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第1章  初识ANSYS Workbench 1

　　1.1  ANSYS Workbench 15.0 概述 1

　　1.1.1  关于ANSYS Workbench 1

　　1.1.2  多物理场分析模式 2

　　1.1.3  项目级仿真参数管理 2

　　1.1.4  Workbench应用模块 3

　　1.2  Workbench 15.0 的基本操作界面 3

　　1.2.1  启动ANSYS Workbench 3

　　1.2.2  ANSYS Workbench主界面 5

　　1.3  Workbench 项目管理 7

　　1.3.1  复制及删除项目 7

　　1.3.2  关联项目 8

　　1.3.3  项目管理操作案例 8

　　1.3.4  设置项属性 10

　　1.4  Workbench文件管理 10

　　1.4.1  文件目录结构 10

　　1.4.2  快速生成压缩文件 11

　　1.5  Workbench实例入门 11

　　1.5.1  案例介绍 12

　　1.5.2  启动Workbench并建立分析项目 12

　　1.5.3  导入创建几何体 13

　　1.5.4  添加材料库 14

　　1.5.5  添加模型材料属性 16

　　1.5.6  划分网格 17

　　1.5.7  施加载荷与约束 17

　　1.5.8  结果后处理 19

　　1.5.9  保存与退出 21

　　1.6  本章小结 21

第2章  创建Workbench几何模型 22

　　2.1  认识DesignModeler 22

　　2.1.1  进入DesignModeler 22

　　2.1.2  DesignModeler的操作界面 24

　　2.1.3  DesignModeler的鼠标操作 26

　　2.1.4  图形选取与控制 26

　　2.1.5  DM几何体 26

　　2.2  DesignModeler草图模式 27

　　2.2.1  创建新平面 27

　　2.2.2  创建新草图 28

　　2.2.3  草图模式 28

　　2.2.4  草图援引 29

　　2.3  创建3D几何体 29

　　2.3.1  创建3D特征 30

　　2.3.2  激活体和冻结体 30

　　2.3.3  切片特征 31

　　2.3.4  抑制体 31

　　2.3.5  面印记 32

　　2.3.6  填充与包围操作 34

　　2.3.7  创建多体部件体 35

　　2.4  导入外部CAD文件 36

　　2.4.1  非关联性导入文件 36

　　2.4.2  关联性导入文件 36

　　2.4.3  导入定位 37

　　2.4.4  创建场域几何体 37

　　2.5  概念建模 37

　　2.5.1  从点生成线体 38

　　2.5.2  从草图生成线体 38

　　2.5.3  从边生成线体 38

　　2.5.4  定义横截面 38

　　2.5.5  从线生成面体 41

　　2.5.6  从草图生成面体 42

　　2.5.7  从面生成面体 42

　　2.6  创建几何体的实例操作 43

　　2.6.1  进入DM界面 43

　　2.6.2  绘制零件底部圆盘 43

　　2.6.3  创建零件肋柱 45

　　2.6.4  生成线体 47

　　2.6.5  生成面体 48

　　2.6.6  保存文件并退出 48

　　2.7  概念建模实例操作 49

　　2.7.1  从CAD进入DM界面 49

　　2.7.2  创建线体 50

　　2.7.3  生成面体 51

　　2.7.4  创建横截面 52

　　2.7.5  为线体添加横截面 53

　　2.7.6  保存文件并退出 53

　　2.8  本章小结 54

第3章  Workbench网格划分 55

　　3.1  网格划分平台 55

　　3.1.1  网格划分特点 55

　　3.1.2  网格划分方法 56

　　3.1.3  网格划分技巧 57

　　3.1.4  网格划分流程 58

　　3.1.5  网格尺寸策略 58

　　3.2  3D几何网格划分 59

　　3.2.1  四面体网格的优缺点 59

　　3.2.2  四面体网格划分时的常用参数 59

　　3.2.3  四面体算法 60

　　3.2.4  四面体膨胀 61

　　3.3  网格参数设置 61

　　3.3.1  缺省参数设置 63

　　3.3.2  尺寸控制 64

　　3.3.3  膨胀控制 67

　　3.3.4  网格信息 68

　　3.4  扫掠网格划分 69

　　3.4.1  扫掠划分方法 69

　　3.4.2  扫掠网格控制 70

　　3.5  多区网格划分 71

　　3.5.1  多区划分方法 71

　　3.5.2  多区网格控制 72

　　3.6  网格划分案例 73

　　3.6.1  自动网格划分案例 73

　　3.6.2  网格划分控制案例 77

　　3.7  本章小结 85

第4章  Mechanical基础 86

　　4.1  关于Mechanical 86

　　4.2  Mechanical 的基本操作 87

　　4.2.1  启动Mechanical 87

　　4.2.2  Mechanical操作界面 87

　　4.2.3  鼠标控制 90

　　4.3  材料参数输入控制 91

　　4.3.1  进入Engineering Data应用程序 91

　　4.3.2  材料库 91

　　4.3.3  添加材料 93

　　4.3.4  添加材料属性 93

　　4.4  Mechanical 前处理操作 95

　　4.4.1  几何分支 95

　　4.4.2  接触与点焊 96

　　4.4.3  坐标系 98

　　4.4.4  分析设置 99

　　4.5  施加载荷和约束 100

　　4.5.1  施加载荷 101

　　4.5.2  施加约束 103

　　4.6  模型求解 104

　　4.7  结果后处理 106

　　4.7.1  结果显示 106

　　4.7.2  变形显示 107

　　4.7.3  应力和应变 107

　　4.7.4  接触结果 109

　　4.7.5  自定义结果显示 109

　　4.8  本章小结 110

第5章  线性静态结构分析 111

　　5.1  线性静态结构分析概述 111

　　5.2  线性静态结构的分析流程 112

　　5.2.1  几何模型 112

　　5.2.2  材料特性 113

　　5.2.3  定义接触区域 113

　　5.2.4  划分网格 113

　　5.2.5  施加载荷和边界条件 113

　　5.2.6  模型求解控制 114

　　5.2.7  结果后处理 114

　　5.3  风力发电机叶片静态结构分析 114

　　5.3.1  问题描述 114

　　5.3.2  启动Workbench并建立分析项目 115

　　5.3.3  导入几何体 116

　　5.3.4  添加材料库 116

　　5.3.5  添加模型材料属性 120

　　5.3.6  划分网格 122

　　5.3.7  施加载荷与约束 124

　　5.3.8  结果后处理（设置求解项） 125

　　5.3.9  求解并显示求解结果 126

　　5.3.10  更改材料观察分析结果 128

　　5.3.11  保存与退出 131

　　5.4  本章小结 132

第6章  模态分析 133

　　6.1  模态分析概述 133

　　6.2  Workbench模态分析流程 134

　　6.2.1  几何体和质点 135

　　6.2.2  接触区域 136

　　6.2.3  分析类型 136

　　6.2.4  载荷和约束 137

　　6.2.5  求解模型 137

　　6.3  飞机机翼模态分析 138

　　6.3.1  问题描述 138

　　6.3.2  启动Workbench并建立分析项目 138

　　6.3.3  导入几何体 139

　　6.3.4  添加材料库 140

　　6.3.5  修改模型材料属性 142

　　6.3.6  划分网格 143

　　6.3.7  施加固定约束 144

　　6.3.8  结果后处理（设置求解项） 145

　　6.3.9  求解并显示求解结果 146

　　6.3.10  保存与退出 147

　　6.4  风力发电机叶片预应力模态分析 148

　　6.4.1  打开结构静态分析 148

　　6.4.2  创建预应力模态分析项目 149

　　6.4.3  结果后处理 150

　　6.4.4  求解并显示求解结果 151

　　6.4.5  保存与退出 153

　　6.5  本章小结 154

第7章  谐响应分析 155

　　7.1  谐响应分析概述 155

　　7.2  谐响应分析流程 156

　　7.2.1  施加简谐载荷 157

　　7.2.2  求解方法 158

　　7.2.3  查看结果 158

　　7.3  连接转轴的谐响应分析 159

　　7.3.1  问题描述 159

　　7.3.2  Workbench基础操作 159

　　7.3.3  创建多体部件体及抑制体 160

　　7.3.4  网格参数设置 162

　　7.3.5  施加载荷与约束 164

　　7.3.6  设置求解选项 166

　　7.3.7  求解并显示求解结果 167

　　7.3.8  保存与退出 170

　　7.4  本章小结 170

第8章  响应谱分析 171

　　8.1  谱分析概述 171

　　8.2  响应谱分析流程 171

　　8.3  地震位移下的响应谱分析 173

　　8.3.1  问题描述 173

　　8.3.2  启动Workbench进入DM界面 173

　　8.3.3  创建模型 175

　　8.3.4  添加材料 181

　　8.3.5  为体添加材料 182

　　8.3.6  划分网格 183

　　8.3.7  施加固定约束 185

　　8.3.8  提取模态参数设置 186

　　8.3.9  查看模态分析结果 187

　　8.3.10  添加响应谱位移 189

　　8.3.11  提取响应谱分析结果 190

　　8.3.12  查看分析结果 191

　　8.3.13  保存与退出 191

　　8.4  本章小结 192

第9章  随机振动分析 193

　　9.1  随机振动分析概述 193

　　9.2  随机振动分析流程 194

　　9.3  梁板结构的随机振动分析 195

　　9.3.1  问题描述 195

　　9.3.2  启动Workbench并建立分析项目 196

　　9.3.3  修改模型 197

　　9.3.4  生成多体部件体 200

　　9.3.5  划分网格 201

　　9.3.6  施加固定约束 204

　　9.3.7  提取模态参数设置 204

　　9.3.8  查看模态分析结果 205

　　9.3.9  添加功率谱位移 207

　　9.3.10  提取随机振动的分析结果 208

　　9.3.11  查看随机振动的分析结果 209

　　9.3.12  保存与退出 211

　　9.4  本章小结 211

第10章  瞬态动力学分析 212

　　10.1  瞬态动力学分析概述 212

　　10.2  瞬态动力学分析流程 212

　　10.2.1  几何模型 214

　　10.2.2  时间步长 214

　　10.2.3  运动副 214

　　10.2.4  弹簧 215

　　10.2.5  阻尼 215

　　10.2.6  载荷和约束 215

　　10.2.7  后处理中查看结果 215

　　10.3  汽车主轴的瞬态动力学分析 216

　　10.3.1  问题描述 216

　　10.3.2  Workbench基础操作 216

　　10.3.3  为体添加材料特性 217

　　10.3.4  创建坐标系 218

　　10.3.5  划分网格 218

　　10.3.6  施加载荷与约束 219

　　10.3.7  设置求解选项 221

　　10.3.8  求解并显示求解结果 224

　　10.3.9  保存与退出 228

　　10.4  本章小结 228

第11章  显式动力学分析 229

　　11.1  显式动力学分析概述 229

　　11.1.1  显式算法与隐式算法的区别 229

　　11.1.2  ANSYS中的显式动力学模块 230

　　11.2  显式动力学分析流程 230

　　11.3  质量块冲击薄板的显式动力学分析 231

　　11.3.1  问题描述 231

　　11.3.2  启动Workbench并建立分析项目 232

　　11.3.3  建立几何模型 232

　　11.3.4  添加材料特性 236

　　11.3.5  添加模型材料属性 238

　　11.3.6  划分网格 240

　　11.3.7  施加载荷与约束 242

　　11.3.8  提取显式动力学分析结果 243

　　11.3.9  求解并显示求解结果 245

　　11.3.10  保存与退出 248

　　11.4  本章小结 248

第12章  热分析 249

　　12.1  传热概述 249

　　12.1.1  传热方式 249

　　12.1.2  热分析类型 250

　　12.1.3  非线性热分析 251

　　12.1.4  边界条件或初始条件 251

　　12.2  热分析流程 251

　　12.2.1  几何模型 252

　　12.2.2  实体接触 252

　　12.2.3  导热率 253

　　12.2.4  施加载荷 254

　　12.2.5  热边界条件 254

　　12.2.6  热应力分析 255

　　12.2.7  结果后处理 255

　　12.3  散热器的热分析 256

　　12.3.1  问题描述 256

　　12.3.2  启动Workbench并建立分析项目 256

　　12.3.3  导入几何体 257

　　12.3.4  添加材料库 258

　　12.3.5  添加模型材料属性 260

　　12.3.6  划分网格 261

　　12.3.7  施加载荷与约束 262

　　12.3.8  结果后处理（设置求解项） 264

　　12.3.9  求解并显示求解结果 265

　　12.3.10  热应变分析 266

　　12.3.11  保存文件 268

　　12.3.12  更改材料进行求解 269

　　12.3.13  保存并退出 270

　　12.4  本章小结 271

第13章  线性屈曲分析 272

　　13.1  线性屈曲分析概述 272

　　13.1.1  关于欧拉屈曲 272

　　13.1.2  线性屈曲的计算 273

　　13.1.3  线性屈曲分析的特点 274

　　13.2  线性屈曲的分析过程 274

　　13.2.1  几何体和材料属性 275

　　13.2.2  接触区域 275

　　13.2.3  载荷与约束 275

　　13.2.4  屈曲设置 276

　　13.2.5  模型求解 276

　　13.2.6  结果检查 277

　　13.3  桁架结构的抗屈曲分析 278

　　13.3.1  问题描述 278

　　13.3.2  Workbench基础操作 278

　　13.3.3  创建多体部件体 280

　　13.3.4  网格参数设置 281

　　13.3.5  施加载荷与约束 282

　　13.3.6  设置求解选项 283

　　13.3.7  求解并显示求解结果 284

　　13.3.8  保存与退出 287

　　13.4  本章小结 288

第14章  结构非线性分析 289

　　14.1  结构非线性分析概述 289

　　14.2  结构非线性分析流程 291

　　14.2.1  超弹性材料 292

　　14.2.2  塑性材料 295

　　14.3  销轴的结构非线性分析 300

　　14.3.1  问题描述 300

　　14.3.2  启动Workbench并建立分析项目 301

　　14.3.3  创建几何体 302

　　14.3.4  添加模型材料属性 307

　　14.3.5  划分网格 311

　　14.3.6  求解载荷步数的设置 313

　　14.3.7  施加载荷与约束 314

　　14.3.8  结果后处理（设置求解项） 316

　　14.3.9  求解并显示求解结果 318

　　14.3.10  保存与退出 324

　　14.4  本章小结 324

第15章  接触问题分析 325

　　15.1  接触问题分析概述 325

　　15.1.1  罚函数法和增强拉格朗日法 325

　　15.1.2  拉格朗日乘数法 326

　　15.1.3  多点约束法 326

　　15.2  接触问题分析流程 327

　　15.2.1  接触刚度与渗透 328

　　15.2.2  接触类型 328

　　15.2.3  对称/非对称行为 329

　　15.2.4  施加摩擦接触 330

　　15.2.5  检查接触结果 330

　　15.3  轴承内外套的接触分析 330

　　15.3.1  问题描述 331

　　15.3.2  启动Workbench并建立分析项目 331

　　15.3.3  创建几何体 332

　　15.3.4  添加模型材料属性 341

　　15.3.5  设置接触选项 342

　　15.3.6  划分网格 343

　　15.3.7  施加载荷与约束 345

　　15.3.8  结果后处理（设置求解项） 347

　　15.3.9  求解并显示求解结果 348

　　15.3.10  保存与退出 350

　　15.4  本章小结 350

第16章  Workbench优化设计 351

　　16.1  Design Exploration概述 351

　　16.1.1  参数定义 351

　　16.1.2  设定优化方法 351

　　16.1.3  Design Exploration选项 352

　　16.1.4  Design Exploration特点 352

　　16.1.5  Design Exploration操作界面 353

　　16.2  Design Exploration优化设计基础 354

　　16.2.1  参数设置 354

　　16.2.2  目标驱动优化 355

　　16.2.3  响应曲面 358

　　16.2.4  实验设计 359

　　16.2.5  六希格玛分析 362

　　16.3  连接板的优化设计 363

　　16.3.1  问题描述 363

　　16.3.2  启动Workbench并建立分析项目 363

　　16.3.3  导入几何体 364

　　16.3.4  添加材料库 366

　　16.3.5  添加模型材料属性 368

　　16.3.6  划分网格 369

　　16.3.7  施加约束与载荷 370

　　16.3.8  结果后处理（设置求解项） 372

　　16.3.9  求解并显示求解结果 373

　　16.3.10  观察优化参数 374

　　16.3.11  响应曲面 377

　　16.3.12  观察新设计点的结果 381

　　16.3.13  保存与退出 381

　　16.4  本章小结 382

第17章  流体动力学分析 383

　　17.1  流体动力学基础 383

　　17.1.1  质量守恒方程 383

　　17.1.2  动量守恒方程 383

　　17.1.3  能量守恒方程 384

　　17.1.4  湍流模型 384

　　17.2  流体动力学的分析流程 385

　　17.3  基于Fluent的导弹流体动力学分析 386

　　17.3.1  案例介绍 386

　　17.3.2  启动Workbench并建立分析项目 386

　　17.3.3  导入几何体 388

　　17.3.4  划分网格 389

　　17.3.5  网格检查与处理 392

　　17.3.6  设置物理模型和材料 394

　　17.3.7  设置操作环境和边界条件 395

　　17.3.8  设置求解方法和控制参数 396

　　17.3.9  设置监视窗口和初始化 397

　　17.3.10  求解和退出 401

　　17.3.11  计算结果的后处理 401

　　17.3.12  保存与退出 407

　　17.4  本章小结 407

第18章  电磁场分析 408

　　18.1  电磁场基本理论 408

　　18.1.1  麦克斯韦方程组 408

　　18.1.2  电磁场微分方程 409

　　18.1.3  ANSYS Workbench平台电磁分析 410

　　18.1.4  ANSYS Maxwell软件电磁分析 411

　　18.2  导体磁场计算 412

　　18.2.1  启动Maxwell 15.0并建立分析项目 412

　　18.2.2  建立几何模型 413

　　18.2.3  设置求解域 413

　　18.2.4  定义材料属性 414

　　18.2.5  边界条件与激励 415

　　18.2.6  求解计算 415

　　18.2.7  图表显示 417

　　18.2.8  加载Maxwell工程文件 418

　　18.2.9  保存与退出 419

　　18.3  电感计算 419

　　18.3.1  启动Workbench并建立分析项目 419

　　18.3.2  建立几何模型 420

　　18.3.3  建立求解器及求解域 420

　　18.3.4  添加材料 421

　　18.3.5  网格划分 422

　　18.3.6  求解计算 423

　　18.3.7  保存与退出 424

　　18.4  本章小结 425

第19章  多物理场耦合分析 426

　　19.1  多物理场耦合分析概述 426

　　19.2  电磁热耦合分析 427

　　19.2.1  问题描述 427

　　19.2.2  软件启动与保存 428

　　19.2.3  建立电磁分析 429

　　19.2.4  建立几何模型 430

　　19.2.5  设置求解域 432

　　19.2.6  赋予材料属性 433

　　19.2.7  添加激励 434

　　19.2.8  添加分析步 434

　　19.2.9  模型检查与计算 435

　　19.2.10  后处理 435

　　19.2.11  创建数据共享 436

　　19.2.12  设定材料 438

　　19.2.13  划分网格 439

　　19.2.14  添加边界条件与映射激励 440

　　19.2.15  求解计算 441

　　19.2.16  后处理 442

　　19.3  本章小结 442