目 錄
第1章 ANSYS Workbench 18．0概述 1
1．1 Workbench平臺界面 2
1．1．1 菜單欄 3
1．1．2 工具欄 9
1．1．3 工具箱 9
1．2 操作實例―用戶自定義分析模板建立 12
1．3 本章小結(jié) 15
第2章 幾何建模 16
2．1 DesignModeler幾何建模概述 17
2．1．1 DesignModeler幾何建模平臺 17
2．1．2 菜單欄 18
2．1．3 工具欄 26
2．1．4 常用命令欄 28
2．1．5 Tree Outline（模型樹） 28
2．1．6 DesignModeler啟動與草繪 31
2．1．7 DesignModeler特有操作 35
2．2 幾何建模實例 41
2．2．1 幾何建模實例1―實體建模 42
2．2．2 幾何建模實例2―概念建模 45
2．3 本章小結(jié) 51
第3章 網(wǎng)格劃分 52
3．1 ANSYS Meshing網(wǎng)格劃分 53
3．1．1 Meshing網(wǎng)格劃分適用領(lǐng)域 53
3．1．2 Meshing網(wǎng)格劃分方法 53
3．1．3 Meshing網(wǎng)格默認(rèn)設(shè)置 57
3．1．4 Meshing網(wǎng)格尺寸設(shè)置 58
3．1．5 Meshing網(wǎng)格Quality設(shè)置 62
3．1．6 Meshing網(wǎng)格膨脹層設(shè)置 68
3．1．7 Meshing網(wǎng)格高級選項 69
3．1．8 Meshing網(wǎng)格統(tǒng)計 70
3．2 ANSYS Meshing網(wǎng)格劃分實例 71
3．2．1 應(yīng)用實例1―Inflation網(wǎng)格劃分 71
3．2．2 應(yīng)用實例2―MultiZone網(wǎng)格劃分 76
3．3 ANSYS Workbench其他網(wǎng)格劃分工具 81
3．3．1 ICEM CFD軟件簡介 81
3．3．2 TGrid軟件簡介 82
3．3．3 Gambit軟件功能 83
3．4 本章小結(jié) 84
第4章 后處理 85
4．1 ANSYS Mechanical 18．0后處理 86
4．1．1 查看結(jié)果 86
4．1．2 結(jié)果顯示 89
4．1．3 變形顯示 89
4．1．4 應(yīng)力和應(yīng)變 90
4．1．5 接觸結(jié)果 91
4．1．6 自定義結(jié)果顯示 92
4．2 案例分析 93
4．2．1 問題描述 93
4．2．2 啟動Workbench并建立分析項目 93
4．2．3 導(dǎo)入創(chuàng)建幾何體 94
4．2．4 添加材料庫 95
4．2．5 添加模型材料屬性 96
4．2．6 劃分網(wǎng)格 97
4．2．7 施加載荷與約束 98
4．2．8 結(jié)果后處理 100
4．2．9 保存與退出 103
4．3 本章小結(jié) 104
第5章 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析 105
5．1 線性靜力分析簡介 106
5．1．1 線性靜力分析 106
5．1．2 線性靜力分析流程 106
5．1．3 線性靜力分析基礎(chǔ) 107
5．2 項目分析1―實體靜力分析 107
5．2．1 問題描述 107
5．2．2 啟動Workbench并建立分析項目 108
5．2．3 導(dǎo)入創(chuàng)建幾何體 108
5．2．4 添加材料庫 109
5．2．5 添加模型材料屬性 111
5．2．6 劃分網(wǎng)格 111
5．2．7 施加載荷與約束 112
5．2．8 結(jié)果后處理 114
5．2．9 保存與退出 115
5．3 項目分析2―梁單元線性靜力分析 116
5．3．1 問題描述 116
5．3．2 啟動Workbench并建立分析項目 116
5．3．3 創(chuàng)建幾何體 117
5．3．4 添加材料庫 123
5．3．5 添加模型材料屬性 124
5．3．6 劃分網(wǎng)格 125
5．3．7 施加載荷與約束 126
5．3．8 結(jié)果后處理 128
5．3．9 保存與退出 129
5．4 項目分析3―曲面實體靜力分析 130
5．4．1 問題描述 130
5．4．2 啟動Workbench并建立分析項目 131
5．4．3 導(dǎo)入創(chuàng)建幾何體 131
5．4．4 添加材料庫 132
5．4．5 添加模型材料屬性 134
5．4．6 劃分網(wǎng)格 135
5．4．7 施加載荷與約束 135
5．4．8 結(jié)果后處理 137
5．4．9 保存與退出 139
5．5 項目分析4―支承座靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析 139
5．5．1 問題描述 139
5．5．2 賦予材料和劃分網(wǎng)格 144
5．5．3 添加約束和載荷 145
5．5．4 求解 147
5．5．5 后處理 148
5．5．6 保存與退出 149
5．6 項目分析5―子模型靜力分析 149
5．6．1 問題描述 149
5．6．2 啟動Workbench并建立分析項目 150
5．6．3 導(dǎo)入創(chuàng)建幾何體 150
5．6．4 添加材料庫 151
5．6．5 添加模型材料屬性 153
5．6．6 劃分網(wǎng)格 154
5．6．7 施加載荷與約束 155
5．6．8 結(jié)果后處理 156
5．6．9 子模型分析 157
5．6．10 保存并退出 161
5．7 本章小結(jié) 162
第6章 模態(tài)分析 163
6．1 模態(tài)分析簡介 164
6．1．1 模態(tài)分析 164
6．1．2 模態(tài)分析基礎(chǔ) 165
6．2 項目分析1―計算機機箱模態(tài)分析 165
6．2．1 問題描述 165
6．2．2 啟動Workbench并建立分析項目 166
6．2．3 導(dǎo)入創(chuàng)建幾何體 166
6．2．4 添加材料庫 167
6．2．5 添加模型材料屬性 169
6．2．6 劃分網(wǎng)格 170
6．2．7 施加載荷與約束 170
6．2．8 結(jié)果后處理 171
6．2．9 保存與退出 173
6．3 項目分析2―有預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析 174
6．3．1 問題描述 174
6．3．2 啟動Workbench并建立分析項目 175
6．3．3 導(dǎo)入創(chuàng)建幾何體 175
6．3．4 添加材料庫 176
6．3．5 添加模型材料屬性 178
6．3．6 劃分網(wǎng)格 178
6．3．7 施加載荷與約束 179
6．3．8 模態(tài)分析 181
6．3．9 后處理 181
6．3．10 保存與退出 183
6．4 項目分析3―制動鼓模態(tài)分析 184
6．4．1 問題描述 184
6．4．2 添加材料和導(dǎo)入模型 184
6．4．3 賦予材料和劃分網(wǎng)格 186
6．4．4 添加約束和載荷 187
6．4．5 求解 188
6．4．6 后處理 188
6．4．7 保存與退出 190
6．5 本章小結(jié) 191
第7章 諧響應(yīng)分析 192
7．1 諧響應(yīng)分析簡介 193
7．1．1 諧響應(yīng)分析 193
7．1．2 諧響應(yīng)分析基礎(chǔ) 193
7．2 項目分析1―計算機機箱諧響應(yīng)分析 193
7．2．1 問題描述 194
7．2．2 啟動Workbench并建立分析項目 194
7．2．3 創(chuàng)建諧響應(yīng)項目 194
7．2．4 施加載荷與約束 195
7．2．5 結(jié)果后處理 197
7．2．6 保存與退出 199
7．3 項目分析2―齒輪箱諧響應(yīng)分析 200
7．3．1 問題描述 200
7．3．2 啟動Workbench并建立分析項目 200
7．3．3 創(chuàng)建模態(tài)分析項目 201
7．3．4 材料選擇 202
7．3．5 施加載荷與約束 202
7．3．6 模態(tài)求解 204
7．3．7 后處理 205
7．3．8 創(chuàng)建諧響應(yīng)分析項目 206
7．3．9 施加載荷與約束 206
7．3．10 諧響應(yīng)計算 208
7．3．11 結(jié)果后處理 209
7．3．12 保存與退出 210
7．4 項目分析3―絲桿諧響應(yīng)分析 211
7．4．1 問題描述 211
7．4．2 添加材料和導(dǎo)入模型 211
7．4．3 賦予材料和劃分網(wǎng)格 212
7．4．4 添加約束和載荷 214
7．4．5 諧響應(yīng)求解 215
7．4．6 諧響應(yīng)后處理 216
7．4．7 保存與退出 218
7．5 本章小結(jié) 219
第8章 響應(yīng)譜分析 220
8．1 響應(yīng)譜分析簡介 221
8．2 項目分析1―塔架響應(yīng)譜分析 222
8．2．1 問題描述 222
8．2．2 啟動Workbench并建立分析項目 222
8．2．3 導(dǎo)入幾何體模型 222
8．2．4 模態(tài)分析 223
8．2．5 添加材料庫 224
8．2．6 劃分網(wǎng)格 225
8．2．7 施加約束 226
8．2．8 結(jié)果后處理 227
8．2．9 響應(yīng)譜分析 228
8．2．10 添加加速度譜 230
8．2．11 后處理 231
8．2．12 保存與退出 232
8．3 項目分析2―計算機機箱響應(yīng)譜分析 233
8．3．1 問題描述 233
8．3．2 啟動Workbench并建立分析項目 233
8．3．3 響應(yīng)譜分析 234
8．3．4 添加加速度譜 235
8．3．5 后處理 236
8．3．6 保存與退出 237
8．4 本章小結(jié) 237
第9章 瞬態(tài)動力學(xué)分析 238
9．1 瞬態(tài)動力學(xué)分析簡介 239
9．1．1 瞬態(tài)分析簡介 239
9．1．2 瞬態(tài)分析公式 239
9．2 項目分析1―實體梁瞬態(tài)動力學(xué)分析 240
9．2．1 問題描述 240
9．2．2 啟動Workbench并建立分析項目 240
9．2．3 創(chuàng)建幾何體模型 240
9．2．4 模態(tài)分析 243
9．2．5 創(chuàng)建材料 243
9．2．6 模態(tài)分析前處理 245
9．2．7 施加約束 246
9．2．8 結(jié)果后處理 248
9．2．9 瞬態(tài)動力學(xué)分析 249
9．2．10 添加動態(tài)力載荷 250
9．2．11 后處理 253
9．2．12 保存與退出 254
9．3 項目分析2―彈簧瞬態(tài)動力學(xué)分析 254
9．3．1 問題描述 255
9．3．2 啟動Workbench并建立分析項目 255
9．3．3 創(chuàng)建幾何體模型 255
9．3．4 模態(tài)分析 256
9．3．5 模態(tài)分析前處理 257
9．3．6 施加約束 258
9．3．7 結(jié)果后處理 259
9．3．8 瞬態(tài)動力學(xué)分析 260
9．3．9 添加動態(tài)力載荷 262
9．3．10 后處理 264
9．3．11 保存與退出 266
9．4 本章小結(jié) 266
第10章 隨機振動分析 267
10．1 隨機振動分析簡介 268
10．2 項目分析1―隨機振動 學(xué)分析 268
10．2．1 問題描述 268
10．2．2 啟動Workbench并建立 分析項目 268
10．2．3 創(chuàng)建幾何體模型 269
10．2．4 模態(tài)分析 271
10．2．5 創(chuàng)建材料 272
10．2．6 模態(tài)分析前處理 274
10．2．7 施加約束 275
10．2．8 結(jié)果后處理 276
10．2．9 隨機振動分析 277
10．2．10 添加加速度譜 278
10．2．11 后處理 280
10．2．12 保存與退出 281
10．3 項目分析2―彈簧隨機振動分析 281
10．3．1 問題描述 281
10．3．2 啟動Workbench并建立分析項目 281
10．3．3 創(chuàng)建幾何體模型 282
10．3．4 模態(tài)分析 283
10．3．5 模態(tài)分析前處理 283
10．3．6 施加約束 285
10．3．7 結(jié)果后處理 286
10．3．8 隨機振動分析 287
10．3．9 添加動態(tài)力載荷 288
10．3．10 后處理 290
10．3．11 保存與退出 291
10．4 本章小結(jié) 291
第11章 顯式動力學(xué)分析 292
11．1 顯式動力學(xué)分析簡介 293
11．1．1 ANSYS Explicit STR2 293
11．1．2 ANSYS AUTODYN 293
11．1．3 ANSYS LS-DYNA 294
11．2 項目分析1―鋼釘受力顯式動力學(xué)分析 294
11．2．1 問題描述 294
11．2．2 啟動Creo Parametric 3．0 295
11．2．3 啟動Workbench建立項目 297
11．2．4 顯式動力學(xué)分析 298
11．2．5 材料選擇與賦予 299
11．2．6 建立項目分析 299
11．2．7 分析前處理 300
11．2．8 施加載荷與約束 302
11．2．9 結(jié)果后處理 304
11．2．10 保存與退出 306
11．3 項目分析2―鋼板成型顯式動力學(xué)分析 306
11．3．1 問題描述 307
11．3．2 啟動Workbench并建立分析項目 307
11．3．3 導(dǎo)入幾何模型 307
11．3．4 材料選擇 308
11．3．5 顯式動力學(xué)分析前處理 309
11．3．6 施加約束 312
11．3．7 結(jié)果后處理 313
11．3．8 啟動AUTODYN軟件 315
11．3．9 LS-DYNA計算 316
11．3．10 保存與退出 317
11．4 本章小結(jié) 318
第12章 結(jié)構(gòu)非線性分析 319
12．1 結(jié)構(gòu)非線性分析簡介 320
12．1．1 Contact Type―接觸類型 321
12．1．2 塑性 321
12．1．3 屈服準(zhǔn)則 321
12．1．4 非線性分析 322
12．2 項目分析―接觸大變形分析 322
12．2．1 問題描述 322
12．2．2 啟動Workbench并建立分析項目 323
12．2．3 創(chuàng)建幾何體模型 323
12．2．4 瞬態(tài)分析 324
12．2．5 創(chuàng)建材料 325
12．2．6 瞬態(tài)分析前處理 326
12．2．7 施加約束 328
12．2．8 結(jié)果后處理 329
12．3 本章小結(jié) 331
第13章 接觸分析 332
13．1 接觸分析簡介 333
13．2 項目分析1―虎鉗接觸分析 333
13．2．1 問題描述 333
13．2．2 啟動Workbench軟件 334
13．2．3 導(dǎo)入幾何體模型 334
13．2．4 創(chuàng)建分析項目 335
13．2．5 添加材料庫 336
13．2．6 添加模型材料屬性 337
13．2．7 創(chuàng)建接觸 338
13．2．8 劃分網(wǎng)格 341
13．2．9 施加載荷 342
13．2．10 結(jié)果后處理 343
13．2．11 保存與退出 344
13．3 項目分析2―裝配體接觸分析 344
13．3．1 問題描述 345
13．3．2 啟動Workbench軟件 345
13．3．3 導(dǎo)入幾何體模型 346
13．3．4 創(chuàng)建分析項目 347
13．3．5 添加材料庫 347
13．3．6 添加模型材料屬性 349
13．3．7 創(chuàng)建接觸 349
13．3．8 劃分網(wǎng)格 352
13．3．9 施加載荷與約束 353
13．3．10 結(jié)果后處理 355
13．3．11 保存與退出 356
13．4 本章小結(jié) 356
第14章 特征值屈曲分析 357
14．1 特征值屈曲分析簡介 358
14．1．1 屈曲分析 358
14．1．2 特征值屈曲分析 358
14．2 項目分析1―鋼管屈曲分析 359
14．2．1 問題描述 359
14．2．2 啟動Workbench并建立分析項目 359
14．2．3 創(chuàng)建幾何體 359
14．2．4 設(shè)置材料 361
14．2．5 添加模型材料屬性 361
14．2．6 劃分網(wǎng)格 362
14．2．7 施加載荷與約束 364
14．2．8 結(jié)果后處理 366
14．2．9 特征值屈曲分析 368
14．2．10 施加載荷與約束 368
14．2．11 結(jié)果后處理 369
14．2．12 保存與退出 371
14．3 項目分析2―金屬容器屈曲分析 371
14．3．1 問題描述 371
14．3．2 啟動Workbench并建立分析項目 371
14．3．3 創(chuàng)建幾何體 372
14．3．4 設(shè)置材料 374
14．3．5 添加模型材料屬性 374
14．3．6 劃分網(wǎng)格 375
14．3．7 施加載荷與約束 375
14．3．8 結(jié)果后處理 377
14．3．9 特征值屈曲分析 379
14．3．10 施加載荷與約束 380
14．3．11 結(jié)果后處理 381
14．3．12 保存與退出 382
14．4 項目分析3―工字梁屈曲分析 383
14．4．1 問題描述 383
14．4．2 添加材料和導(dǎo)入模型 383
14．4．3 添加屈曲分析項目 386
14．4．4 賦予材料和劃分網(wǎng)格 387
14．4．5 添加約束和載荷 388
14．4．6 靜態(tài)力求解 390
14．4．7 屈曲分析求解 391
14．4．8 后處理 391
14．4．9 保存與退出 393
14．5 本章小結(jié) 393
第15章 熱力學(xué)分析 394
15．1 熱力學(xué)分析簡介 395
15．1．1 熱力學(xué)分析 395
15．1．2 瞬態(tài)分析 395
15．1．3 基本傳熱方式 395
15．2 項目分析1―杯子穩(wěn)態(tài)熱力學(xué)分析 396
15．2．1 問題描述 396
15．2．2 啟動Workbench并建立分析項目 397
15．2．3 導(dǎo)入幾何體模型 397
15．2．4 創(chuàng)建分析項目 398
15．2．5 添加材料庫 398
15．2．6 添加模型材料屬性 400
15．2．7 劃分網(wǎng)格 401
15．2．8 施加載荷與約束 401
15．2．9 結(jié)果后處理 403
15．2．10 保存與退出 404
15．3 項目分析2―杯子瞬態(tài)熱力學(xué)分析 405
15．3．1 瞬態(tài)熱力學(xué)分析 405
15．3．2 設(shè)置分析選項 405
15．3．3 后處理 406
15．3．4 保存與退出 407
15．4 本章小結(jié) 407
第16章 疲勞分析 408
16．1 疲勞分析簡介 409
16．1．1 疲勞概述 409
16．1．2 恒定振幅載荷 409
16．1．3 成比例載荷 409
16．1．4 應(yīng)力定義 409
16．1．5 應(yīng)力―壽命曲線 410
16．1．6 總結(jié) 410
16．2 項目分析1―椅子疲勞分析 411
16．2．1 問題描述 411
16．2．2 啟動Workbench并建立分析項目 411
16．2．3 保存工程文件 412
16．2．4 更改設(shè)置 412
16．2．5 添加疲勞分析選項 413
16．2．6 保存與退出 415
16．3 項目分析2―實體疲勞分析 416
16．3．1 問題描述 416
16．3．2 啟動Workbench并建立分析項目 416
16．3．3 導(dǎo)入創(chuàng)建幾何體 417
16．3．4 添加材料庫 417
16．3．5 添加模型材料屬性 417
16．3．6 劃分網(wǎng)格 418
16．3．7 施加載荷與約束 418
16．3．8 結(jié)果后處理 420
16．3．9 保存文件 421
16．3．10 插入Fatigue Tool工具 421
16．3．11 疲勞分析 422
16．3．12 保存與退出 423
16．4 本章小結(jié) 423
第17章 流體動力學(xué)分析 425
17．1 流體動力學(xué)分析簡介 426
17．1．1 流體動力學(xué)分析 426
17．1．2 基本控制方程 429
17．2 項目分析1―三通流體動力學(xué)分析 431
17．2．1 問題描述 432
17．2．2 啟動Workbench并建立分析項目 432
17．2．3 創(chuàng)建幾何體模型 432
17．2．4 流體動力學(xué)分析 434
17．2．5 網(wǎng)格劃分 434
17．2．6 流體動力學(xué)前處理 436
17．2．7 流體計算 439
17．2．8 結(jié)果后處理 440
17．3 項目分析2―葉輪外流場分析 442
17．3．1 問題描述 443
17．3．2 啟動Workbench并建立分析項目 443
17．3．3 創(chuàng)建幾何體模型 443
17．3．4 創(chuàng)建外部流場 445
17．3．5 流體動力學(xué)分析 446
17．3．6 網(wǎng)格劃分 446
17．3．7 流體動力學(xué)前處理 448
17．3．8 流體計算 452
17．3．9 結(jié)果后處理 453
17．3．10 結(jié)構(gòu)靜力分析模塊 455
17．4 本章小結(jié) 459
第18章 結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析 460
18．1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析簡介 461
18．1．1 優(yōu)化設(shè)計概述 461
18．1．2 Workbench結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析簡介 461
18．1．3 Workbench結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析 462
18．2 項目分析―響應(yīng)曲面優(yōu)化分析 463
18．2．1 問題描述 463
18．2．2 啟動Workbench并建立分析項目 463
18．2．3 導(dǎo)入幾何模型 464
18．2．4 結(jié)果后處理 469
18．3 本章小結(jié) 477
第19章 耦合場分析 478
19．1 多物理場耦合分析簡介 479
19．2 項目分析1―四分裂導(dǎo)線電磁結(jié)構(gòu)耦合分析 479
19．2．1 問題描述 480
19．2．2 軟件啟動與保存 480
19．2．3 建立電磁分析與數(shù)據(jù)讀取 481
19．2．4 求解器與求解域的設(shè)置 482
19．2．5 賦予材料屬性 484
19．2．6 添加激勵 484
19．2．7 網(wǎng)格劃分與分析步創(chuàng)建 485
19．2．8 模型檢查與計算 487
19．2．9 后處理 487
19．2．10 創(chuàng)建力學(xué)分析和數(shù)據(jù)共享 488
19．2．11 材料設(shè)定 490
19．2．12 網(wǎng)格劃分 492
19．2．13 添加邊界條件與映射激勵 493
19．2．14 求解計算 494
19．2．15 后處理 495
19．2．16 保存與退出 496
19．3 項目分析2―螺線管電磁結(jié)構(gòu)耦合分析 496
19．3．1 問題描述 497
19．3．2 軟件啟動與保存 497
19．3．3 導(dǎo)入幾何數(shù)據(jù)文件 498
19．3．4 建立電磁分析與數(shù)據(jù)讀取 500
19．3．5 求解器與求解域的設(shè)置 502
19．3．6 賦予材料屬性 503
19．3．7 添加激勵 504
19．3．8 模型檢查與計算 505
19．3．9 后處理 505
19．3．10 創(chuàng)建力學(xué)分析和數(shù)據(jù)共享 506
19．3．11 材料設(shè)定 507
19．3．12 網(wǎng)格劃分 508
19．3．13 添加邊界條件與映射激勵 509
19．3．14 求解計算 510
19．3．15 后處理 511
19．3．16 保存與退出 511
19．4 本章小結(jié) 511