Ansys Workbench 2024有限元分析从入门到精通 胡仁喜 康士廷 ANSYS 有限元分析 三维

商品名称：

Ansys Workbench 2024有限元分析从入门到精通

作 者：

胡仁喜等编著

市 场 价：

89.00元

ISBN 号：

978-7-111-76438-0

出版日期：

2024年10月第1版第1次印刷

开 本：

16开(184mm×260mm · 22.5印张 · 569千字)

出 版 社：

机械工业出版社

前言

第1章 Ansys Workbench 2024基础 1
1.1 CAE软件简介 2
1.2 有限元法简介 4
1.2.1 有限元法的基本思想 4
1.2.2 有限元法的特点 4
1.3 Ansys简介 5
1.3.1 Ansys的发展 5
1.3.2 Ansys的功能 6
1.4 Ansys Workbench概述 7
1.4.1 Ansys Workbench 2024的特点 7
1.4.2 Ansys Workbench 2024的应用分类 8
1.5 Ansys Workbench 2024分析的基本过程 9
1.5.1 前处理 10
1.5.2 加载并求解 10
1.5.3 后处理 10
1.6 Ansys Workbench 2024的设计流程 11
1.7 Ansys Workbench 2024系统要求和启动 11
1.7.1 系统要求 11
1.7.2 启动 12
1.8 Ansys Workbench 2024的界面 13
第2章 项目管理 14
2.1 工具箱 15
2.2 项目原理图 17
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 项目原理图中的链接 19
2.3 Ansys Workbench 2024选项窗口 20
2.4 Ansys Workbench 2024文档管理 20
2.4.1 目录结构 21
2.4.2 显示文件明细 21
2.5 创建项目原理图实例 21
第3章 DesignModeler图形用户界面 24
3.1 启动DesignModeler 25
3.2 图形界面 27
3.2.1 操作界面介绍 27
3.2.2 Workbench窗口定制 29
3.2.3 DesignModeler主菜单 29
3.2.4 DesignModeler工具栏 31
3.2.5 信息栏窗格 31
3.2.6 DesignModeler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 36
3.4.1 图形控制 36
3.4.2 光标模式 38
3.5 右键快捷菜单 38
3.5.1 插入特征 38
3.5.2 显示/隐藏目标 39
3.5.3 特征/部件抑制 40
3.5.4 转到几何体 40
3.6 帮助文档 41
第4章 草图模式 42
4.1 DesignModeler中几何体的分类 43
4.2 绘制草图 43
4.2.1 设置单位 43
4.2.2 创建新平面 44
4.2.3 创建新草图 45
4.2.4 草图的隐藏与显示 46
4.3 工具箱 46
4.3.1 草图工具箱 46
4.3.2 修改工具箱 47
4.3.3 维度工具箱 49
4.3.4 约束工具箱 50
4.3.5 设置工具箱 51
4.4 草绘附件 52
4.4.1 标尺工具 52
4.4.2 正视于工具 52
4.4.3 撤销工具 52
4.5 草图绘制实例—垫片草图 53
第5章 三维特征 58
5.1 建模特性 59
5.1.1 挤出 59
5.1.2 旋转 62
5.1.3 扫掠 62
5.1.4 蒙皮/放样 63
5.1.5 薄/表面 63
5.2 修改特征 64
5.2.1 固定半径倒圆 64
5.2.2 变半径倒圆 65
5.2.3 顶点倒圆 65
5.2.4 倒角 65
5.3 几何体操作 66
5.3.1 缝补 66
5.3.2 简化 67
5.3.3 切割材料 67
5.3.4 压印面 68
5.4 几何体转换 68
5.4.1 移动 69
5.4.2 平移 69
5.4.3 旋转 69
5.4.4 镜像 69
5.4.5 比例 70
5.5 高级体操作 71
5.5.1 阵列特征 71
5.5.2 布尔操作 71
5.5.3 直接创建几何体 72
5.6 三维特征实例1—联轴器 73
5.6.1 新建模型 73
5.6.2 挤出模型 74
5.6.3 挤出底面 75
5.6.4 挤出大圆孔 76
5.6.5 挤出生成键槽 77
5.6.6 挤出小圆孔 78
5.7 三维特征实例2—机盖 79
5.7.1 新建模型 79
5.7.2 旋转模型 80
5.7.3 阵列筋 81
5.7.4 创建底面 84
第6章 高级三维建模 87
6.1 建模工具 88
6.1.1 激活和冻结体 88
6.1.2 体抑制 88
6.1.3 多体零件 89
6.2 高级工具 89
6.2.1 命名的选择 89
6.2.2 中面 90
6.2.3 外壳 92
6.2.4 对称 93
6.2.5 填充 93
6.2.6 切片 94
6.2.7 面删除 95
6.3 高级三维建模实例—铸管 95
6.3.1 导入模型 95
6.3.2 填充特征 96
6.3.3 简化模型 97
第7章 概念建模 99
7.1 概念建模工具 100
7.1.1 来自点的线 100
7.1.2 草图线 100
7.1.3 边线 101
7.1.4 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 103
7.3 面操作 105
7.3.1 边表面 105
7.3.2 草图表面 106
7.3.3 表面补丁 106
7.3.4 边接头 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 110
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
8.1.1 Ansys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 115
8.2.1 全局单元尺寸 115
8.2.2 初始尺寸种子 115
8.2.3 平滑和过渡 116
8.2.4 跨度中心角 117
8.2.5 高级尺寸功能 117
8.3 局部网格控制 118
8.3.1 局部尺寸 119
8.3.2 接触尺寸 122
8.3.3 加密 123
8.3.4 面网格剖分 124
8.3.5 匹配控制 125
8.3.6 收缩控制 126
8.3.7 膨胀 126
8.4 网格工具 127
8.4.1 生成网格 127
8.4.2 截面 127
8.4.3 命名选项 128
8.5 网格划分方法 129
8.5.1 自动划分 129
8.5.2 四面体 130
8.5.3 扫掠 132
8.5.4 多区域 132
8.6 网格划分实例1—两管容器网格划分 133
8.6.1 定义几何 134
8.6.2 初始网格 134
8.6.3 命名选项 135
8.6.4 膨胀 136
8.6.5 截面 136
8.7 网格划分实例2—四通管网格划分 138
8.7.1 定义几何 138
8.7.2 Mechanical默认与CFD网格 139
8.7.3 截面 140
8.7.4 使用面尺寸 142
8.7.5 局部网格划分 144
第9章 Mechanical简介 146
9.1 启动Mechanical 147
9.2 Mechanical 界面 147
9.2.1 Mechanical选项卡 147
9.2.2 图形工具栏 149
9.2.3 轮廓 149
9.2.4 属性窗格 150
9.2.5 绘图区域 150
9.2.6 应用向导 151
9.3 基本分析步骤 151
9.4 一个简单的分析实例—铝合金弯头 152
9.4.1 问题描述 152
9.4.2 项目原理图 152
9.4.3 前处理 154
9.4.4 求解 157
9.4.5 结果 157
9.4.6 报告 157
第10章 静力结构分析 160
10.1 几何模型 161
10.1.1 点质量 161
10.1.2 材料特性 162
10.2 分析设置 162
10.3 载荷和约束 163
10.3.1 加速度和重力加速度 163
10.3.2 力和压力 164
10.3.3 约束 165
10.4 求解模型 166
10.5 后处理 167
10.6 静力结构分析实例1—连杆基体强度校核 169
10.6.1 问题描述 169
10.6.2 前处理 171
10.6.3 求解 175
10.6.4 结果 175
10.7 静力结构分析实例2—联轴器变形和应力校核 176
10.7.1 问题描述 176
10.7.2 项目原理图 176
10.7.3 前处理 178
10.7.4 求解 180
10.7.5 结果 180
10.7.6 报告 182
10.8 静力结构分析实例3—基座基体强度校核 182
10.8.1 问题描述 183
10.8.2 建立分析项目 183
10.8.3 前处理 184
10.8.4 求解 188
10.8.5 结果 188
第11章 模态分析 190
11.1 模态分析方法 191
11.2 模态分析步骤 191
11.2.1 几何体和点质量 191
11.2.2 接触区域 191
11.2.3 分析类型 192
11.2.4 载荷和约束 193
11.2.5 求解 193
11.2.6 检查结果 193
11.3 模态分析实例1—机盖壳体强度校核 193
11.3.1 问题描述 193
11.3.2 项目原理图 193
11.3.3 前处理 195
11.3.4 求解 197
11.3.5 结果 197
11.4 模态分析实例2—长铆钉预应力 198
11.4.1 问题描述 199
11.4.2 项目原理图 199
11.4.3 前处理 200
11.4.4 求解 202
11.4.5 结果 202
11.5 模态分析实例3—机翼 204
11.5.1 问题描述 205
11.5.2 项目原理图 205
11.5.3 前处理 206
11.5.4 求解 209
11.5.5 模态分析 210
第12章 响应谱分析 213
12.1 响应谱分析简介 214
12.1.1 响应谱分析过程 214
12.1.2 在Ansys Workbench 2024中进行响应谱分析 215
12.2 响应谱分析实例—三层框架结构地震响应分析 216
12.2.1 问题描述 216
12.2.2 项目原理图 216
12.2.3 前处理 218
12.2.4 模态分析求解 220
12.2.5 响应谱分析设置并求解 222
12.2.6 查看分析结果 224
第13章 谐响应分析 225
13.1 谐响应分析简介 226
13.2 谐响应分析步骤 226
13.2.1 建立谐响应分析 226
13.2.2 加载谐响应载荷 226
13.2.3 求解方法 227
13.2.4 后处理中查看结果 228
13.3 谐响应分析实例—固定梁 229
13.3.1 问题描述 229
13.3.2 项目原理图 229
13.3.3 前处理 231
13.3.4 模态分析求解 232
13.3.5 谐响应分析预处理 234
13.3.6 谐响应分析设置并求解 235
13.3.7 谐响应分析后处理 235
第14章 随机振动分析 239
14.1 随机振动分析简介 240
14.1.1 随机振动分析过程 240
14.1.2 在Ansys Workbench 2024中进行随机振动分析 240
14.2 随机振动分析实例—桥梁模型随机振动分析 241
14.2.1 问题描述 241
14.2.2 项目原理图 242
14.2.3 前处理 244
14.2.4 模态分析求解 246
14.2.5 随机振动分析设置并求解 249
14.2.6 查看分析结果 251
第15章 线性屈曲分析 252
15.1 屈曲概述 253
15.2 屈曲分析步骤 253
15.2.1 几何体和材料属性 254
15.2.2 接触区域 254
15.2.3 载荷与约束 254
15.2.4 设置屈曲 254
15.2.5 求解模型 254
15.2.6 检查结果 256
15.3 线性屈曲分析实例1—空心管 256
15.3.1 问题描述 256
15.3.2 项目原理图 257
15.3.3 创建草图 258
15.3.4 Mechanical前处理 260
15.3.5 求解 260
15.3.6 结果 262
15.4 线性屈曲分析实例2—升降架 263
15.4.1 问题描述 263
15.4.2 项目原理图 264
15.4.3 Mechanical前处理 265
15.4.4 求解 267
15.4.5 结果 267
第16章 结构非线性分析 268
16.1 非线性分析概论 269
16.1.1 结构非线性的原因 269
16.1.2 非线性分析的基本信息 270
16.2 结构非线性的一般过程 272
16.2.1 建立模型 272
16.2.2 分析设置 273
16.2.3 查看结果 275
16.3 接触非线性结构 275
16.3.1 接触基本概念 275
16.3.2 接触类型 276
16.3.3 刚度及渗透 276
16.3.4 搜索区域 277
16.3.5 对称/非对称行为 278
16.3.6 接触结果 279
16.4 结构非线性实例1—刚性接触 279
16.4.1 问题描述 279
16.4.2 项目原理图 280
16.4.3 绘制草图 280
16.4.4 创建面体 281
16.4.5 更改模型类型 282
16.4.6 修改几何体属性 283
16.4.7 添加接触 284
16.4.8 划分网格 286
16.4.9 分析设置 288
16.4.10 求解 290
16.4.11 查看求解结果 291
16.4.12 接触结果后处理 293
16.5 结构非线性实例2—O形圈 294
16.5.1 问题描述 294
16.5.2 项目原理图 295
16.5.3 绘制草图 295
16.5.4 创建面体 296
16.5.5 添加材料 297
16.5.6 修改几何体属性 299
16.5.7 添加接触 300
16.5.8 划分网格 303
16.5.9 分析设置 305
16.5.10 求解 307
16.5.11 查看求解结果 308
第17章 热分析 310
17.1 热分析模型 311
17.1.1 几何模型 311
17.1.2 材料属性 311
17.2 装配体 312
17.2.1 实体接触 312
17.2.2 热导率 312
17.3 热环境工具栏 313
17.3.1 热载荷 313
17.3.2 热边界条件 313
17.4 求解选项 314
17.5 结果和后处理 315
17.5.1 温度 316
17.5.2 热通量 316
17.5.3 响应热流量 316
17.6 热分析实例1—变速器上箱盖 316
17.6.1 问题描述 316
17.6.2 项目原理图 316
17.6.3 前处理 318
17.6.4 求解 321
17.6.5 结果 321
17.7 热分析实例2—齿轮泵基座 323
17.7.1 问题描述 323
17.7.2 项目原理图 323
17.7.3 前处理 325
17.7.4 求解 329
17.7.5 结果 329
第18章 优化设计 331
18.1 优化设计概论 332
18.1.1 Ansys优化方法 332
18.1.2 定义参数 332
18.1.3 设计探索优化类型 333
18.2 优化设计界面 333
18.2.1 设计探索用户界面 333
18.2.2 设计探索数据参数界面 334
18.2.3 读入APDL文件 334
18.3 优化设计实例—板材拓扑优化设计 334
18.3.1 问题描述 334
18.3.2 项目原理图 335
18.3.3 创建模型 337
18.3.4 前处理 338
18.3.5 求解 341
18.3.6 结果 341

本书以Ansys 2024为依据,对Ansys Workbench分析的基本思路、操作步骤、应用技巧进行了详细介绍,并结合典型工程应用实例详细讲述了Ansys Workbench的具体工程应用方法。
本书前9章为操作基础,详细介绍了Ansys Workbench分析全流程的基本步骤和方法,包括Ansys Workbench 2024 基础、项目管理、DesignModeler图形用户界面、草图模式、三维特征、高级三维建模、概念建模、一般网格控制和Mechanical简介。后9章为专题实例,按不同的分析专题讲解了参数设置方法与技巧,包括静力结构分析、模态分析、响应谱分析、谐响应分析、随机振动分析、线性屈曲分析、结构非线性分析、热分析和优化设计。
本书适合使用Ansys软件的初中级用户和有初步使用经验的技术人员阅读;可作为理工科院校相关专业的高年级本科生、研究生及教师的培训教材,也可作为相关行业从事结构分析的工程技术人员的参考书。

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