第1章 ANSYS Workbench14.5基础 1
1.1CAE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
1.3ANSYS简介 5
1.3.1ANSYS的发展 5
1.3.2ANSYS的功能 6
1.4ANSYS Workbench概述 7
1.4.1ANSYS Workbench的特点 7
1.4.2ANSYS Workbench应用分类 8
1.5ANSYS 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
1.6ANSYS Workbench14.5的设计流程 11
1.7ANSYS Workbench系统要求和启动 11
1.7.1系统要求 11
1.7.2启动 12
1.8ANSYS14.5的界面 13
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 18
2.3Workbench选项窗口 19
2.4Workbench文档管理 20
2.4.1目录结构 20
2.4.2显示文件明细 20
2.4.3打包文件 21
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
3.2.2Workbench窗口定制 29
3.2.3DesignModeler主菜单 30
3.2.4DesignModeler工具栏 32
3.2.5属性栏窗格 32
3.2.6DesignModeler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 34
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
3.5.4Go To特征 40
3.6帮助文档 42
第4章 草图模式 43
4.1DesignModeler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 48
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 52
4.3.5设置工具箱 53
4.4草绘附件 53
4.4.1标尺工具 53
4.4.2正视于工具 54
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 66
5.2.1等半径倒圆 66
5.2.2变半径倒圆 67
5.2.3顶点倒圆 68
5.2.4倒角 68
5.3体操作 68
5.3.1镜像 69
5.3.2移动 69
5.3.3缝合 70
5.3.4简化 70
5.3.5旋转 71
5.3.6切除材料 71
5.3.7印记面 71
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 80
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 112
第8章 一般网格控制 113
8.1网格划分概述 114
8.1.1ANSYS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
8.7.2Mechanical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
9.2Mechanical界面 150
9.2.1Mechanical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 163
第10章 静力结构分析 165
10.1几何模型 166
10.1.1质量点 166
10.1.2材料特性 167
10.2分析设置 167
10.3载荷和约束 168
10.3.1加速度和重力加速度 169
10.3.2集中力和压力 169
10.3.3约束 170
10.4求解模型 171
10.5后处理 171
10.6静力结构分析1——连杆基体强度校核 174
10.6.1问题描述 174
10.6.2前处理 176
10.6.3求解 180
10.6.4结果 180
10.7静力结构分析2——联轴器变形和应力校核 181
10.7.1问题描述 181
10.7.2项目概图 181
10.7.3前处理 183
10.7.4求解 185
10.7.5结果 185
10.7.6报告 186
10.8静力结构学分析3——基座基体强度校核 187
10.8.1问题描述 187
10.8.2建立分析项目 187
10.8.3前处理 189
10.8.4求解 193
10.8.5结果 193
第11章 模态分析 195
11.1模态分析方法 196
11.2模态系统分析步骤 196
11.2.1几何体和质点 196
11.2.2接触区域 196
11.2.3分析类型 197
11.2.4载荷和约束 198
11.2.5求解 198
11.2.6检查结果 198
11.3模态分析实例1——机盖壳体强度校核 199
11.3.1问题描述 199
11.3.2项目概图 199
11.3.3前处理 200
11.3.4求解 203
11.3.5结果 203
11.4模态分析实例2——长铆钉预应力 205
11.4.1问题描述 205
11.4.2项目概图 205
11.4.3前处理 207
11.4.4求解 209
11.4.5结果 209
11.5模态分析实例3——机翼 212
11.5.1问题描述 212
11.5.2项目概图 212
11.5.3前处理 213
11.5.4求解 217
11.5.5模态分析 218
第12章 响应谱分析 221
12.1响应谱分析简介 222
12.1.1响应谱分析过程 222
12.1.2在Workbench14.5中进行响应谱分析 223
12.2响应谱分析实例——三层框架结构地震响应分析 224
12.2.1问题描述 224
12.2.2项目概图 225
12.2.3前处理 227
12.2.4模态分析求解 228
12.2.5响应谱分析设置并求解 230
12.2.6查看分析结果 231
第13章 谐响应分析 234
13.1谐响应分析简介 235
13.2谐响应分析步骤 235
13.2.1建立谐响应分析项 235
13.2.2加载谐响应载荷 236
13.2.3求解方法 237
13.2.4后处理中查看结果 237
13.3谐响应分析实例——固定梁 237
13.3.1问题描述 237
13.3.2项目概图 238
13.3.3前处理 240
13.3.4模态分析求解 241
13.3.5谐响应分析预处理 244
13.3.6谐响应分析设置并求解 245
13.3.7谐响应分析后处理 246
第14章 随机振动分析 249
14.1随机振动分析简介 250
14.1.1随机振动分析过程 250
14.1.2在Workbench14.5中进行随机振动分析 250
14.2随机振动分析实例——桥梁模型随机振动分析 250
14.2.1问题描述 252
14.2.2项目概图 252
14.2.3前处理 254
14.2.4模态分析求解 257
14.2.5随机振动分析设置并求解 259
14.2.6查看分析结果 261
第15章 线性屈曲分析 263
15.1屈曲概述 264
15.2屈曲分析步骤 264
15.2.1几何体和材料属性 265
15.2.2接触区域 265
15.2.3载荷与约束 265
15.2.4设置屈曲 265
15.2.5求解模型 266
15.2.6检查结果 267
15.3线性屈曲分析实例1——空心管 267
15.3.1问题描述 267
15.3.2项目概图 268
15.3.3创建草图 269
15.3.4Mechanical前处理 271
15.3.5求解 272
15.3.6结果 273
15.4线性屈曲分析实例2——升降架 274
15.4.1问题描述 274
15.4.2项目概图 275
15.4.3Mechanical前处理 276
15.4.4求解 278
15.4.5结果 278
第16章 结构非线性分析 279
16.1非线性分析概论 280
16.1.1非线性行为的原因 280
16.1.2非线性分析的基本信息 281
16.2结构非线性的一般过程 283
16.2.1建立模型 283
16.2.2分析设置 284
16.2.3查看结果 286
16.3接触非线性结构 287
16.3.1接触基本概念 287
16.3.2接触类型 287
16.3.3刚度及渗透 287
16.3.4Pinball区域 288
16.3.5对称/非对称行为 290
16.3.6接触结果 291
16.4结构非线性实例1——刚性接触 292
16.4.1问题描述 292
16.4.2项目概图 292
16.4.3绘制草图 293
16.4.4创建面体 293
16.4.5更改模型类型 294
16.4.6修改几何体属性 295
16.4.7添加接触 296
16.4.8划分网格 296
16.4.9分析设置 299
16.4.10求解 302
16.4.11查看求解结果 303
16.4.12接触结果后处理 305
16.5结构非线性实例2——O形圈 307
16.5.1问题描述 307
16.5.2项目概图 308
16.5.3绘制草图 308
16.5.4创建面体 310
16.5.5添加材料 311
16.5.6修改几何体属性 313
16.5.7添加接触 314
16.5.8划分网格 317
16.5.9分析设置 318
16.5.10求解 320
16.5.11查看求解结果 321
第17章 热分析 324
17.1热分析模型 325
17.1.1几何模型 325
17.1.2材料属性 325
17.2装配体 325
17.2.1实体接触 325
17.2.2导热率 326
17.2.3点焊 327
17.3热环境工具栏 327
17.3.1热载荷 327
17.3.2热边界条件 328
17.4求解选项 329
17.5结果和后处理 330
17.5.1温度 330
17.5.2热通量 331
17.5.3响应热流速 331
17.6热分析实例1——变速器上箱盖 331
17.6.1问题描述 332
17.6.2项目概图 332
17.6.3前处理 333
17.6.4求解 337
17.6.5结果 338
17.7热分析实例2——齿轮泵基座 340
17.7.1问题描述 340
17.7.2项目概图 341
17.7.3前处理 342
17.7.4求解 346
17.7.5结果 347
第18章 优化设计 349
18.1优化设计概论 350
18.1.1ANSYS优化方法 350
18.1.2定义参数 350
18.1.3Design Explorer优化类型 351
18.2优化设计界面 351
18.2.1Design Explorer用户界面 351
18.2.2Design Explorer数据参数界面 351
18.2.3读入APDL文件 351
18.3优化设计实例1——板材拓扑优化设计 352
18.3.1问题描述 353
18.3.2项目概图 354
18.3.3创建模型 355
18.3.4前处理 356
18.3.5求解 360
18.3.6结果 360
18.4优化设计实例2——连杆六西格玛优化设计 362
18.4.1问题描述 362
18.4.2项目概图 362
18.4.3Mechanical前处理 363
18.4.4设置求解 366
18.4.5六西格玛设计 368
附录A ANSYS Workbench菜单栏命令 375
附录B 有限元知识结构 378
附录C ANSYS Workbench帮助文件说明 378