ANSYS Workbench18.0有限元分析案例詳解/CAX工程應用叢書

作者：編者:丁金濱
出版社：清華大學
ISBN：9787302540496

出版日期：2019/12/01
裝幀：平裝
頁數：497

人民幣：RMB 99 元售價：元

內容大鋼

本書以ANSYS公司有限元分析軟體Workbench 18.0為操作平台，詳細介紹了軟體的功能及應用。全書共分為19章，首先以各個分析模塊為基礎，介紹ANSYS Workbench 18.0的建模、網格劃分、分析設置、結果后處理，然後以項目範例為指導，講解Workbench在結構靜力學分析、模態分析、諧響應分析、響應譜分析、隨機振動分析、瞬態動力學分析、接觸分析、顯示動力學分析、複合材料分析、疲勞分析、多體動力學分析、穩態熱力學分析、瞬態熱力學分析、流體動力學分析、電場分析、磁場分析及多物理場耦合分析中的應用。隨書附贈書中案例所用的源文件，供讀者在學習本書時進行操作練習和參考。
本書工程實例豐富，講解詳盡，內容安排循序漸進，既適合理工院校土木工程、機械工程、力學、電氣工程、能源、電子通信、航空航天等相關專業的高年級本科生、研究生及教師使用，也可以作為相關工程技術人員從事工程研究的參考書。

作者介紹

編者:丁金濱

第1章  有限元基本理論
  1.1  有限元法發展綜述
    1.1.1  有限元法的孕育過程及誕生和發展
    1.1.2  有限元法的基本思想
    1.1.3  有限元的應用及其發展趨勢
  1.2  有限元分析基本理論
    1.2.1  有限元分析的基本概念和計算步驟
    1.2.2  基於最小勢能原理的有限元法
    1.2.3  桿系結構的非線性分析理論
    1.2.4  穩定計算理論
  1.3  本章小結
第2章  ANSYS Workbench 18.0概述
    2.1  ANSYS Workbench 18.0  平台及模塊
    2.1.1  Workbench平台界面
    2.1.2  菜單欄
    2.1.3  工具欄
    2.1.4  工具箱
    2.2  DesignModeler 18.0  幾何建模
    2.2.1  DesignModeler幾何建模平台
    2.2.2  菜單欄
    2.2.3  工具欄
    2.2.4  常用命令欄
    2.2.5  Tree Outline（模型樹）
    2.2.6  DesignModeler幾何建模實例連接板
  2.3  ANSYS SpaceClaim Direct Modeler幾何建模
    2.3.1  SpaceClaim幾何建模平台
    2.3.2  菜單選項卡
  2.4  ANSYS SpaceClaim Direct Modeler幾何建模實例
  2.5  ANSYS Meshing 18.0  網格劃分平台
    2.5.1  Meshing網格劃分適用領域
    2.5.2  Meshing網格劃分方法
    2.5.3  Meshing網格默認設置
    2.5.4  Meshing網格尺寸設置
    2.5.5  Meshing網格Patch Conforming選項
    2.5.6  Meshing網格膨脹層設置
    2.5.7  Meshing網格高級選項
    2.5.8  Meshing網格評估統計
    2.6  ANSYS Meshing 18.0  網格劃分實例
    2.6.1  應用實例1——網格尺寸控制
    2.6.2  應用實例2——掃掠網格劃分
    2.6.3  外部網格導入實例1——CDB網格導入
    2.6.4  外部網格導入實例2——CDB網格導入
    2.7  ANSYS Mechanical 18.0  后處理
    2.7.1  查看結果
    2.7.2  結果顯示
    2.7.3  變形顯示
    2.7.4  應力和應變
    2.7.5  接觸結果
    2.7.6  自定義結果顯示
  2.8  本章小結

第3章  結構靜力學分析案例詳解
  3.1  線性靜力分析簡介
    3.1.1  線性靜力分析
    3.1.2  線性靜力分析流程
    3.1.3  線性靜力分析基礎
  3.2  靜力學分析實例1——實體靜力分析
    3.2.1  問題描述
    3.2.2  啟動Workbench並建立分析項目
    3.2.3  導入創建幾何體
    3.2.4  添加材料庫
    3.2.5  添加模型材料屬性
    3.2.6  劃分網格
    3.2.7  施載入荷與約束
    3.2.8  結果后處理
    3.2.9  保存與退出
    3.2.10  讀者演練
  3.3  靜力學分析實例2——梁單元線性靜力分析
    3.3.1  問題描述
    3.3.2  啟動Workbench並建立分析項目
    3.3.3  創建幾何體
    3.3.4  添加材料庫
    3.3.5  添加模型材料屬性
    3.3.6  劃分網格
    3.3.7  施載入荷與約束
    3.3.8  結果后處理
    3.3.9  保存與退出
    3.3.10  讀者演練
  3.4  靜力學分析實例3——板單元靜力分析
    3.4.1  問題描述
    3.4.2  啟動Workbench並建立分析項目
    3.4.3  導入創建幾何體
    3.4.4  添加材料庫
    3.4.5  添加模型材料屬性
    3.4.6  劃分網格
    3.4.7  施載入荷與約束
    3.4.8  結果后處理
    3.4.9  保存與退出
    3.4.10  讀者演練
  3.5  靜力學分析實例4——子模型靜力分析
    3.5.1  問題描述
    3.5.2  啟動Workbench並建立分析項目
    3.5.3  導入創建幾何體
    3.5.4  添加材料庫
    3.5.5  添加模型材料屬性
    3.5.6  劃分網格
    3.5.7  施載入荷與約束
    3.5.8  結果后處理
    3.5.9  子模型分析
    3.5.10  保存並退出
  3.6  本章小結

    19.2.8  后處理
    19.2.9  創建電磁分析環境
    19.2.10  創建力學分析和數據共享
    19.2.11  材料設置
    19.2.12  網格劃分
    19.2.13  添加邊界條件與映射激勵
    19.2.14  求解計算
    19.2.15  后處理
    19.2.16  關閉Workbench平台
  19.3  耦合實例2——FLUENT和Mechanical流體結構耦合分析
    19.3.1  載入工程文件
    19.3.2  結構力學計算
    19.3.3  材料設置
    19.3.4  網格劃分
    19.3.5  添加邊界條件與映射激勵
    19.3.6  求解計算
    19.3.7  后處理
    19.3.8  讀者演練
  19.4  耦合實例3——Maxwell和Mechanical線圈電磁結構瞬態耦合
    19.4.1  問題描述
    19.4.2  軟體啟動與保存
    19.4.3  導入幾何數據文件
    19.4.4  求解器與求解域的設置
    19.4.5  賦予材料屬性
    19.4.6  添加激勵
    19.4.7  模型檢查與計算
    19.4.8  后處理
    19.4.9  創建力學分析和數據共享
    19.4.10  材料設置
    19.4.11  網格劃分
    19.4.12  添加邊界條件與映射激勵
    19.4.13  求解計算
    19.4.14  后處理
    19.4.15  關閉Workbench平台
  19.5  耦合實例4——Maxwell和Icepak電磁熱流耦合
    19.5.1  問題描述
    19.5.2  軟體啟動與保存
    19.5.3  建立電磁分析
    19.5.4  幾何模型的建立
    19.5.5  求解域的設置
    19.5.6  賦予材料屬性
    19.5.7  添加激勵
    19.5.8  分析步創建
    19.5.9  模型檢查與計算
    19.5.10  后處理
    19.5.11  創建幾何數據共享
    19.5.12  添加Icepak模塊
    19.5.13  求解分析
    19.5.14  Post后處理
  19.6  本章小結

附錄A  Simplorer電力電子系統模擬模塊
附錄B  ANSYS Workbench平台ACT
模塊
參考文獻

第4章  模態分析案例詳解
  4.1  結構動力學分析簡介
    4.1.1  結構動力學分析
    4.1.2  結構動力學分析的阻尼
  4.2  模態分析簡介
    4.2.1  模態分析
    4.2.2  模態分析基礎
    4.2.3  預應力模態分析
  4.3  模態分析實例1——模態分析
    4.3.1  問題描述
    4.3.2  啟動Workbench並建立分析項目
    4.3.3  創建幾何體
    4.3.4  添加材料庫
    4.3.5  添加模型材料屬性
    4.3.6  劃分網格
    4.3.7  施載入荷與約束
    4.3.8  結果后處理
    4.3.9  保存與退出
  4.4  模態分析實例2——有預應力模態分析
    4.4.1  問題描述
    4.4.2  啟動Workbench並建立分析項目
    4.4.3  創建幾何體
    4.4.4  添加材料庫
    4.4.5  添加模型材料屬性
    4.4.6  劃分網格
    4.4.7  施載入荷與約束
    4.4.8  模態分析
    4.4.9  后處理
    4.4.10  保存與退出
  4.5  模態分析實例3——有預應力模態分析
    4.5.1  問題描述
    4.5.2  修改外載荷數據
    4.5.3  模態分析
    4.5.4  后處理
    4.5.5  保存與退出
    4.5.6  結論
  4.6  本章小結
第5章  諧響應分析案例詳解
  5.1  諧響應分析簡介
    5.1.1  諧響應分析
    5.1.2  諧響應分析的載荷與輸出
    5.1.3  諧響應分析通用方程
  5.2  諧響應分析實例1——梁單元諧響應分析
    5.2.1  問題描述
    5.2.2  啟動Workbench並建立分析項目
    5.2.3  創建模態分析項目
    5.2.4  材料選擇
    5.2.5  施載入荷與約束
    5.2.6  模態分析
    5.2.7  后處理

    5.2.8  創建諧響應分析項目
    5.2.9  施載入荷與約束
    5.2.10  諧響應計算
    5.2.11  結果后處理
    5.2.12  保存與退出
  5.3  諧響應分析實例2——實體模型諧響應分析
    5.3.1  問題描述
    5.3.2  啟動Workbench並建立分析項目
    5.3.3  材料選擇
    5.3.4  施載入荷與約束
    5.3.5  模態分析
    5.3.6  后處理
    5.3.7  諧響應分析設置和求解
    5.3.8  諧響應計算
    5.3.9  結果后處理
    5.3.10  保存與退出
  5.4  本章小結
第6章  響應譜分析案例詳解
  6.1  響應譜分析簡介
    6.1.1  頻譜的定義
    6.1.2  響應譜分析的基本概念
  6.2  響應譜分析實例1——簡單橋樑響應譜分析
    6.2.1  問題描述
    6.2.2  啟動Workbench並建立分析項目
    6.2.3  導入幾何體模型
    6.2.4  靜態力學分析
    6.2.5  添加材料庫
    6.2.6  劃分網格
    6.2.7  施加約束
    6.2.8  模態分析
    6.2.9  結果后處理
    6.2.10  響應譜分析
    6.2.11  添加加速度譜
    6.2.12  后處理
    6.2.13  保存與退出
  6.3  響應譜分析實例2——建築物框架響應譜分析
    6.3.1  問題描述
    6.3.2  啟動Workbench並建立分析項目
    6.3.3  導入幾何體模型
    6.3.4  靜態力學分析
    6.3.5  添加材料庫
    6.3.6  劃分網格
    6.3.7  施加約束
    6.3.8  模態分析
    6.3.9  結果后處理
    6.3.10  響應譜分析
    6.3.11  添加加速度譜
    6.3.12  后處理
    6.3.13  保存與退出
  6.4  本章小結

第7章  隨機振動分析案例詳解
  7.1  隨機振動分析簡介
  7.2  隨機振動分析實例1——簡單橋樑隨機振動分析
    7.2.1  問題描述
    7.2.2  啟動Workbench並建立分析項目
    7.2.3  導入幾何體模型
    7.2.4  靜態力學分析
    7.2.5  添加材料庫
    7.2.6  劃分網格
    7.2.7  施加約束
    7.2.8  模態分析
    7.2.9  結果后處理
    7.2.10  隨機振動分析
    7.2.11  添加加速度譜
    7.2.12  后處理
    7.2.13  保存與退出
  7.3  隨機振動分析實例2——建築物框架隨機振動分析
    7.3.1  問題描述
    7.3.2  啟動Workbench並建立分析項目
    7.3.3  導入幾何體模型
    7.3.4  靜態力學分析
    7.3.5  添加材料庫
    7.3.6  劃分網格
    7.3.7  施加約束
    7.3.8  模態分析
    7.3.9  結果后處理
    7.3.10  隨機振動分析
    7.3.11  添加加速度譜
    7.3.12  后處理
    7.3.13  保存與退出
  7.4  本章小結
第8章  瞬態動力學分析案例詳解
  8.1  瞬態動力學分析簡介
    8.1.1  瞬態動力學分析
    8.1.2  瞬態動力學分析基本公式
  8.2  瞬態動力學分析實例1——蝸輪蝸桿傳動分析
    8.2.1  問題描述
    8.2.2  啟動Workbench並建立分析項目
    8.2.3  導入幾何體模型
    8.2.4  瞬態動力學分析參數設置
    8.2.5  添加材料庫
    8.2.6  劃分網格
    8.2.7  施加約束
    8.2.8  結果后處理
    8.2.9  保存與退出
  8.3  瞬態動力學分析實例2——活塞運動分析
    8.3.1  問題描述
    8.3.2  啟動Workbench並建立分析項目
    8.3.3  導入幾何體模型
    8.3.4  瞬態動力學分析屬性設置

    8.3.5  添加材料庫
    8.3.6  劃分網格
    8.3.7  施加約束
    8.3.8  結果后處理
    8.3.9  保存與退出
  8.4  活塞運動優化分析
  8.5  本章小結
第9章  接觸分析案例詳解
  9.1  接觸分析簡介
  9.2  靜態接觸分析實例——鋁合金板孔受力分析
    9.2.1  問題描述
    9.2.2  啟動Workbench並建立分析項目
    9.2.3  建立幾何體模型
    9.2.4  添加材料庫
    9.2.5  添加模型材料屬性
    9.2.6  創建接觸
    9.2.7  劃分網格
    9.2.8  施載入荷與約束
    9.2.9  結果后處理
    9.2.10  保存與退出
  9.3  本章小結
第10章  顯示動力學分析案例詳解
  10.1  顯示動力學分析簡介
  10.2  顯示動力學分析實例1——鋼球撞擊金屬網分析
    10.2.1  問題描述
    10.2.2  啟動Workbench並建立分析項目
    10.2.3  啟動Workbench LS-DYNA建立項目
    10.2.4  材料選擇與賦予
    10.2.5  建立項目分析
    10.2.6  分析前處理
    10.2.7  施載入荷
    10.2.8  結果后處理
    10.2.9  保存與退出
  10.3  顯示動力學分析實例2——金屬塊穿透鋼板分析
    10.3.1  問題描述
    10.3.2  啟動Workbench並建立分析項目
    10.3.3  繪製幾何模型
    10.3.4  材料選擇
    10.3.5  顯示動力學分析前處理
    10.3.6  施加約束
    10.3.7  結果后處理
    10.3.8  啟動AUTODYN軟體
    10.3.9  LS-DYNA計算
    10.3.10  保存與退出
  10.4  本章小結
第11章  複合材料分析案例詳解
  11.1  複合材料概論
  11.2  ANSYS ACP模塊功能概述
  11.3  複合材料靜力學分析實例——複合板受力分析
    11.3.1  問題描述

    11.3.2  啟動Workbench軟體
    11.3.3  靜力分析項目
    11.3.4  定義複合材料數據
    11.3.5  數據更新
    11.3.6  ACP複合材料定義
    11.3.7  有限元計算
    11.3.8  后處理
    11.3.9  ACP專業后處理工具
    11.3.10  保存與退出
  11.4  本章小結
第12章  疲勞分析案例詳解
  12.1  疲勞分析簡介
  12.2  疲勞分析實例——軸疲勞分析
    12.2.1  問題描述
    12.2.2  啟動Workbench並建立分析項目
    12.2.3  導入幾何模型
    12.2.4  添加材料庫
    12.2.5  添加模型材料屬性
    12.2.6  劃分網格
    12.2.7  施載入荷與約束
    12.2.8  結果后處理
    12.2.9  添加Fatigue Tool工具
    12.2.10  疲勞分析
    12.2.11  保存與退出
  12.3  本章小結
第13章  多體動力學分析案例詳解
  13.1  多體動力學分析簡介
  13.2  多體動力學分析實例——挖掘機臂運動分析
    13.2.1  問題描述
    13.2.2  啟動Workbench並建立分析項目
    13.2.3  導入幾何模型
    13.2.4  多體動力學分析
    13.2.5  添加材料庫
    13.2.6  劃分網格
    13.2.7  施加約束
    13.2.8  結果后處理
    13.2.9  保存與退出
  13.3  本章小結
第14章  穩態熱力學分析案例詳解
  14.1  熱力學分析簡介
    14.1.1  熱力學分析目的
    14.1.2  熱力學分析
    14.1.3  基本傳熱方式
  14.2  穩態熱力學分析實例1——熱傳遞分析
    14.2.1  問題描述
    14.2.2  啟動Workbench並建立分析項目
    14.2.3  導入幾何模型
    14.2.4  創建分析項目
    14.2.5  添加材料庫
    14.2.6  添加模型材料屬性

    14.2.7  劃分網格
    14.2.8  施載入荷與約束
    14.2.9  結果后處理
    14.2.10  保存與退出
  14.3  穩態熱力學分析實例2——熱對流分析
    14.3.1  問題描述
    14.3.2  啟動Workbench並建立分析項目
    14.3.3  導入幾何模型
    14.3.4  創建分析項目
    14.3.5  添加材料庫
    14.3.6  添加模型材料屬性
    14.3.7  劃分網格
    14.3.8  施載入荷與約束
    14.3.9  結果后處理
    14.3.10  保存與退出
    14.3.11  讀者演練
  14.4  穩態熱力學分析實例3——熱輻射分析
    14.4.1  案例介紹
    14.4.2  啟動Workbench並建立分析項目
    14.4.3  定義材料參數
    14.4.4  導入模型
    14.4.5  劃分網格
    14.4.6  定義荷載
    14.4.7  后處理
    14.4.8  保存並退出
  14.5  本章小結
第15章  瞬態熱力學分析案例詳解
  15.1  熱力學分析簡介
    15.1.1  瞬態熱力學分析目的
    15.1.2  瞬態熱力學分析
  15.2  瞬態熱力學分析實例1——散熱片瞬態熱學分析
    15.2.1  問題描述
    15.2.2  啟動Workbench並建立分析項目
    15.2.3  創建瞬態熱分析
    15.2.4  施載入荷與約束
    15.2.5  后處理
    15.2.6  保存與退出
  15.3  瞬態熱學分析實例2——高溫鋼球瞬態熱學分析
    15.3.1  問題描述
    15.3.2  啟動Workbench並建立分析項目
    15.3.3  創建瞬態熱分析
    15.3.4  施載入荷與約束
    15.3.5  后處理
    15.3.6  保存與退出
  15.4  本章小結
第16章  流體動力學分析案例詳解
  16.1  流體動力學分析簡介
    16.1.1  流體動力學分析
    16.1.2  CFD基礎
  16.2  流體動力學實例1——CFX內流場分析

    16.2.1  問題描述
    16.2.2  啟動Workbench並建立分析項目
    16.2.3  創建幾何體模型
    16.2.4  網格劃分
    16.2.5  流體動力學前處理
    16.2.6  流體計算
    16.2.7  結果后處理
  16.3  流體動力學實例2——Fluent流場分析
    16.3.1  問題描述
    16.3.2  軟體啟動與保存
    16.3.3  導入幾何數據文件
    16.3.4  網格設置
    16.3.5  進入Fluent平台
    16.3.6  材料選擇
    16.3.7  設置幾何屬性
    16.3.8  流體邊界條件
    16.3.9  求解器設置
    16.3.10  結果后處理
    16.3.11  Post后處理
  16.4  流體動力學實例3——Icepak流場分析
    16.4.1  問題描述
    16.4.2  軟體啟動與保存
    16.4.3  導入幾何數據文件
    16.4.4  添加Icepak模塊
    16.4.5  求解分析
    16.4.6  Post后處理
    16.4.7  靜態力學分析
  16.5  本章小結
第17章  電場分析案例詳解
  17.1  電磁場基本理論
    17.1.1  麥克斯韋方程
    17.1.2  一般形式的電磁場微分方程
    17.1.3  電磁場中常見邊界條件
    17.1.4  ANSYS Workbench平台電磁分析
    17.1.5  ANSOFT軟體電磁分析
  17.2  Maxwell靜態電場分析實例——同軸電纜電場計算
    17.2.1  啟動Maxwell 16.0並建立分析項目
    17.2.2  建立幾何模型
    17.2.3  建立求解器及求解域
    17.2.4  添加材料
    17.2.5  邊界條件設置
    17.2.6  求解計算
    17.2.7  圖表顯示
    17.2.8  Workbench平台中載入Maxwell工程文件
    17.2.9  保存與退出
  17.3  Maxwell直流傳導分析實例——焊接位置的電場分析
    17.3.1  啟動Workbench並建立分析項目
    17.3.2  幾何模型導入
    17.3.3  建立求解器
    17.3.4  添加材料

    17.3.5  邊界條件設置
    17.3.6  求解計算
    17.3.7  網格劃分
    17.3.8  后處理
    17.3.9  保存與退出
  17.4  本章小結
第18章  磁場分析案例詳解
  18.1  ANSOFT軟體磁場分析
  18.2  Maxwell靜態磁場分析實例磁場力計算
    18.2.1  啟動Workbench並建立分析項目
    18.2.2  建立幾何模型
    18.2.3  建立求解器及求解域
    18.2.4  添加材料
    18.2.5  邊界條件設置
    18.2.6  求解計算
    18.2.7  參數化掃描
    18.2.8  保存與退出
  18.3  Maxwell渦流磁場分析實例——金屬塊渦流損耗
    18.3.1  啟動Workbench並建立分析項目
    18.3.2  幾何模型的導入
    18.3.3  建立求解器
    18.3.4  添加材料
    18.3.5  邊界條件設置
    18.3.6  求解計算
    18.3.7  損耗計算
    18.3.8  保存與退出
  18.4  Maxwell瞬態磁場分析實例——金屬塊渦流損耗
    18.4.1  啟動Workbench並建立分析項目
    18.4.2  建立求解器
    18.4.3  建立幾何模型
    18.4.4  添加材料
    18.4.5  邊界條件設置
    18.4.6  網格劃分
    18.4.7  求解計算
    18.4.8  圖表顯示
    18.4.9  3D圖表顯示
    18.4.10  保存與退出
  18.5  本章小結
第19章  多物理場耦合分析案例詳解
  19.1  多物理場耦合分析簡介
    19.1.1  多物理場耦合分析
    19.1.2  多物理場應用場合
  19.2  耦合實例1——Maxwell和Mechanical線圈電磁結構瞬態耦合
    19.2.1  問題描述
    19.2.2  軟體啟動與保存
    19.2.3  導入幾何數據文件
    19.2.4  求解器與求解域的設置
    19.2.5  賦予材料屬性
    19.2.6  添加激勵
    19.2.7  模型檢查與計算

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