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
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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。

目  录
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DesignModeler25
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Mechanical147
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