第1章　 緒論 001
1.1 概述 001
1.2 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法特點(diǎn) 001
1.3 常用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法簡介 003
1.3.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 003
1.3.2 有限元分析 004
1.3.3 優(yōu)化設(shè)計(jì) 004
1.3.4 可靠性設(shè)計(jì) 004
1.3.5 綠色設(shè)計(jì) 004
1.3.6 虛擬設(shè)計(jì) 006
1.3.7 并行設(shè)計(jì) 007
1.3.8 智能設(shè)計(jì) 009
1.3.9 創(chuàng)新設(shè)計(jì) 009
1.3.10 模糊設(shè)計(jì) 010
1.3.11 模塊化設(shè)計(jì) 010
1.3.12 動(dòng)態(tài)分析設(shè)計(jì) 011
習(xí)題 012

有限元分析篇
第2章　 有限元法理論簡介 014
2.1 有限元方法基本思想 014
2.2 有限元模型基本構(gòu)成 015
2.3 有限元分析基本步驟 016
2.4 有限元分析解題步驟實(shí)例——梯形板 017
2.4.1 提出問題 017
2.4.2 預(yù)處理階段 018
2.4.3 求解階段 023
2.4.4 后處理階段 024
2.4.5 精確解析解與有限元數(shù)值法近似解的比較 026
習(xí)題 027

第3章　 ANSYS Workbench分析流程 028
3.1 ANSYS Workbench分析流程 028
3.2 項(xiàng)目管理與文件管理 029
3.2.1 項(xiàng)目管理 029
3.2.2 操作界面 029
3.2.3 文件管理 031
3.3 選擇或定義材料 033
3.3.1 選擇材料 034
3.3.2 新建材料 035
3.4 建立幾何模型 036
3.4.1 DM建模 036
3.4.2 導(dǎo)入外部CAD建模 046
3.4.3 DM三維建�！�—支座 047
3.5 網(wǎng)格劃分 056
3.5.1 網(wǎng)格劃分步驟 056
3.5.2 分析類型的選擇 056
3.5.3 網(wǎng)格形狀的控制 057
3.5.4 網(wǎng)格大小的控制 060
3.6 施加邊界條件 063
3.6.1 載荷類型 063
3.6.2 結(jié)構(gòu)支撐 064
3.7 求解及結(jié)果 065
3.7.1 常用結(jié)果 065
3.7.2 四大強(qiáng)度理論 066
3.7.3 應(yīng)力工具 067
3.8 ANSYS Workbench解題步驟——支座 068
3.8.1 問題描述 068
3.8.2 有限元分析過程 068
習(xí)題 071

第4章　 三維空間問題 073
4.1 三維實(shí)體單元類型 073
4.2 空間問題實(shí)例——汽車連桿 074
4.2.1 問題描述 074
4.2.2 有限元分析過程 075
習(xí)題 080

第5章　 平面問題 081
5.1 平面應(yīng)力與平面應(yīng)變 081
5.2 平面單元類型 082
5.3 平面應(yīng)力問題實(shí)例——帶孔矩形板 084
5.3.1 問題描述 084
5.3.2 有限元分析過程 084
習(xí)題 090

第6章　 對(duì)稱問題 092
6.1 對(duì)稱問題 092
6.1.1 對(duì)稱與反對(duì)稱 092
6.1.2 對(duì)稱類型 093
6.2 實(shí)例1：平面對(duì)稱問題實(shí)例——帶孔矩形板 093
6.2.1 問題描述 093
6.2.2 有限元分析過程 093
6.3 實(shí)例2：三維對(duì)稱問題實(shí)例——汽車連桿 100
6.3.1 問題描述 100
6.3.2 有限元分析過程 100
6.4 實(shí)例3：軸對(duì)稱問題實(shí)例——油缸 106
6.4.1 問題描述 106
6.4.2 有限元分析過程 106
6.5 實(shí)例4：圓周循環(huán)對(duì)稱問題實(shí)例——帶孔飛輪 112
6.5.1 問題描述 112
6.5.2 有限元分析過程 112
習(xí)題 118

第7章　 梁單元分析問題 119
7.1 梁單元類型 119
7.2 實(shí)例1——懸臂梁 119
7.2.1 問題描述 119
7.2.2 有限元分析過程 120
7.3 實(shí)例2——簡支梁 129
7.3.1 問題描述 129
7.3.2 有限元分析過程 129
習(xí)題 136

第8章　 薄板、殼問題 138
8.1 殼單元類型 138
8.2 殼模型的建立——抽中面操作 139
8.3 殼單元應(yīng)用實(shí)例——掛鉤 139
8.3.1 問題描述 139
8.3.2 有限元分析過程 140
習(xí)題 144

第9章　 裝配體接觸問題 146
9.1 接觸類型 146
9.2 接觸問題實(shí)例——螺栓連接 147
9.2.1 問題描述 147
9.2.2 有限元分析過程 147
習(xí)題 153

第10章　 動(dòng)力學(xué)問題 155
10.1 動(dòng)力學(xué)分析概述 155
10.2 模態(tài)分析 156
10.2.1 模態(tài)分析理論基礎(chǔ) 156
10.2.2 Workbench模態(tài)分析步驟 156
10.3 模態(tài)分析實(shí)例——飛機(jī)機(jī)翼 159
10.3.1 實(shí)例1：不帶預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析 159
10.3.2 實(shí)例2：帶預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析 163
10.4 諧響應(yīng)分析 166
10.4.1 諧響應(yīng)分析理論基礎(chǔ) 166
10.4.2 諧響應(yīng)分析步驟 167
10.5 諧響應(yīng)分析實(shí)例——飛機(jī)機(jī)翼 171
習(xí)題 179

第11章　 電-熱-力耦合問題 180
11.1 傳熱學(xué)基礎(chǔ) 180
11.1.1 傳熱學(xué)經(jīng)典理論 180
11.1.2 熱傳遞方式 180
11.1.3 溫度場 181
11.1.4 傳熱學(xué)在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用 181
11.2 熱應(yīng)力耦合分析 182
11.2.1 熱分析過程 182
11.2.2 熱應(yīng)力分析過程 186
11.3 實(shí)例1：熱應(yīng)力耦合分析——冷卻柵管 187
11.3.1 問題描述 187
11.3.2 冷卻柵管穩(wěn)態(tài)熱分析 188
11.3.3 冷卻柵管熱應(yīng)力分析 194
11.4 實(shí)例2：電熱耦合分析——平板式汽車氧傳感器 197
11.4.1 問題描述 197
11.4.2 氧傳感器電熱耦合分析 198
習(xí)題 204

優(yōu)化設(shè)計(jì)篇
第12章　 優(yōu)化設(shè)計(jì)理論簡介 208
12.1 概述 208
12.1.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的比較 208
12.1.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)一般過程 209
12.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型 210
12.2.1 設(shè)計(jì)變量與設(shè)計(jì)空間 210
12.2.2 約束 211
12.2.3 目標(biāo)函數(shù) 212
12.2.4 數(shù)學(xué)模型 212
12.2.5 應(yīng)用實(shí)例 213
12.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)基本方法 216
習(xí)題 218

第13章　 ANSYS Workbench拓?fù)鋬?yōu)化 220
13.1 拓?fù)鋬?yōu)化介紹 220
13.1.1 什么是拓?fù)鋬?yōu)化 220
13.1.2 拓?fù)鋬?yōu)化實(shí)現(xiàn)方法 221
13.1.3 拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)流程 221
13.1.4 拓?fù)鋬?yōu)化分析界面 222
13.2 拓?fù)鋬?yōu)化工具 222
13.3 拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)置 223
13.4 設(shè)計(jì)結(jié)果與驗(yàn)證 223
13.4.1 拓?fù)鋬?yōu)化求解結(jié)果 223
13.4.2 拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果驗(yàn)證分析 224
13.5 拓?fù)鋬?yōu)化實(shí)例——汽車輪轂 225
13.5.1 問題描述 225
13.5.2 汽車輪轂靜力分析 225
13.5.3 汽車輪轂拓?fù)鋬?yōu)化 227
13.5.4 汽車輪轂優(yōu)化驗(yàn)證分析 229
習(xí)題 233

第14章　 ANSYS Workbench尺寸優(yōu)化 235
14.1 ANSYS Workbench設(shè)計(jì)探索優(yōu)化介紹 235
14.1.1 設(shè)計(jì)探索優(yōu)化模塊及流程 235
14.1.2 模型參數(shù)化 236
14.1.3 相關(guān)性分析 239
14.1.4 DOE實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 241
14.1.5 響應(yīng)面擬合 243
14.1.6 目標(biāo)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化 245
14.2 基于參數(shù)敏感性的響應(yīng)面尺寸優(yōu)化實(shí)例——發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸 248
14.2.1 問題描述 248
14.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸靜力分析 248
14.2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸模態(tài)分析 258
14.2.4 相關(guān)性分析 260
14.2.5 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì) 264
習(xí)題 271

可靠性分析篇
第15章　 可靠性基本概念與理論 274
15.1 概述 274
15.1.1 可靠性發(fā)展歷程 274
15.1.2 可靠性定義 275
15.1.3 可靠性設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 276
15.1.4 可靠性設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 276
15.2 可靠性基礎(chǔ)概念 277
15.2.1 可靠性與故障率 277
15.2.2 產(chǎn)品失效模型 279
15.2.3 產(chǎn)品的平均壽命 282
15.3 零件機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì) 283
15.3.1 應(yīng)力-強(qiáng)度干涉模型 283
15.3.2 用分析法進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì) 283
15.3.3 受拉零件靜強(qiáng)度的可靠性設(shè)計(jì) 285
15.3.4 梁的靜強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì) 288
習(xí)題 291

第16章　 ANSYS Workbench的六西格瑪可靠性分析 292
16.1 六西格瑪可靠性分析簡介 292
16.2 六西格瑪可靠性分析的基本步驟 293
16.3 六西格瑪可靠性分析實(shí)例——連桿 293
16.3.1 問題描述 293
16.3.2 靜力學(xué)分析 293
16.3.3 六西格瑪分析 297
習(xí)題 302

參考文獻(xiàn) 303