细 11
1.4.3 打包文件 12
1.5 项目概图 12
1.5.1 系统和单元格 13
1.5.2 单元格的类型 13
1.5.3 了解单元格状态 14
1.5.4 项目概图中的链接 15
1.5.5 创建项目概图实例 15
1.6 材料特性应用程序 17
1.6.1 材料库 18
1.6.2 添加库中的材料 19
1.6.3 添加新材料 20
第2章 DesignModeler应用程序 21
2.1 DesignModeler简介 22
2.1.1 进入DesignModeler 22
2.1.2 操作界面介绍 24
2.1.3 DesignModeler和CAD类文件交互 27
2.1.4 DesignModeler中几何体的分类 29
2.1.5 帮助文档 29
2.2 DesignModeler的操作 30
2.2.1 图形控制 30
2.2.2 光标模式 31
2.2.3 选择过滤器 31
2.2.4 快捷菜单 32
2.3 绘制草图 35
2.3.1 长度单位制 35
2.3.2 创建新平面 35
2.3.3 创建新草图 36
2.3.4 工具箱 37
2.3.5 草绘附件 41
2.3.6 草图绘制实例——机缸垫草图 42
2.4 特性建模 47
2.4.1 拉伸 48
2.4.2 旋转 51
2.4.3 扫掠 51
2.4.4 放样 52
2.4.5 抽壳 53
2.4.6 倒圆 53
2.4.7 倒角 54
2.4.8 特征建模实例1——基台 55
2.5 体操作 60
2.5.1 镜像 61
2.5.2 移动 61
2.5.3 缝合 62
2.5.4 阵列特征 62
2.5.5 布尔操作 63
2.5.6 直接创建几何体 64
2.5.7 三维特征实例2——链轮 64
2.6 概念建模 69
2.6.1 概念建模工具 69
2.6.2 定义横截面 71
2.6.3 面操作 74
2.6.4 概念建模实例——框架 75
第3章 Mechanical应用程序 81
3.1 Mechanical概述 82
3.2 Mechanical界面 82
3.2.1 Mechanical菜单栏 82
3.2.2 工具栏 84
3.2.3 树形目录 85
3.2.4 属性窗格 85
3.2.5 绘图区域 85
3.3 基本分析步骤 86
3.4 一个简单的分析实例 87
3.4.1 问题描述 87
3.4.2 项目概图 87
3.4.3 前处理 88
3.4.4 求解 92
3.4.5 结果 92
3.4.6 报告 94
第4章 一般网格控制 95
4.1 网格划分平台 96
4.1.1 网格划分概述 96
4.1.2 网格划分流程 96
4.1.3 分析类型 96
4.2 网格划分方法 98
4.2.1 自动划分方法 98
4.2.2 四面体 98
4.2.3 扫掠 101
4.2.4 多区域 101
4.3 全局网格控制 103
4.3.1 相关性和关联中心 103
4.3.2 全局单元尺寸 104
4.3.3 初始尺寸种子 104
4.3.4 平滑和过渡 105
4.3.5 跨度中心角 105
4.3.6 高级尺寸功能 106
4.4 局部网格控制 108
4.4.1 局部尺寸 108
4.4.2 接触尺寸 112
4.4.3 细化 112
4.4.4 映射面划分 113
4.4.5 匹配控制 114
4.4.6 收缩控制 115
4.4.7 膨胀 115
4.5 网格工具 116
4.5.1 生成网格 116
4.5.2 截面位面 117
4.5.3 命名选项 118
4.6 网格划分实例——三通管网格划分 119
4.6.1 定义几何 119
4.6.2 Mechanical默认与CFD网格 120
4.6.3 截面位面 122
4.6.4 使用面尺寸 123
4.6.5 局部网格划分 124
第5章 结构静力学分析 126
5.1 几何模型 127
5.1.1 质量点 127
5.1.2 材料特性 127
5.2 分析设置 128
5.3 载荷和约束 129
5.3.1 加速度和重力加速度 129
5.3.2 集中力和压力 130
5.3.3 约束 131
5.4 求解模型 132
5.5 后处理 132
5.6 静力结构分析实例1——联轴器变形和应力校核 135
5.6.1 问题描述 135
5.6.2 项目概图 135
5.6.3 创建模型 137
5.6.4 前处理 142
5.6.5 求解 144
5.6.6 结果 144
5.6.7 报告 145
5.7 静力结构分析实例2——托架基体强度校核 146
5.7.1 问题描述 146
5.7.2 建立分析项目 146
5.7.3 前处理 148
5.7.4 求解 152
5.7.5 结果 152
第6章 模态分析 154
6.1 模态分析方法 155
6.2 模态系统分析步骤 155
6.2.1 几何体和质点 155
6.2.2 接触区域 156
6.2.3 分析类型 156
6.2.4 载荷和约束 156
6.2.5 求解 157
6.2.6 检查结果 157
6.3 模态分析实例1——机盖架壳体强度校核 157
6.3.1 问题描述 157
6.3.2 项目概图 157
6.3.3 前处理 159
6.3.4 求解 160
6.3.5 结果 161
6.4 模态分析实例2——轴装配体 162
6.4.1 问题描述 163
6.4.2 项目概图 163
6.4.3 前处理 164
6.4.4 求解 165
6.4.5 结果 166
6.5 模态分析实例3——机翼 167
6.5.1 问题描述 168
6.5.2 项目概图 168
6.5.3 前处理 170
6.5.4 求解 172
6.5.5 模态分析 173
第7章 屈曲分析 176
7.1 屈曲概述 177
7.2 屈曲分析步骤 177
7.2.1 几何体和材料属性 178
7.2.2 接触区域 178
7.2.3 载荷与约束 178
7.2.4 设置屈曲 178
7.2.5 求解模型 179
7.2.6 检查结果 180
7.3 线性屈曲分析实例1——空圆管 180
7.3.1 问题描述 180
7.3.2 项目概图 181
7.3.3 创建草图 182
7.3.4 Mechanical前处理 184
7.3.5 求解 184
7.3.6 结果 186
7.4 线性屈曲分析实例2——支撑架 188
7.4.1 问题描述 188
7.4.2 项目概图 188
7.4.3 Mechanical前处理 189
7.4.4 求解 191
7.4.5 结果 192
第8章 谐响应分析 193
8.1 谐响应分析简介 194
8.2 谐响应分析步骤 194
8.2.1 建立谐响应分析项 194
8.2.2 加载谐响应载荷 195
8.2.3 求解方法 195
8.2.4 后处理中查看结果 196
8.3 谐响应分析实例——固定梁 196
8.3.1 问题描述 196
8.3.2 项目概图 196
8.3.3 前处理 199
8.3.4 模态分析求解 199
8.3.5 谐响应分析预处理 202
8.3.6 谐响应分析设置并求解 203
8.3.7 谐响应分析后处理 204
第9章 响应谱分析 207
9.1 响应谱分析简介 208
9.1.1 响应谱分析过程 208
9.1.2 在Workbench 16.0中进行响应谱分析 209
9.2 响应谱分析实例——三层框架结构地震响应分析 210
9.2.1 问题描述 210
9.2.2 项目概图 210
9.2.3 前处理 212
9.2.4 模态分析求解 213
9.2.5 响应谱分析设置并求解 215
9.2.6 查看分析结果 217
第10章 随机振动分析 219
10.1 随机振动分析简介 220
10.1.1 随机振动分析过程 220
10.1.2 Workbench 16.0中进行随机振动分析 220
10.2 振动分析实例——桥梁模型随机 221
振动分析 221
10.2.1 问题描述 221
10.2.2 项目概图 222
10.2.3 前处理 223
10.2.4 模态分析求解 225
10.2.5 随机振动分析设置并求解 228
10.2.6 查看分析结果 229
第11章 非线性分析 231
11.1 非线性分析概论 232
11.1.1 非线性行为的原因 232
11.1.2 非线性分析的基本信息 233
11.2 结构非线性一般过程 235
11.2.1 建立模型 235
11.2.2 分析设置 235
11.2.3 查看结果 237
11.3 接触非线性结构 238
11.3.1 接触基本概念 238
11.3.2 接触类型 238
11.3.3 刚度及渗透 238
11.3.4 Pinball区域 239
11.3.5 对称/非对称行为 241
11.3.6 接触结果 242
11.4 结构非线性实例1——刚性接触 242
11.4.1 问题描述 242
11.4.2 项目概图 243
11.4.3 绘制草图 243
11.4.4 创建面体 244
11.4.5 更改模型类型 245
11.4.6 修改几何体属性 246
11.4.7 添加接触 247
11.4.8 划分网格 249
11.4.9 分析设置 252
11.4.10 求解 253
11.4.11 查看求解结果 255
11.5 结构非线性实例2——O型圈 257
11.5.1 问题描述 257
11.5.2 项目概图 258
11.5.3 绘制草图 258
11.5.4 创建面体 259
11.5.5 添加材料 260
11.5.6 修改几何体属性 262
11.5.7 添加接触 264
11.5.8 划分网格 266
11.5.9 分析设置 267
11.5.10 求解 270
11.5.11 查看求解结果 270
11.6 结构非线性实例3——橡胶密封件 272
11.6.1 问题描述 272
11.6.2 项目概图 273
11.6.3 添加材料 273
11.6.4 定义模型 274
11.6.5 添加接触 280
11.6.6 分析设置 283
11.6.7 求解 286
11.6.8 查看求解结果 289
第12章 热分析 290
12.1 热分析基础 291
12.2 热传递的方式 291
12.3 热分析流程 292
12.3.1 几何模型 293
12.3.2 材料属性 294
12.3.3 实体接触 294
12.3.4 导热率 295
12.3.5 施加热载荷 296
12.3.6 热边界条件 296
12.3.7 求解选项 297
12.3.8 结果和后处理 298
12.4 热分析实例1——传动装配体基座 299
12.4.1 问题描述 300
12.4.2 项目概图 300
12.4.3 前处理 300
12.4.4 求解 304
12.4.5 结果 305
12.5 热分析实例2——变速箱上箱盖 306
12.5.1 问题描述 307
12.5.2 项目概图 307
12.5.3 前处理 308
12.5.4 求解 312
12.5.5 结果 313
12.6 热分析实例3——齿轮泵基座 315
12.6.1 问题描述 315
12.6.2 项目概图 315
12.6.3 前处理 316
12.6.4 求解 320
12.6.5 结果 320
第13章 优化设计 322
13.1 优化设计概论 323
13.1.1 ANSYS优化方法 323
13.1.2 Design Explorer优化特点 323
13.1.3 Design Explorer优化类型 324
13.1.4 参数定义 324
13.2 优化设计界面 325
13.2.1 用户界面 325
13.2.2 Design Explorer数据参数界面 325
13.2.3 读入APDL文件 325
13.3 Design Exploration优化设计使用基础 327
13.3.1 参数的设置 327
13.3.2 目标驱动优化 329
13.3.3 响应曲面 329
13.3.4 六西格玛设计 331
13.4 优化设计实例——连杆六西格玛优化设计 332
13.4.1 问题描述 332
13.4.2 项目概图 333
13.4.3 Mechanical前处理 333
13.4.4 设置求解 335
13.4.5 六西格玛设计 338