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内容简介
《ANSYS Workbench 14.0不错学习手册》详细介绍了ANSYS公司近期新版本的有限元分析平台Workbench 14.0的功能及应用。通过学习,读者不仅能掌握软件的操作,同时也能掌握解决相关工程领域实际问题的思路与方法,并能自如地解决本领域所出现的问题。 全书共14章,靠前章~第4章以各个分析模块为基础,介绍ANSYS Workbench 14.0的建模、网格划分、与常见CAD软件集成、结果后处理等内容。第5章~靠前4章以项目范例为指导,主要讲解Workbench在静力学分析、动力学分析、热力学分析、接触分析、电磁场分析、疲劳分析、复合材料分析、结构优化分析、流体动力学分析及多物理场耦合分析中的应用等内容,其中电磁分析模块(Maxwell)、疲劳分析模块(nCode)及复合材料分析模块(ANSYS ACP)需要读者单独安装。 《ANSYS Workbench 14.0不错学习手册》工程实例丰富、讲解详尽,内容安排循序渐进、深入浅出,适合理工院校土木工程、机械工程、力学、电子工程等相关专业的高年级本科生、研究生及教师使用,同时也可以作为相关工程技术人员从事工程研究的参考书。
目录
- 第1章 ANSYS
- Workbench
- 14.0概述 1
- 1.1 ANSYS软件简介 1
- 1.2 ANSYS
- Workbench
- 14.0平台及模块 3
- 1.2.1 Workbench平台界面 4
- 1.2.2 菜单栏 5
- 1.2.3 工具栏 13
- 1.2.4 工具箱 13
- 1.3 Workbench与SolidWorks软件集成设置 17
- 1.4 本章小结 20
- 第2章 ANSYS
- Workbench几何建模 21
- 2.1 DesignModeler平台概述 21
- 2.1.1 DesignModeler平台界面 21
- 2.1.2 菜单栏 21
- 2.1.3 工具栏 30
- 2.1.4 常用命令栏 32
- 2.1.5 Tree
- Outline(模型树) 33
- 2.2 DesignModeler几何建模 35
- 2.2.1 DesignModeler零件建模 36
- 2.2.2 DesignModeler装配体建模 41
- 2.2.3 DesignModeler导入Creo
- Parametric软件几何数据 47
- 2.2.4 DesignModeler导入SolidWorks软件几何数据 51
- 2.2.5 DesignModeler建模工具 55
- 2.2.6 DesignModeler概念建模工具 63
- 2.3 DesignModeler几何建模综合实例 69
- 2.4
- 本章小结 79
- 第3章 Meshing网格划分 80
- 3.1 Meshing平台概述 80
- 3.1.1 Workbench平台界面 81
- 3.1.2 菜单栏 81
- 3.1.3 工具栏 84
- 3.1.4 用户图形操作窗口 85
- 3.1.5 模型树及详细设置窗口 86
- 3.2 Meshing网格剖分 90
- 3.2.1 Meshing网格划分适用领域 90
- 3.2.2 Meshing网格划分方法 91
- 3.2.3 Meshing网格默认设置 94
- 3.2.4 Meshing网格尺寸设置 95
- 3.2.5 Meshing网格膨胀层设置 99
- 3.2.6 Meshing网格Patch
- Conforming选项 100
- 3.2.7 Meshing网格不错选项 100
- 3.2.8 Meshing网格损伤设置 100
- 3.2.9 Meshing网格评估统计 101
- 3.3 Meshing网格剖分实例 107
- 3.3.1 应用实例一――网格尺寸控制 107
- 3.3.2 应用实例二――扫掠网格划分 115
- 3.3.3 应用实例三――多区域网格划分 122
- 3.4 ICEM
- CFD简介与实例 128
- 3.4.1 ICEM
- CFD软件功能 128
- 3.4.2 ICEM
- CFD软件界面 129
- 3.4.3 ICEM
- CFD网格划分实例 129
- 3.5 本章小结 136
- 第4章 Workbench结果后处理 137
- 4.1 Mechanical基本操作 137
- 4.1.1 关于Mechanical 137
- 4.1.2 启动Mechanical 138
- 4.1.3 Mechanical操作界面 138
- 4.1.4 鼠标控制 141
- 4.2 材料参数输入控制 141
- 4.2.1 进入Engineering
- Data应用程序 141
- 4.2.2 材料库 142
- 4.2.3 添加材料 143
- 4.2.4 添加材料属性 144
- 4.3 Mechanical前处理操作 145
- 4.3.1 几何分支 145
- 4.3.2 接触与点焊 146
- 4.3.3 坐标系 149
- 4.3.4 网格划分 150
- 4.3.5 分析设置 150
- 4.4 施加载荷和约束 151
- 4.4.1 约束和载荷 151
- 4.4.2 惯性载荷 152
- 4.4.3 力载荷 152
- 4.4.4 热载荷 153
- 4.4.5 常见约束 154
- 4.5 模型求解 154
- 4.6 后处理操作 156
- 4.6.1 查看结果 156
- 4.6.2 结果显示 160
- 4.6.3 变形显示 160
- 4.6.4 应力和应变 161
- 4.6.5 接触结果 162
- 4.6.6 自定义结果显示 163
- 4.7 本章小结 164
- 第5章 结构静力学分析 165
- 5.1 线性静力分析简介 165
- 5.1.1 线性静力分析 165
- 5.1.2 线性静力分析流程 166
- 5.1.3 线性静力分析基础 167
- 5.2 静力分析实例1――实体静力分析 167
- 5.2.1 问题描述 167
- 5.2.2 启动Workbench并建立分析项目 168
- 5.2.3 导入创建几何体 168
- 5.2.4 添加材料库 170
- 5.2.5 添加模型材料属性 171
- 5.2.6 划分网格 172
- 5.2.7 施加载荷与约束 173
- 5.2.8 结果后处理 175
- 5.2.9 保存与退出 176
- 5.2.10 读者演练 176
- 5.3 静力分析实例2――梁单元线性静力分析 177
- 5.3.1 问题描述 177
- 5.3.2 启动Workbench并建立分析项目 178
- 5.3.3 创建几何体 178
- 5.3.4 添加材料库 184
- 5.3.5 添加模型材料属性 185
- 5.3.6 划分网格 186
- 5.3.7 施加载荷与约束 187
- 5.3.8 结果后处理 188
- 5.3.9 保存与退出 191
- 5.3.10 读者演练 191
- 5.4 静力分析实例3――复杂实体静力分析 191
- 5.4.1 问题描述 192
- 5.4.2 启动Workbench并建立分析项目 192
- 5.4.3 导入创建几何体 192
- 5.4.4 添加材料库 194
- 5.4.5 添加模型材料属性 195
- 5.4.6 划分网格 196
- 5.4.7 施加载荷与约束 197
- 5.4.8 结果后处理 199
- 5.4.9 保存与退出 201
- 5.4.10 读者演练 201
- 5.5 静力分析实例4――大变形静力学分析 201
- 5.5.1 问题描述 201
- 5.5.2 使用Solid
- Works
- 2012建模 202
- 5.5.3 导入模型 207
- 5.5.4 设定材料属性 207
- 5.5.5 划分网格 208
- 5.5.6 定义约束及边界条件 208
- 5.5.7 求解及后处理 210
- 5.5.8 开启大变形开关再次求解 211
- 5.5.9 求解及后处理 212
- 5.5.10 保存并退出 213
- 5.6 本章小结 213
- 第6章 结构动力学分析 214
- 6.1 结构动力学分析简介 214
- 6.1.1 结构动力学分析 214
- 6.1.2 结构动力学分析的阻尼 215
- 6.2 模态分析简介 215
- 6.2.1 模态分析 216
- 6.2.2 模态分析基础 216
- 6.2.3 预应力模态分析 217
- 6.3 模态分析实例1――模态分析 217
- 6.3.1 问题描述 217
- 6.3.2 启动Workbench并建立分析项目 217
- 6.3.3 导入创建几何体 218
- 6.3.4 添加材料库 219
- 6.3.5 添加模型材料属性 221
- 6.3.6 划分网格 222
- 6.3.7 施加载荷与约束 222
- 5.3.8 结果后处理 223
- 6.3.9 保存与退出 226
- 6.4 模态分析实例2――有预应力模态分析 226
- 6.4.1 问题描述 226
- 6.4.2 启动Workbench并建立分析项目 226
- 6.4.3 导入创建几何体 227
- 6.4.4 添加材料库 229
- 6.4.5 添加模型材料属性 230
- 6.4.6 划分网格 231
- 6.4.7 施加载荷与约束 232
- 6.4.8 模态分析 233
- 6.4.9 后处理 234
- 6.4.10 保存与退出 236
- 6.4.11 读者演练 236
- 6.5 响应谱分析简介 236
- 6.5.1 频谱的定义 237
- 6.5.2 响应谱分析的基本概念 237
- 6.6 响应谱分析实例――钢构架响应谱分析 239
- 6.6.1 问题描述 239
- 6.6.2 启动Workbench并建立分析项目 240
- 6.6.3 导入几何体模型 240
- 6.6.4 模态分析 241
- 6.6.5 添加材料库 242
- 6.6.6 划分网格 242
- 6.6.7 施加约束 243
- 6.6.8 结果后处理 244
- 6.6.9 响应谱分析 246
- 6.6.10 添加加速度谱 247
- 6.6.11 后处理 249
- 6.6.12 保存与退出 250
- 6.6.13 读者演练 250
- 6.7 随机振动分析简介 251
- 6.8 随机振动分析实例――钢构架随机振动分析 252
- 6.8.1 问题描述 252
- 6.8.2 启动Workbench并建立分析项目 253
- 6.8.3 创建几何体模型 253
- 6.8.4 模态分析 254
- 6.8.5 添加材料库 254
- 6.8.6 划分网格 254
- 6.8.7 施加约束 255
- 6.8.8 结果后处理 256
- 6.8.9 随机振动分析 257
- 6.8.10 添加动态力载荷 258
- 6.8.11 后处理 260
- 6.8.12 保存与退出 262
- 6.8.13 读者演练 262
- 6.9 谐响应分析简介 262
- 6.9.1 谐响应分析简介 262
- 6.9.2 谐响应分析的载荷与输出 263
- 6.9.3 谐响应分析通用方程 263
- 6.10 谐响应分析实例――底座架谐响应分析 264
- 6.10.1 问题描述 264
- 6.10.2 启动Workbench并建立分析项目 264
- 6.10.3 创建模态分析项目 265
- 6.10.4 材料选择 266
- 6.10.5 施加载荷与约束 266
- 6.10.6 模态求解 268
- 6.10.7 后处理 269
- 6.10.8 创建响应谱分析项目 270
- 6.10.9 施加载荷与约束 270
- 6.10.10 谐响应计算 272
- 6.10.11 结果后处理 272
- 6.10.12 保存与退出 274
- 6.10.13 读者演练 274
- 6.11 线性屈曲分析简介 274
- 6.11.1 结构稳定性 274
- 6.11.2 线性屈曲分析 275
- 6.12 线性屈曲分析实例1――圆筒屈曲分析 275
- 6.12.1 问题描述 276
- 6.12.2 启动Workbench并建立分析项目 276
- 6.12.3 创建几何体 276
- 6.12.4 设置材料 280
- 6.12.5 添加模型材料属性 280
- 6.12.6 划分网格 280
- 6.12.7 施加载荷与约束 281
- 6.12.8 结果后处理 282
- 6.12.9 线性屈曲分析 284
- 6.12.10 施加载荷与约束 285
- 6.12.11 结果后处理 286
- 6.12.12 保存与退出 287
- 6.12.13 读者演练 287
- 6.13 线性屈曲分析实例2――线性屈曲分析 288
- 6.13.1 案例介绍 289
- 6.13.2 建模 289
- 6.13.3 开启模块并导入模型 293
- 6.13.4 划分网格 295
- 6.13.5 定义约束及边界条件 296
- 6.13.6 求解及后处理 299
- 6.13.7 保存并退出 303
- 6.13.8 读者演练 303
- 6.14 瞬态动力学分析简介 303
- 6.14.1 瞬态动力学分析简介 303
- 6.14.2 瞬态动力学分析基本公式 303
- 6.15 瞬态动力学分析实例――钢构架地震分析 304
- 6.15.1 问题描述 304
- 6.15.2 启动Workbench并建立分析项目 305
- 6.15.3 创建几何体模型 305
- 6.15.4 瞬态动力学分析 306
- 6.15.5 添加材料库 306
- 6.15.6 划分网格 306
- 6.15.7 施加约束 307
- 6.15.8 结果后处理 310
- 6.15.9 保存与退出 313
- 6.15.10 读者演练 313
- 6.16 本章小结 313
- 第7章 热力学分析 314
- 7.1 热力学分析简介 314
- 7.1.1 热力学分析目的 314
- 7.1.2 热力学分析 314
- 7.1.3 基本传热方式 315
- 7.2 稳态热学分析实例1――热传递与对流分析 316
- 7.2.1 问题描述 316
- 7.2.2 启动Workbench并建立分析项目 316
- 7.2.3 导入几何体模型 317
- 7.2.4 创建分析项目 318
- 7.2.5 添加材料库 318
- 7.2.6 添加模型材料属性 319
- 7.2.7 划分网格 320
- 7.2.8 施加载荷与约束 321
- 7.2.9 结果后处理 322
- 7.2.10 保存与退出 324
- 7.2.11 读者演练 324
- 7.3 稳态热学分析实例2――热传递与对流分析 325
- 7.3.1 问题描述 325
- 7.3.2 启动Workbench并建立分析项目 325
- 7.3.3 导入几何体模型 326
- 7.3.4 创建分析项目 327
- 7.3.5 添加材料库 327
- 7.3.6 添加模型材料属性 328
- 7.3.7 划分网格 329
- 7.3.8 施加载荷与约束 330
- 7.3.9 结果后处理 333
- 7.3.10 保存与退出 334
- 7.3.11 读者演练 334
- 7.4 稳态热学分析实例3――水杯热学分析 334
- 7.4.1 案例介绍 334
- 7.4.2 启动Workbench并建立分析项目 335
- 7.4.3 定义材料参数 335
- 7.4.4 导入模型 335
- 7.4.5 划分网格 336
- 7.4.6 定义荷载 337
- 7.4.7 求解及后处理 339
- 7.4.8 保存并退出 343
- 7.5 瞬态热学分析――散热片瞬态热学分析 343
- 7.5.1 问题描述 343
- 7.5.2 启动Workbench并建立分析项目 344
- 7.5.3 导入几何体模型 344
- 7.5.4 创建分析项目 345
- 7.5.5 添加材料库 345
- 7.5.6 添加模型材料属性 347
- 7.5.7 划分网格 348
- 7.5.8 施加载荷与约束 348
- 7.5.9 瞬态热学分析 350
- 7.5.10 设置分析选项 350
- 7.5.11 后处理 351
- 7.5.12 保存与退出 353
- 7.6 本章小结 353
- 第8章 接触分析 354
- 8.1 接触分析简介 354
- 8.2 静态接触分析实例――挖掘机臂受力分析 356
- 8.2.1 问题描述 356
- 8.2.2 启动Workbench软件 356
- 8.2.3 导入几何体模型 357
- 8.2.4 创建分析项目 358
- 8.2.5 添加材料库 359
- 8.2.6 添加模型材料属性 359
- 8.2.7 接触设置 359
- 8.2.8 划分网格 359
- 8.2.9 施加载荷与约束 360
- 8.2.10 结果后处理 362
- 8.2.11 保存与退出 364
- 8.2.12 读者演练 365
- 8.3 动态接触分析实例――移动滑块接触分析 365
- 8.3.1 问题描述 365
- 8.3.2 启动Workbench软件 365
- 8.3.3 导入几何体模型 366
- 8.3.4 创建分析项目 367
- 8.3.5 添加材料库 367
- 8.3.6 添加模型材料属性 369
- 8.3.7 创建接触 370
- 8.3.8 划分网格 371
- 8.3.9 施加载荷与约束 372
- 8.3.10 结果后处理 374
- 8.3.11 保存与退出 377
- 8.3.12 读者演练 378
- 8.4 本章小结 378
- 第9章 电磁场分析 379
- 9.1 电磁场基本理论 379
- 9.1.1 麦克斯韦方程 379
- 9.1.2 一般形式的电磁场微分方程 380
- 9.1.3 电磁场中常见边界条件 381
- 9.1.4 ANSYS
- Workbench平台电磁分析 382
- 9.1.5 ANSOFT软件电磁分析 382
- 9.2 Electric电场分析实例――直流传导 383
- 9.2.1 问题描述 384
- 9.2.2 启动Workbench并建立分析项目 384
- 9.2.3 保存工程文件 384
- 9.2.4 几何文件 385
- 9.2.5 边界条件设定 386
- 9.2.6 求解计算 387
- 9.2.7 后处理 387
- 9.2.8 保存与退出 387
- 9.3 Maxwell电场分析实例――直流传导 388
- 9.3.1 启动Workbench并建立分析项目 388
- 9.3.2 建立几何模型 389
- 9.3.3 边界条件设定 391
- 9.3.4 求解计算 392
- 9.3.5 后处理 392
- 9.3.7 保存与退出 394
- 9.4 本章小结 394
- 第10章 疲劳分析 395
- 10.1 疲劳分析简介 395
- 10.2 疲劳分析实例――轴疲劳分析 397
- 10.2.1 问题描述 397
- 10.2.2 启动Workbench并建立分析项目 397
- 10.2.3 导入创建几何体 398
- 10.2.4 添加材料库 398
- 10.2.5 添加模型材料属性 398
- 10.2.6 划分网格 399
- 10.2.7 施加载荷与约束 399
- 10.2.8 结果后处理 401
- 10.2.9 保存文件 402
- 10.2.10 启动nCode程序 402
- 10.2.11 疲劳分析 404
- 10.2.12 保存与退出 406
- 10.3 本章小结 406
- 第11章 复合材料分析 407
- 11.1 复合材料概论 407
- 11.2 ANSYS
- ACP模块功能概述 408
- 11.3 复合材料静力学分析实例――复合板受力分析 411
- 11.3.1 问题描述 411
- 11.3.2 启动Workbench软件 411
- 11.3.3 静力分析项目 412
- 11.3.4 定义复合材料数据 413
- 11.3.5 数据更新 415
- 11.3.6 ACP复合材料定义 416
- 11.3.7 有限元计算 423
- 11.3.8 后处理 423
- 11.3.9 ACP专业后处理工具 424
- 11.3.10 保存与退出 426
- 11.4 本章小结 427
- 第12章 结构优化分析 428
- 12.1 优化分析简介 428
- 12.1.1 优化设计概述 428
- 12.1.2 Workbench结构优化分析简介 429
- 12.1.3 Workbench结构优化分析 430
- 12.2 优化分析实例――响应曲面优化分析 430
- 12.2.1 问题描述 430
- 12.2.2 启动Workbench并建立分析项目 430
- 12.2.3 导入几何模型 431
- 12.2.4 结果后处理 435
- 12.3 本章小结 439
- 第13章 流体动力学分析 440
- 13.1 流体动力学分析简介 440
- 13.1.1 流体动力学分析 440
- 13.1.2 CFD基础 443
- 13.2 流体动力学实例――CFX内流场分析 450
- 13.2.1 问题描述 450
- 13.2.2 启动Workbench并建立分析项目 451
- 13.2.3 创建几何体模型 451
- 13.2.4 网格划分 452
- 13.2.5 流体动力学前处理 454
- 13.2.6 流体计算 458
- 13.2.7 结果后处理 459
- 13.3 流体动力学实例――FLUENT流场分析 461
- 13.3.1 问题描述 461
- 13.3.2 软件启动与保存 461
- 13.3.3 导入几何数据文件 462
- 13.3.4 网格设置 463
- 13.3.5 进入FLUENT平台 464
- 13.3.6 材料选择 466
- 13.3.7 设置几何属性 466
- 13.3.8 流体边界条件 466
- 13.3.9 求解器设置 468
- 13.3.10 结果后处理 469
- 13.4 本章小结 471
- 第14章 多物理场耦合分析 472
- 14.1 多物理场耦合分析简介 472
- 14.1.1 多物理场耦合分析 472
- 14.1.2 多物理场应用场合 473
- 14.2 耦合实例1――Maxwell和Mechanical电磁热结构耦合 474
- 14.2.1 问题描述 474
- 14.2.2 软件启动与保存 474
- 14.2.3 建立电磁分析 475
- 14.2.4 几何模型建立 477
- 14.2.5 求解域的设置 479
- 14.2.6 赋予材料属性 480
- 14.2.7 添加激励 481
- 14.2.8 分析步创建 481
- 14.2.9 模型检查与计算 482
- 14.2.10 后处理 482
- 14.2.11 创建热学分析和数据共享 483
- 14.2.12 材料设定 485
- 14.2.13 网格划分 486
- 14.2.14 添加边界条件与映射激励 487
- 14.2.15 求解计算 489
- 14.2.16 后处理 489
- 14.2.17 应力计算 490
- 14.2.18 读者演练 491
- 14.3 耦合实例2――Maxwell和Mechanical线圈电磁结构耦合 491
- 14.3.1 问题描述 491
- 14.3.2 软件启动与保存 492
- 14.3.3 导入几何数据文件 492
- 14.3.4 求解器与求解域的设置 493
- 14.3.5 赋予材料属性 494
- 14.3.6 添加激励 495
- 14.3.7 模型检查与计算 496
- 14.3.8 后处理 497
- 14.3.9 创建力学分析和数据共享 499
- 14.3.10 材料设定 500
- 14.3.11 网格划分 502
- 14.3.12 添加边界条件与映射激励 502
- 14.3.13 求解计算 504
- 14.3.14 后处理 504
- 14.4 耦合实例3――FLUENT和Mechanical流体结构耦合分析 505
- 14.4.1 问题描述 505
- 14.4.2 软件启动与保存 505
- 14.4.3 导入几何数据文件 506
- 14.4.4 抑制几何 508
- 14.4.5 网格设置 508
- 14.4.6 进入FLUENT平台 510
- 14.4.7 材料选择 511
- 14.4.8 设置几何属性 512
- 14.4.9 流体边界条件 512
- 14.4.10 求解器设置 514
- 14.4.11 结构力学计算 516
- 14.4.12 材料设定 517
- 14.4.13 网格划分 518
- 14.4.14 添加边界条件与映射激励 518
- 14.4.15 求解计算 519
- 14.4.16 后处理 520
- 14.4.17 读者演练 520
- 14.5 耦合实例4――Maxwell和FLUENT电磁热流耦合 521
- 14.5.1 问题描述 521
- 14.5.2 软件启动与保存 521
- 14.5.3 导入几何数据文件 522
- 14.5.4 求解器与求解域的设置 523
- 14.5.5 赋予材料属性 523
- 14.5.6 添加激励 525
- 14.5.7 模型检查与计算 527
- 14.5.8 后处理 527
- 14.5.9 创建流体力学分析和数据共享 530
- 14.5.10 DM中几何数据文件 530
- 14.5.11 传递数据 533
- 14.5.12 网格设置 533
- 14.5.13 进入FLUENT平台 535
- 14.5.14 材料选择 536
- 14.5.15 设置几何属性 537
- 14.5.16 流体边界条件 538
- 14.5.17 求解器设置 539
- 14.5.18 CFD――Post后处理操作 541
- 14.6 本章小结 543
- 附录 添加Workbench材料 545
- 参考文献 548