ANSYS Workbench 17.0数值模拟与实例精解 CAE分析大系付稣昇人民邮电出版社鑫隆博图书专营店 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

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第1章　ANSYS Workbench基础介绍　12

1.1　ANSYS Workbench概述　12

1.2　ANSYS Workbench平台与模块　12

1.2.1　ANSYS Workbench启动方式　12

1.2.2　Workbench平台界面　13

1.2.3　主菜单栏　14

1.2.4　基本工具栏　15

1.2.5　工具箱　15

1.2.6　项目流程图　16

1.3　ANSYS Workbenc件管理　16

1.4　ANSYS Workbench单位系统　17

1.5　本章小结　18

第2章　几何建模与模型清理　19

2.1　DesignModeler概述　19

2.1.1　DesignModeler介绍　19

2.1.2　DesignModeler启动和CAD文件交互　19

2.1.3　DesignModeler交互界面　

2.1.4　DesignModeler主菜单栏　

2.1.5　DesignModeler工具栏　21

2.1.6　鼠标操作　22

2.1.7　选择过滤器　22

2.1.8　框选　22

2.1.9　选择面板　23

2.1.10　图形控制　23

2.1.11　弹出快捷菜单　23

2.2　图绘制　24

2.2.1　单位制　25

2.2.2　创建新平面和平面变换　25

2.2.3　创建新绘　26

2.2.4　绘工具　26

2.2.5　图投影与援引　28

2.3　3D建模创建与工具　28

2.3.1　体和零件　28

2.3.2　3D特征操作（【Create】菜单）　29

2.3.3　工具（【Tools】菜单）　30

2.4　参数化建模　31

2.4.1　DM参数化建模　31

2.4.2　一般CAD软件参数化导入DM的方法　32

2.5　概念建模　33

2.5.1　创建线体　33

2.5.2　建立面　35

2.6　几何建模实例　36

2.6.1　构件搬运台车建模实例　36

2.6.2　飞机机翼1D和2D混合建模实例　40

2.7　几何清理实例　45

涡轮机外壳结构几何清理简化实例　45

2.8　本章小结　48

第3章　工程数据定义与网格划分　49

3.1　工程数据定义基础　49

3.1.1　Engineering Data界面　49

3.1.2　定义材料参数　50

3.1.3　添加新材入材料库　51

3.1.4　赋予材料属　52

3.2　网格划分技术　52

3.2.1　全局网格控制　52

3.2.2　局部网格划分控制　55

3.2.3　虚拟拓扑　59

3.2.4　预览和生成网格　60

3.3　网格划分实例　61

3.3.1　裁纸凹模三维结构网格划分　61

3.3.2　Semi-Elliptocal Crack裂纹网格划分　63

3.3.3　旋风分离器网格划分　65

3.3.4　三通管膨胀层网格划分实例　67

3.3.5　简易形状结构快速网格划分实例　68

3.4　本章小结　70

第4章　Workbench-Mechanical 通用设置　71

4.1　Workbench-Mechanical概述　71

4.2　Mechanical分析基本步骤　71

4.3　Mechanical交互界面　72

4.3.1　菜单栏　72

4.3.2　工具栏　72

4.3.3　导航树　73

4.3.4　明细栏　73

4.3.5　图形窗口　73

4.3.6　程序应用向导　74

4.4　导航树基本分支与操作流程说明　74

4.4.1　预处理　74

4.4.2　求解模型　75

4.4.3　后处理　75

4.5　常用基本预处理操作　76

4.5.1　坐标系Coordinate Systems　76

4.5.2　命名选择Named Selections　76

4.5.3　目标生成器Object Generator　77

4.5.4　注释设置Annotation Preferences　77

4.5.5　自定义节点编号Mesh Numbering　78

4.5.6　远程点Remote Point　78

4.6　本章小结　79

第5章　线静力学结构分析　80

5.1　线静力学分析基础　80

5.1.1　2D平面问题　80

5.1.2　1D杆与梁的问题　81

5.1.3　板壳和3D结构分析　82

5.2　线静力学分析流程　82

5.3　线静力学分析载荷与支撑　83

5.3.1　惯载荷　83

5.3.2　载荷与约束　84

5.4　结果后处理　86

5.4.1　变形　87

5.4.2　应力和应变　87

5.4.3　线化应力　88

5.4.4　应力工具　89

5.4.5　接触工具　90

5.4.6　疲劳工具　90

5.4.7　梁工具　90

5.4.8　探测　91

5.4.9　用户自定义结果　91

5.4.10　图形显示　91

5.4.11　求解组合　92

5.4.12　收敛　92

5.4.13　应力奇异　92

5.5　静力学结构分析实例　93

5.5.1　一榀钢梁结构静力学分析　93

5.5.2　电动缸销轴结构静力学分析　95

5.6　本章小结　99

第6章　动力学分析概述　100

6.1　动力学分析的目的　100

6.1.1　动力学分析涉及的物理现象　100

6.1.2　动力学分析类型　100

6.1.3　动力学有限元建模原则　101

6.2　通用运动控制方程　101

6.3　阻尼　102

6.3.1　单元阻尼　102

6.3.2　Alpha阻尼和Beta阻尼　102

6.3.3　常数阻尼　103

6.3.4　数值阻尼　104

6.4　本章小结　104

第7章　模态分析　105

7.1　模态分析基础　105

7.1.1　模态分析的目的　105

7.1.2　术语和概念　105

7.1.3　振型归一化　106

7.1.4　模态分析接触设置　106

7.1.5　预应力设置　106

7.1.6　分析设置　106

7.1.7　参与因子与有效质量　107

7.2　模态分析基本流程　108

7.3　模态分析实例　108

简易机翼结构预应力模态分析　108

7.4　本章小结　112

第8章　谐响应分析　113

8.1　谐响应分析基础　113

8.1.1　谐响应分析的目的　113

8.1.2　谐响应分析的输入与输出　113

8.1.3　谐响应分析运动方程　113

8.1.4　谐响应分析求解方法　114

8.2　谐响应分析基本流程　114

8.3　谐响应分析实例　116

连杆结构谐响应分析　116

8.4　本章小结　121

第9章　响应谱分析　122

9.1　响应谱分析意义　122

9.2　响应谱分析基础　122

9.2.1　响应谱的定义与产生　122

9.2.2　响应谱分析类型　123

9.2.3　单点响应谱分析　123

9.2.4　多点响应谱分析　124

9.3　响应谱分析基本流程　124

9.4　响应谱分析实例　126

石油井架地震单点响应谱分析　126

9.5　本章小结　128

第10章　振动分析　129

10.1　振动分析的目的　129

10.2率谱密度　129

10.3　振动理论简介　130

10.3.1　振动计算的假设与限制　130

10.3.2　振动分布规律　130

10.3.3　振动理论　130

10.4　振动分析基本流程　131

10.5　振动分析实例　132

车用杯架振动分析　132

10.6　本章小结　134

第11章　瞬态动力学分析　135

11.1　瞬态动力学分析基础　135

11.1.1　瞬态动力学分析特点　135

11.1.2　瞬态动力学分析术语　135

11.2　瞬态动力学分析求解技术（法）　136

11.2.1　瞬态分析中的非线　136

11.2.2　平衡迭代与收敛　137

11.2.3　载荷步、子步与平衡迭代　137

11.2.4　自动时间步　138

11.2.5　瞬态动力学的分析设置　138

11.2.6　Initial Conditions初始条件设置　139

11.2.7　载荷与约束　140

11.3　瞬态动力学分析求解技术（模态叠加法）　140

11.4　瞬态动力学分析基本流程　140

11.5　瞬态动力学分析实例　141

铜管折弯瞬态动力学分析　141

11.6　本章小结　143

第12章　刚体动力学分析　144

12.1　刚体动力学分析简介　144

12.2　刚体动力学装配连接　144

12.2.1　运动副（Joints）　144

12.2.2　弹簧（Springs）　145

12.2.3　接触对关系　145

12.2.4　约束方程　145

12.3　刚体动力学分析流程　146

12.4　Motion Load载荷导入静力学分析流程　147

12.5　刚体动力学分析实例　147

某剪切送物机构刚体动力学分析　147

12.6　本章小结　151

第13章　显式动力学分析　152

13.1　显式动力学分析简介　152

13.2　显式动力学分析流程　153

13.3　显式动力学分析实例　154

13.3.1　易拉罐显式动力学分析　154

13.3.2　冲锤撞击钢筋混凝土结构显式动力学分析　156

13.3.3　电路板跌落显式动力学分析　158

13.4　本章小结　161

第14章　结构非线分析　162

14.1　非线分析背景　162

14.1.1　结构非线的定义　162

14.1.2　非线行为类型　162

14.1.3　构建非线模型　163

14.2　非线求解与收敛　164

14.2.1　牛顿-辛普森方程　164

14.2.2　收敛与收敛判据　164

14.2.3　载荷步、时间步与平衡迭代　164

14.2.4　求解控制　165

14.2.5　重启动控制　165

14.2.6　非线控制　166

14.3　接触与接触设置　166

14.3.1　接触的基本概念　166

14.3.2　接触协调　167

14.3.3　探测方法　168

14.3.4　修剪接触　168

14.3.5　穿透和滑移容差　168

14.3.6　法向接触刚度　169

14.3.7　Pinball区域　170

14.3.8　对称/非对称行为　170

14.3.9　接触中的体类型　171

14.3.10　界面处理与接触几何修正　171

14.3.11　接触工具　173

14.4　率无关塑基础　173

14.4.1　金属塑背景　173

14.4.2　屈服准则　174

14.4.3　塑流动法则　175

14.4.4　强化准则　176

14.4.5　双线随动（等向）强化　176

14.4.6　多线随动（等向）强化　177

14.4.7　Chaboche随动强化　177

14.4.8　Chaboche材料拟合与输入　178

14.4.9　循环加载　179

14.5　超弹体基础　180

14.5.1　超弹体概述　180

14.5.2　超弹体常用模型　181

14.5.3　超弹体曲线拟合方法　183

14.6　非线分析实例　184

14.6.1　钢板弹簧非线分析　184

14.6.2　弹片按钮非线分析　187

14.6.3　密封圈挤压非线分析　191

14.7　本章小结　194

第15章　屈曲分析　195

15.1　屈曲分析的目的　195

15.2　特征值屈曲分析　195

15.2.1　特征值屈曲分析基础　195

15.2.2　特征值屈曲分析流程　196

15.3　非线屈曲分析　198

15.3.1　非线屈曲分析求解方法　198

15.3.2　非线屈曲引入缺陷的一种方法　199

15.3.3　非线屈曲分析求解过程　199

15.4　线屈曲分析实例　199

电动缸活塞杆线屈曲分析　199

15.5　非线屈曲分析实例　2

外壳结构非线屈曲分析　2

15.6　本章小结　4

第16章　子模型分析　5

16.1　子模型方法简介　5

16.1.1　子模型方法定义　5

16.1.2　子模型分析方法意义　5

16.1.3　子模型计算前提　6

16.1.4　子模型分析的注意事项　6

16.2　子模型分析流程　6

16.3　子模型法分析实例　6

夹紧机构钳型零件子模型分析实例　6

16.4　本章小结　210

第17章　热分析　211

17.1　热分析基础　211

17.1.1　热分析的目的　211

17.1.2　热传递的3种基本类型　211

17.1.3　热力学定律　212

17.1.4　热分析的控制方程　212

17.1.5　热载荷与边界条件　213

17.2　稳态热分析　214

17.3　瞬态热分析与非线热分析　214

17.3.1　瞬态热分析定义与考虑因素　214

17.3.2　瞬态热分析控制方程　214

17.3.3　时间步长预测与时间积分　215

17.3.4　非线热分析　216

17.3.5　初始条件　217

17.4　相变分析　217

17.4.1　潜在热量与焓　217

17.4.2　相变分析基本思路　217

17.5　热-结构耦合分析　218

17.5.1　热-结构耦合分析简介　218

17.5.2　热-结构顺序耦合分析设置　219

17.6　热分析基本过程　2

17.7　稳态热分析实例　2

简易城墙稳态热分析　2

17.8　瞬态热分析实例　222

奶瓶降温瞬态热分析　222

17.9　相变热分析实例　225

铸钢轴相变热分析　225

17.10　热辐射分析实例　226

双环结构热辐射分析　226

17.11　本章小结　228

第18章　ACP复合材料分析　229

18.1　复合材料与ACP　229

18.2　失效准则　229

18.3　ACP分析基本流程　231

18.3.1　ACP（Pre）前处理　231

18.3.2　ACP（Pre）交互界面　232

18.3.3　Material Data设置　232

18.3.4　Element Sets与Edge Sets设置　233

18.3.5　Geometry设置　233

18.3.6　Rosettes设置　233

18.3.7　Oriented Element Sets设置　234

18.3.8　ModelingGroup设置　234

18.3.9　Solid Models设置　235

18.3.10　ACP（Post）后处理　235

18.4　复合材料ACP分析实例　235

18.4.1　风机导流罩铺层设计　235

18.4.2　实体复合材料板组合装配拉伸分析　239

18.5　本章小结　245

第19章　疲劳工具Fatigue Tool　246

19.1　疲劳分析概述　246

19.1.1　疲劳破坏机理　247

19.1.2　疲劳问题的分类　247

19.2　应力疲劳分析　248

19.2.1　应力定义　248

19.2.2　S-N曲线（应力寿命曲线）　248

19.2.3　平均应力的影响　249

19.2.4　疲劳强度因子（Fatigue Strength Factor）　250

19.2.5　雨流　250

19.2.6　Miner损伤累积　251

19.2.7　恒定振幅、比例载荷应力疲劳分析与流程　251

19.2.8　不定振幅载荷应力疲劳分析　254

19.2.9　非比例载荷疲劳分析与流程　255

19.3　应变疲劳流程　255

19.3.1　应变疲劳材料定义　255

19.3.2　平均应力修正　256

19.4　Fatigue Tool疲劳工具分析实例　257

19.4.1　双圆形缺口板状结构应变疲劳分析　257

19.4.2　把手结构非比例载荷应力疲劳分析　259

19.5　本章小结　262

第章　ANSYS nCode DesignLife疲劳基础　263

.1　ANSYS nCode DesignLife与Workbench平台　263

.2　ANSYS nCode DesignLife标准5框图　263

.2.1　FE_Input设置　264

.2.2　Material Mapping设置　265

.2.3　Load Mapping设置　266

.2.4　Analysis Engine设置　267

.2.5　Fatigue_Results_Display设置　268

.3　预定义nCode疲劳分析流程　269

.4　nCode应力疲劳分析实例　269

.4.1　连杆结构应力疲劳分析　269

.4.2　某减震钢片振动疲劳分析　274

.4.3　托架结构焊缝疲劳分析　276

.5　本章小结　279

第21章　多物理耦合场分析　280

21.1　Workbench多物理耦合场分析简介　280

21.2　多物理耦合分析实例　281

21.2.1　城墙稳态热结构耦合分析　281

21.2.2　镜筒热形顺序耦合分析　282

21.2.3　基于ACT的压电梁静力学分析　285

21.2.4　三通管热流固耦合分析　287

21.2.5　基于ACT的泊车位移传感器测距分析　296

21.3　本章小结　299

第22章　优化工具Design　Exploration　300

22.1　Design Exploration优化工具概述　300

22.2　Design Exploration分析流程　300

22.2.1　参数定义与参数设置Parameter Set　301

22.2.2　实验设计法DOE（Design of Experiments）　303

22.2.3　参数关联（Parameter Correlation）　304

22.2.4　响应面（Response Surface）　305

22.2.5　Optimization（优化）　306

22.2.6　Six Sigma分析　308

22.3　Design Exploration优化分析实例　309

22.3.1　吊钩结构响应面优化分析　309

22.3.2　承载钢片6_sigma可靠分析　313

22.4　本章小结　317

第23章　拓扑优化　318

23.1　ANSYS拓扑优化简述　318

23.2　Shape Optimization（Beta）优化实例　318

基于Shape Optimization自行车车架拓扑优化　318

23.3　Ansys Topology Optimization（ACT）拓扑优化实例　3

23.3.1　基于ANSYS Shape Optimization（ACT）自行车车架拓扑优化　3

23.3.2　基于ANSYS Shape Optimization（ACT）机械臂拓扑优化　321

23.4　本章小结　323

参考文献　324

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