《ANSYS Workbench 16.0超级学习手册》配套资源

编辑推荐

·内容全面，结构清晰，工程实例丰富，讲解详尽。通过本书的学习，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； ·附赠DVD光盘，提供部分实例的源文件，方便读者上机演练； ·作者博客长期网络答疑

内容简介

本书详细介绍了ANSYS公司新版本的有限元分析平台Workbench 16.0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，第1章～第4章以各个分析模块为基础，介绍ANSYS Workbench 16.0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～第14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。本书工程实例丰富、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。

作者简介

黄志新，熟练掌握相关有限元分析软件，已从事工程力学及仿真计算工作十余年。精通ANSYS、AUTOCAD、Pro/Engineer等软件，参与编写了《ANSYS Workbench 14.0超级学习手册》一书。

目录

• 第1章　ANSYS Workbench 16.0概述　1
• 1.1　ANSYS软件简介　1
• 1.2　ANSYS Workbench 16.0平台及模块　3
• 1.2.1　Workbench平台界面　4
• 1.2.2　菜单栏　4
• 1.2.3　工具栏　12
• 1.2.4　工具箱　12
• 1.3　Workbench与SolidWorks软件集成设置　16
• 1.4　本章小结　18
• 第2章　ANSYS Workbench几何建模　19
• 2.1　DesignModeler平台概述　19
• 2.1.1　DesignModeler平台界面　19
• 2.1.2　菜单栏　19
• 2.1.3　工具栏　28
• 2.1.4　常用命令栏　30
• 2.1.5　Tree Outline（模型树）　30
• 2.2　DesignModeler几何建模　33
• 2.2.1　DesignModeler零件建模　33
• 2.2.2　DesignModeler装配体建模　38
• 2.2.3　DesignModeler导入Creo Parametric软件几何数据　45
• 2.2.4　DesignModeler导入SolidWorks软件几何数据　49
• 2.2.5　DesignModeler建模工具　52
• 2.2.6　DesignModeler概念建模工具　60
• 2.3　DesignModeler几何建模综合实例　66
• 2.4　本章小结　77
• 第3章　Meshing网格划分　78
• 3.1　Meshing平台概述　78
• 3.1.1　Workbench平台界面　79
• 3.1.2　菜单栏　79
• 3.1.3　工具栏　82
• 3.1.4　用户图形操作窗口　83
• 3.1.5　模型树及详细设置窗口　84
• 3.2　Meshing网格划分详解　88
• 3.2.1　Meshing网格划分适用领域　88
• 3.2.2　Meshing网格划分方法　89
• 3.2.3　Meshing网格默认设置　92
• 3.2.4　Meshing网格尺寸设置　94
• 3.2.5　Meshing网格膨胀层设置　97
• 3.2.6　Meshing网格PatchConforming选项　98
• 3.2.7　Meshing网格高级选项　98
• 3.2.8　Meshing网格损伤设置　98
• 3.2.9　Meshing网格评估统计　99
• 3.3　Meshing网格划分实例　104
• 3.3.1　应用实例一—网格尺寸控制　105
• 3.3.2　应用实例二—扫掠网格划分　113
• 3.3.3　应用实例三—多区域网格划分　119
• 3.4　ICEM CFD简介与实例　124
• 3.4.1　ICEM CFD软件功能　124
• 3.4.2　ICEM CFD软件界面　125
• 3.4.3　ICEM CFD网格划分实例　126
• 3.5　本章小结　132
• 第4章　Workbench结果后处理　133
• 4.1　Mechanical基本操作　133
• 4.1.1　关于Mechanical　133
• 4.1.2　启动Mechanical　134
• 4.1.3　Mechanical操作界面　134
• 4.1.4　鼠标控制　137
• 4.2　材料参数输入控制　137
• 4.2.1　进入Engineering Data应用程序　137
• 4.2.2　材料库　138
• 4.2.3　添加材料　139
• 4.2.4　添加材料属性　140
• 4.3　Mechanical前处理操作　141
• 4.3.1　几何分支　141
• 4.3.2　接触与点焊　142
• 4.3.3　坐标系　145
• 4.3.4　网格划分　146
• 4.3.5　分析设置　146
• 4.4　施加载荷和约束　147
• 4.4.1　约束和载荷　147
• 4.4.2　惯性载荷　148
• 4.4.3　力载荷　148
• 4.4.4　热载荷　149
• 4.4.5　常见约束　149
• 4.5　模型求解　150
• 4.6　后处理操作　152
• 4.6.1　查看结果　152
• 4.6.2　结果显示　155
• 4.6.3　变形显示　155
• 4.6.4　应力和应变　156
• 4.6.5　接触结果　157
• 4.6.6　自定义结果显示　158
• 4.7　本章小结　159
• 第5章　结构静力学分析　160
• 5.1　线性静力学分析简介　160
• 5.1.1　线性静力学分析　160
• 5.1.2　线性静力学分析流程　161
• 5.1.3　线性静力学分析基础　161
• 5.2　静力学分析实例1—实体静力学分析　162
• 5.2.1　问题描述　162
• 5.2.2　启动Workbench并建立分析项目　162
• 5.2.3　导入创建几何体　163
• 5.2.4　添加材料库　164
• 5.2.5　添加模型材料属性　166
• 5.2.6　划分网格　167
• 5.2.7　施加载荷与约束　168
• 5.2.8　结果后处理　170
• 5.2.9　保存与退出　171
• 5.2.10　读者演练　171
• 5.3　静力学分析实例2—梁单元线性静力学分析　172
• 5.3.1　问题描述　172
• 5.3.2　启动Workbench并建立分析项目　173
• 5.3.3　创建几何体　173
• 5.3.4　添加材料库　178
• 5.3.5　添加模型材料属性　180
• 5.3.6　划分网格　181
• 5.3.7　施加载荷与约束　182
• 5.3.8　结果后处理　183
• 5.3.9　保存与退出　185
• 5.3.10　读者演练　185
• 5.4　静力学分析实例3—复杂实体静力学分析　186
• 5.4.1　问题描述　186
• 5.4.2　启动Workbench并建立分析项目　187
• 5.4.3　导入创建几何体　187
• 5.4.4　添加材料库　188
• 5.4.5　添加模型材料属性　190
• 5.4.6　划分网格　191
• 5.4.7　施加载荷与约束　192
• 5.4.8　结果后处理　193
• 5.4.9　保存与退出　195
• 5.4.10　读者演练　195
• 5.5　静力学分析实例4—大变形静力学分析　196
• 5.5.1　问题描述　196
• 5.5.2　使用Solid Works 2015建模　196
• 5.5.3　导入模型　201
• 5.5.4　设定材料属性　201
• 5.5.5　划分网格　202
• 5.5.6　定义约束及边界条件　203
• 5.5.7　求解及后处理　204
• 5.5.8　开启大变形开关再次求解　205
• 5.5.9　求解及后处理　206
• 5.5.10　保存并退出　207
• 5.6　本章小结　207
• 第6章　结构动力学分析　209
• 6.1　结构动力学分析简介　209
• 6.1.1　结构动力学分析的平衡方程　209
• 6.1.2　结构动力学分析的阻尼　209
• 6.2　模态分析简介　210
• 6.2.1　模态分析　210
• 6.2.2　模态分析基础　211
• 6.2.3　预应力模态分析　211
• 6.3　模态分析实例1—模态分析　212
• 6.3.1　问题描述　212
• 6.3.2　启动Workbench并建立分析项目　212
• 6.3.3　导入创建几何体　212
• 6.3.4　添加材料库　214
• 6.3.5　添加模型材料属性　216
• 6.3.6　划分网格　217
• 6.3.7　施加载荷与约束　217
• 6.3.8　结果后处理　218
• 6.3.9　保存与退出　221
• 6.4　模态分析实例2—有预应力模态分析　221
• 6.4.1　问题描述　221
• 6.4.2　启动Workbench并建立分析项目　221
• 6.4.3　导入创建几何体　222
• 6.4.4　添加材料库　224
• 6.4.5　添加模型材料属性　226
• 6.4.6　划分网格　226
• 6.4.7　施加载荷与约束　227
• 6.4.8　模态分析　229
• 6.4.9　后处理　229
• 6.4.10　保存与退出　231
• 6.4.11　读者演练　231
• 6.5　响应谱分析简介　231
• 6.5.1　频谱的定义　232
• 6.5.2　响应谱分析的基本概念　232
• 6.6　响应谱分析实例—钢构架响应谱分析　234
• 6.6.1　问题描述　234
• 6.6.2　启动Workbench并建立分析项目　235
• 6.6.3　导入几何体模型　236
• 6.6.4　模态分析　236
• 6.6.5　添加材料库　237
• 6.6.6　划分网格　237
• 6.6.7　施加约束　238
• 6.6.8　结果后处理　239
• 6.6.9　响应谱分析　241
• 6.6.10　添加加速度谱　242
• 6.6.11　后处理　243
• 6.6.12　保存与退出　245
• 6.6.13　读者演练　245
• 6.7　随机振动分析简介　246
• 6.8　随机振动分析实例—钢构架随机振动分析　247
• 6.8.1　问题描述　247
• 6.8.2　启动Workbench并建立分析项目　247
• 6.8.3　创建几何体模型　247
• 6.8.4　模态分析　248
• 6.8.5　添加材料库　249
• 6.8.6　划分网格　249
• 6.8.7　施加约束　250
• 6.8.8　结果后处理　251
• 6.8.9　随机振动分析　251
• 6.8.10　添加动态力载荷　252
• 6.8.11　后处理　254
• 6.8.12　保存与退出　256
• 6.8.13　读者演练　256
• 6.9　谐响应分析简介　256
• 6.9.1　谐响应分析的基本概念　256
• 6.9.2　谐响应分析的载荷与输出　257
• 6.9.3　谐响应分析通用方程　257
• 6.10　谐响应分析实例—底座架谐响应分析　257
• 6.10.1　问题描述　258
• 6.10.2　启动Workbench并建立分析项目　258
• 6.10.3　创建模态分析项目　259
• 6.10.4　材料选择　259
• 6.10.5　施加载荷与约束　260
• 6.10.6　模态求解　262
• 6.10.7　后处理　262
• 6.10.8　创建响应谱分析项目　263
• 6.10.9　施加载荷与约束　263
• 6.10.10　谐响应计算　265
• 6.10.11　结果后处理　265
• 6.10.12　保存与退出　267
• 6.10.13　读者演练　267
• 6.11　线性屈曲分析简介　267
• 6.11.1　结构稳定性　267
• 6.11.2　线性屈曲分析　268
• 6.12　线性屈曲分析实例1—圆筒屈曲分析　268
• 6.12.1　问题描述　268
• 6.12.2　启动Workbench并建立分析项目　269
• 6.12.3　创建几何体　269
• 6.12.4　设置材料　272
• 6.12.5　添加模型材料属性　272
• 6.12.6　划分网格　273
• 6.12.7　施加载荷与约束　273
• 6.12.8　结果后处理　275
• 6.12.9　线性屈曲分析　276
• 6.12.10　施加载荷与约束　277
• 6.12.11　结果后处理　278
• 6.12.12　保存与退出　279
• 6.12.13　读者演练　280
• 6.13　线性屈曲分析实例2—线性屈曲分析　280
• 6.13.1　案例介绍　281
• 6.13.2　建模　281
• 6.13.3　开启模块并导入模型　285
• 6.13.4　划分网格　287
• 6.13.5　定义约束及边界条件　288
• 6.13.6　求解及后处理　291
• 6.13.7　保存并退出　295
• 6.13.8　读者演练　295
• 6.14　瞬态动力学分析简介　295
• 6.14.1　瞬态动力学分析的基本概念　295
• 6.14.2　瞬态动力学分析基本公式　295
• 6.15　瞬态动力学分析实例—钢构架地震分析　296
• 6.15.1　问题描述　296
• 6.15.2　启动Workbench并建立分析项目　297
• 6.15.3　创建几何体模型　297
• 6.15.4　瞬态动力学分析　298
• 6.15.5　添加材料库　298
• 6.15.6　划分网格　298
• 6.15.7　施加约束　299
• 6.15.8　结果后处理　302
• 6.15.9　保存与退出　305
• 6.15.10　读者演练　305
• 6.16　本章小结　305
• 第7章　热力学分析　306
• 7.1　热力学分析简介　306
• 7.1.1　热力学分析的目的　306
• 7.1.2　热力学分析的两种类型　306
• 7.1.3　基本传热方式　307
• 7.2　稳态热学分析实例1—热传递与对流分析　308
• 7.2.1　问题描述　308
• 7.2.2　启动Workbench并建立分析项目　308
• 7.2.3　导入几何体模型　309
• 7.2.4　创建分析项目　310
• 7.2.5　添加材料库　310
• 7.2.6　添加模型材料属性　311
• 7.2.7　划分网格　312
• 7.2.8　施加载荷与约束　313
• 7.2.9　结果后处理　314
• 7.2.10　保存与退出　316
• 7.2.11　读者演练　316
• 7.3　稳态热学分析实例2—热传递与对流分析　317
• 7.3.1　问题描述　317
• 7.3.2　启动Workbench并建立分析项目　317
• 7.3.3　导入几何体模型　318
• 7.3.4　创建分析项目　319
• 7.3.5　添加材料库　319
• 7.3.6　添加模型材料属性　320
• 7.3.7　划分网格　321
• 7.3.8　施加载荷与约束　322
• 7.3.9　结果后处理　324
• 7.3.10　保存与退出　325
• 7.3.11　读者演练　325
• 7.4　稳态热学分析实例3—水杯热学分析　325
• 7.4.1　案例介绍　326
• 7.4.2　启动Workbench并建立分析项目　326
• 7.4.3　定义材料参数　326
• 7.4.4　导入模型　327
• 7.4.5　划分网格　327
• 7.4.6　定义荷载　329
• 7.4.7　求解及后处理　330
• 7.4.8　保存并退出　334
• 7.5　瞬态热学分析—散热片瞬态热学分析　334
• 7.5.1　问题描述　334
• 7.5.2　启动Workbench并建立分析项目　335
• 7.5.3　导入几何体模型　335
• 7.5.4　创建分析项目　336
• 7.5.5　添加材料库　336
• 7.5.6　添加模型材料属性　338
• 7.5.7　划分网格　339
• 7.5.8　施加载荷与约束　339
• 7.5.9　瞬态热学分析　341
• 7.5.10　设置分析选项　341
• 7.5.11　后处理　342
• 7.5.12　保存与退出　344
• 7.6　本章小结　344
• 第8章　接触分析　345
• 8.1　接触分析简介　345
• 8.2　静态接触分析实例—挖掘机臂受力分析　347
• 8.2.1　问题描述　347
• 8.2.2　启动Workbench软件　347
• 8.2.3　导入几何体模型　348
• 8.2.4　创建分析项目　349
• 8.2.5　添加材料库　350
• 8.2.6　添加模型材料属性　350
• 8.2.7　接触设置　350
• 8.2.8　划分网格　350
• 8.2.9　施加载荷与约束　351
• 8.2.10　结果后处理　353
• 8.2.11　保存与退出　355
• 8.2.12　读者演练　355
• 8.3　动态接触分析实例—移动滑块接触分析　355
• 8.3.1　问题描述　356
• 8.3.2　启动Workbench软件　356
• 8.3.3　导入几何体模型　356
• 8.3.4　创建分析项目　357
• 8.3.5　添加材料库　358
• 8.3.6　添加模型材料属性　359
• 8.3.7　创建接触　360
• 8.3.8　划分网格　361
• 8.3.9　施加载荷与约束　362
• 8.3.10　结果后处理　365
• 8.3.11　保存与退出　368
• 8.3.12　读者演练　368
• 8.4　本章小结　368
• 第9章　电磁场分析　369
• 9.1　电磁场基本理论　369
• 9.1.1　麦克斯韦方程　369
• 9.1.2　一般形式的电磁场微分方程　371
• 9.1.3　电磁场中常见边界条件　372
• 9.1.4　ANSYS Workbench平台电磁分析　372
• 9.1.5　ANSOFT软件电磁分析　372
• 9.2　Electric电场分析实例—直流传导　374
• 9.2.1　问题描述　374
• 9.2.2　启动Workbench并建立分析项目　374
• 9.2.3　保存工程文件　375
• 9.2.4　几何文件　375
• 9.2.5　边界条件设定　376
• 9.2.6　求解计算　377
• 9.2.7　后处理　378
• 9.2.8　保存与退出　378
• 9.3　Maxwell电场分析实例—直流传导　378
• 9.3.1　启动Workbench并建立分析项目　379
• 9.3.2　建立几何模型　379
• 9.3.3　边界条件设定　381
• 9.3.4　求解计算　383
• 9.3.5　后处理　383
• 9.3.6　保存与退出　384
• 9.4　本章小结　384
• 第10章　疲劳分析　385
• 10.1　疲劳分析简介　385
• 10.2　疲劳分析实例—轴疲劳分析　387
• 10.2.1　问题描述　387
• 10.2.2　启动Workbench并建立分析项目　387
• 10.2.3　导入创建几何体　388
• 10.2.4　添加材料库　388
• 10.2.5　添加模型材料属性　388
• 10.2.6　划分网格　389
• 10.2.7　施加载荷与约束　389
• 10.2.8　结果后处理　391
• 10.2.9　保存文件　392
• 10.2.10　启动nCode程序　392
• 10.2.11　疲劳分析　394
• 10.2.12　保存与退出　396
• 10.3　本章小结　396
• 第11章　复合材料分析　397
• 11.1　复合材料概论　397
• 11.2　ACP模块功能概述　398
• 11.3　复合材料静力学分析实例—复合板受力分析　401
• 11.3.1　问题描述　401
• 11.3.2　启动Workbench软件　401
• 11.3.3　静力分析项目　402
• 11.3.4　定义复合材料数据　403
• 11.3.5　数据更新　405
• 11.3.6　ACP复合材料定义　406
• 11.3.7　有限元计算　413
• 11.3.8　后处理　413
• 11.3.9　ACP专业后处理工具　413
• 11.3.10　保存与退出　416
• 11.4　本章小结　416
• 第12章　结构优化分析　417
• 12.1　优化分析简介　417
• 12.1.1　优化设计概述　417
• 12.1.2　Workbench结构优化分析简介　418
• 12.1.3　Workbench结构优化分析　419
• 12.2　优化分析实例—响应曲面优化分析　419
• 12.2.1　问题描述　419
• 12.2.2　启动Workbench并建立分析项目　419
• 12.2.3　导入几何模型　420
• 12.2.4　结果后处理　424
• 12.3　本章小结　428
• 第13章　流体动力学分析　429
• 13.1　流体动力学分析简介　429
• 13.1.1　流体动力学分析的基本概念　429
• 13.1.2　CFD基础　432
• 13.2　流体动力学实例—CFX内流场分析　440
• 13.2.1　问题描述　440
• 13.2.2　启动Workbench并建立分析项目　441
• 13.2.3　创建几何体模型　441
• 13.2.4　网格划分　442
• 13.2.5　流体动力学前处理　444
• 13.2.6　流体计算　448
• 13.2.7　结果后处理　449
• 13.3　流体动力学实例—FLUENT流场分析　451
• 13.3.1　问题描述　451
• 13.3.2　软件启动与保存　452
• 13.3.3　导入几何数据文件　452
• 13.3.4　网格设置　453
• 13.3.5　进入FLUENT平台　454
• 13.3.6　材料选择　456
• 13.3.7　设置几何属性　456
• 13.3.8　流体边界条件　456
• 13.3.9　求解器设置　458
• 13.3.10　结果后处理　459
• 13.4　本章小结　461
• 第14章　多物理场耦合分析　462
• 14.1　多物理场耦合分析简介　462
• 14.1.1　多物理场耦合分析的基本概念　462
• 14.1.2　多物理场应用场合　463
• 14.2　耦合实例1—Maxwell和Mechanical 电磁热结构耦合　464
• 14.2.1　问题描述　464
• 14.2.2　软件启动与保存　464
• 14.2.3　建立电磁分析　465
• 14.2.4　几何模型建立　467
• 14.2.5　求解域的设置　470
• 14.2.6　赋予材料属性　470
• 14.2.7　添加激励　471
• 14.2.8　分析步创建　472
• 14.2.9　模型检查与计算　473
• 14.2.10　后处理　474
• 14.2.11　创建热学分析和数据共享　474
• 14.2.12　材料设定　476
• 14.2.13　网格划分　478
• 14.2.14　添加边界条件与映射激励　479
• 14.2.15　求解计算　480
• 14.2.16　后处理　480
• 14.2.17　应力计算　481
• 14.2.18　读者演练　482
• 14.3　耦合实例2—Maxwell和Mechanical线圈电磁结构耦合　482
• 14.3.1　问题描述　483
• 14.3.2　软件启动与保存　483
• 14.3.3　导入几何数据文件　483
• 14.3.4　求解器与求解域的设置　485
• 14.3.5　赋予材料属性　485
• 14.3.6　添加激励　486
• 14.3.7　模型检查与计算　488
• 14.3.8　后处理　489
• 14.3.9　创建力学分析和数据共享　491
• 14.3.10　材料设定　492
• 14.3.11　网格划分　493
• 14.3.12　添加边界条件与映射激励　494
• 14.3.13　求解计算　495
• 14.3.14　后处理　495
• 14.4　耦合实例3—FLUENT和Mechanical流体结构耦合分析　496
• 14.4.1　问题描述　497
• 14.4.2　软件启动与保存　497
• 14.4.3　导入几何数据文件　497
• 14.4.4　抑制几何　499
• 14.4.5　网格设置　500
• 14.4.6　进入FLUENT平台　501
• 14.4.7　材料选择　502
• 14.4.8　设置几何属性　503
• 14.4.9　流体边界条件　504
• 14.4.10　求解器设置　506
• 14.4.11　结构力学计算　508
• 14.4.12　材料设定　509
• 14.4.13　网格划分　510
• 14.4.14　添加边界条件与映射激励　510
• 14.4.15　求解计算　512
• 14.4.16　后处理　512
• 14.4.17　读者演练　513
• 14.5　耦合实例4—Maxwell和FLUENT电磁热流耦合　513
• 14.5.1　问题描述　514
• 14.5.2　软件启动与保存　514
• 14.5.3　导入几何数据文件　514
• 14.5.4　求解器与求解域的设置　516
• 14.5.5　赋予材料属性　516
• 14.5.6　添加激励　517
• 14.5.7　模型检查与计算　520
• 14.5.8　后处理　520
• 14.5.9　创建流体力学分析和数据共享　522
• 14.5.10　DM中几何数据文件　523
• 14.5.11　传递数据　526
• 14.5.12　网格设置　526
• 14.5.13　进入FLUENT平台　529
• 14.5.14　材料选择　530
• 14.5.15　设置几何属性　531
• 14.5.16　流体边界条件　532
• 14.5.17　求解器设置　533
• 14.5.18　CFD—Post后处理操作　535
• 14.6　本章小结　538
• 附录　添加Workbench材料　539
• 参考文献　542