ANSYS Workbench 14有限元分析自学手册

ANSYS Workbench 14有限元分析自学手册
出版时间：2013年版
内容简介
　　《CAD/CAM/CAE自学手册：ANSYS Workbench 14有限元分析自学手册》以ANSYS的最新版本ANSYS 14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ANSYSWorkbench的具体工程应用方法。《CAD/CAM/CAE自学手册：ANSYS Workbench 14有限元分析自学手册》前4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ANSYSWorkbench14基础、建立模型、网格划分、Mechanical基础等内容；后9章为专题实例，按不同的分析专题讲解了各种分析专题的参数设置方法与技巧，包括线性静态结构分析、模态分析、谐响应分析、响应谱分析、随机振动分析、热分析、线性屈曲分析、结构非线性分析、优化设计等内容。《CAD/CAM/CAE自学手册：ANSYS Workbench 14有限元分析自学手册》适用于ANSYS Workbench软件的初中级用户，以及有初步使用经验的技术人员；《CAD/CAM/CAE自学手册：ANSYS Workbench 14有限元分析自学手册》可作为理工科院校相关专业的高年级本科生、研究生及教师学习ANSYS Workbench软件的培训教材，也可作为从事结构分析相关行业的工程技术人员使用ANSYS Workbench软件的参考书。
目录
第1章 ANSYS Workbench 14基础
1.1 ANSYS Workbench概述
1.1.1 ANSYS Workbench的特点
1.1.2 ANSYS Workbench应用分类
1.1.3 ANSYS Workbench系统要求和启动
1.2 ANSYS Workbench分析的基本过程
1.2.1 前处理
1.2.2 加载并求解
1.2.3 后处理
1.3 ANSYS 14的界面
1.3.1 工具箱
1.3.2 Workbench选项窗口
1.4 项目概图
1.4.1 系统和单元格
1.4.2 单元格的类型
1.4.3 了解单元格状态
1.4.4 项目概图中的链接
1.4.5 创建项目概图实例
1.5 Workbench文档管理
1.5.1 目录结构
1.5.2 显示文件明细
1.5.3 打包文件
1.6 材料特性应用程序
1.6.1 材料库
1.6.2 添加库中的材料
1.6.3 添加新材料
1.7 一个简单的分析实例
1.7.1 问题描述
1.7.2 项目概图
1.7.3 前处理
1.7.4 求解
1.7.5 结果
1.7.6 报告
第2章 建立模型
2.1 Design Modeler简介
2.1.1 进入Design Modeler
2.1.2 操作界面介绍
2.1.3 Design Modeler和CAD类文件交互
2.1.4 Design Modeler中几何体的分类
2.1.5 帮助文档
2.2 Design Modeler的操作
2.2.1 图形控制
2.2.2 光标模式
2.2.3 选择过滤器
2.2.4 右键弹出菜单
2.3 绘制草图
2.3.1 长度单位制
2.3.2 创建新平面
2.3.3 创建新草图
2.3.4 工具箱
2.3.5 草绘附件
2.3.6 草图绘制实例——曲柄
2.4 特性建模
2.4.1 拉伸
2.4.2 旋转
2.4.3 扫掠
2.4.4 放样
2.4.5 抽壳
2.4.6 倒圆
2.4.7 倒角
2.4.8 特征建模实例1——底座
2.5 体操作
2.5.1 镜像
2.5.2 移动
2.5.3 缝合
2.5.4 阵列特征
2.5.5 布尔操作
2.5.6 直接创建几何体
2.5.7 特征建模实例2——链轮
2.6 概念建模
2.6.1 概念建模工具
2.6.2 定义横截面
2.6.3 面操作
2.6.4 概念建模实例
第3章 一般网格控制
3.1 网格划分平台
3.1.1 网格划分概述
3.1.2 网格划分流程
3.1.3 分析类型
3.2 网格划分方法
3.2.1 自动划分方法
3.2.2 四面体
3.2.3 扫掠
3.2.4 多区域
3.3 全局网格控制
3.3.1 相关性和关联中心
3.3.2 全局单元尺寸
3.3.3 初始尺寸种子
3.3.4 平滑和过渡
3.3.5 跨度中心角
3.3.6 高级尺寸功能
3.4 局部网格控制
3.4.1 局部尺寸
3.4.2 接触尺寸
3.4.3 细化
3.4.4 映射面划分
3.4.5 匹配控制
3.4.6 收缩控制
3.4.7 膨胀
3.5 网格工具
3.5.1 生成网格
3.5.2 截面位面
3.5.3 命名选项
3.6 网格划分实例——四通管网格划分
3.6.1 定义几何
3.6.2 Mechanical默认与CFD网格
3.6.3 截面位面
3.6.4 使用面尺寸
3.6.5 局部网格划分
第4章 Mechanical基础
4.1 Mechanical概述
4.2 Mechanical界面
4.2.1 Mechanical菜单栏
4.2.2 工具栏
4.2.3 树形目录
4.2.4 属性窗格
4.2.5 绘图区域
4.3 基本分析步骤
第5章 线性静态结构分析
5.1 几何模型
5.1.1 质量点
5.1.2 材料特性
5.2 分析设置
5.3 载荷和约束
5.3.1 加速度和重力加速度
5.3.2 集中力和压力
5.3.3 约束
5.4 求解模型
5.5 后处理
5.6 静力结构学分析1——托架基体强度校核
5.6.1 问题描述
5.6.2 建立分析项目
5.6.3 前处理
5.6.4 求解
5.6.5 结果
5.7 静力结构分析实例2——联轴器变形和应力校核
5.7.1 问题描述
5.7.2 项目概图
5.7.3 前处理
5.7.4 求解
5.7.5 结果
5.7.6 报告
第6章 模态分析
6.1 模态分析方法
6.2 模态系统分析步骤
6.2.1 几何体和质点
6.2.2 接触区域
6.2.3 分析类型
6.2.4 载荷和约束
6.2.5 求解
6.2.6 检查结果
6.3 模态分析实例1——轴装配体
6.3.1 问题描述
6.3.2 项目概图
6.3.3 前处理
6.3.4 求解
6.3.5 结果
6.4 模态分析实例2——支架壳体强度校核
6.4.1 问题描述
6.4.2 项目概图
6.4.3 前处理
6.4.4 求解
6.4.5 结果
6.5 模态分析实例3——机翼
6.5.1 问题描述
6.5.2 项目概图
6.5.3 前处理
6.5.4 求解
6.5.5 模态分析
第7章 谐响应分析
7.1 谐响应分析简介
7.2 谐响应分析步骤
7.2.1 建立谐响应分析项
7.2.2 加载谐响应载荷
7.2.3 求解方法
7.2.4 后处理中查看结果
7.3 谐响应分析实例——固定梁
7.3.1 问题描述
7.3.2 项目概图
7.3.3 前处理
7.3.4 模态分析求解
7.3.5 谐响应分析预处理
7.3.6 谐响应分析设置并求解
7.3.7 谐响应分析后处理
第8章 响应谱分析
8.1 响应谱分析简介
8.1.1 响应谱分析过程
8.1.2 在Workbench 14中进行响应谱分析
8.2 响应谱分析实例——三层框架结构地震响应分析
8.2.1 问题描述
8.2.2 项目概图
8.2.3 前处理
8.2.4 模态分析求解
8.2.5 响应谱分析设置并求解
8.2.6 查看分析结果
第9章 随机振动分析
9.1 随机振动分析简介
9.1.1 机振动分析过程
9.1.2 Workbench 14中进行随机振动分析
9.2 振动分析实例——桥梁模型随机振动分析
9.2.1 问题描述
9.2.2 项目概图
9.2.3 前处理
9.2.4 模态分析求解
9.2.5 随机振动分析设置并求解
9.2.6 查看分析结果
第10章 热分析
10.1 热分析基础
10.2 热传递的方式
10.3 热分析流程
10.3.1 几何模型
10.3.2 材料属性
10.3.3 实体接触
10.3.4 导热率
10.3.5 施加热载荷
10.3.6 热边界条件
10.3.7 求解选项
10.3.8 结果和后处理
10.4 热分析实例1——传动装配体基座
10.4.1 问题描述
10.4.2 项目概图
10.4.3 前处理
10.4.4 求解
10.4.5 结果
10.5 热分析实例2——变速箱上箱盖
10.5.1 问题描述
10.5.2 项目概图
10.5.3 前处理
10.5.4 求解
10.5.5 结果
第11章 线性屈曲分析
11.1 屈曲概述
11.2 屈曲分析步骤
11.2.1 几何体和材料属性
11.2.2 接触区域
11.2.3 载荷与约束
11.2.4 设置屈曲
11.2.5 求解模型
11.2.6 检查结果
11.3 线性屈曲分析实例1——挺杆
11.3.1 问题描述
11.3.2 项目概图
11.3.3 创建草图
11.3.4 Mechanical前处理
11.3.5 求解
11.3.6 结果
11.4 线性屈曲分析实例2——升降架
11.4.1 问题描述
11.4.2 项目概图
11.4.3 Mechanical前处理
11.4.4 求解
11.4.5 结果
第12章 结构非线性分析
12.1 非线性分析概论
12.1.1 非线性行为的原因
12.1.2 非线性分析的基本信息
12.2 结构非线性一般过程
12.2.1 建立模型
12.2.2 分析设置
12.2.3 查看结果
12.3 接触非线性结构
12.3.1 接触基本概念
12.3.2 接触类型
12.3.3 刚度及渗透
12.3.4 Pinball区域
12.3.5 对称/非对称行为
12.3.6 接触结果
12.4 结构非线性实例1——刚性接触
12.4.1 问题描述
12.4.2 项目概图
12.4.3 绘制草图
12.4.4 创建面体
12.4.5 更改模型类型
12.4.6 修改几何体属性
12.4.7 添加接触
12.4.8 划分网格
12.4.9 分析设置
12.4.10 求解
12.4.11 查看求解结果
12.5 结构非线性实例2——O形圈
12.5.1 问题描述
12.5.2 项目概图
12.5.3 绘制草图
12.5.4 创建面体
12.5.5 添加材料
12.5.6 修改几何体属性
12.5.7 添加接触
12.5.8 划分网格
12.5.9 分析设置
12.5.10 求解
12.5.11 查看求解结果
第13章 优化设计
13.1 优化设计概论
13.1.1 ANSYS优化方法
13.1.2 Design Explorer优化特点
13.1.3 Design Explorer优化类型
13.1.4 参数定义
13.2 优化设计界面
13.2.1 Design Explorer用户界面
13.2.2 Design Explorer数据参数界面
13.2.3 读入APDL文件
13.3 Design Exploration优化设计使用基础
13.3.1 参数的设置
13.3.2 目标驱动优化（GDO）
13.3.3 响应曲面（Response Surface）
13.3.4 六西格玛设计
13.4 优化设计实例——连杆六西格玛优化设计
13.4.1 问题描述
13.4.2 项目概图
13.4.3 Mechanical前处理
13.4.4 设置求解
13.4.5 六西格玛设计
附录A ANSYS Workbench中的菜单栏命令
A.1 Workbench菜单栏
A.2 Design Modeler菜单栏
A.3 Mechanical菜单栏
附录B 有限元知识架构
附录C ANSYS Workbench帮助文件说明