本书详细介绍了ANSYS公司新版本的有限元分析平台Workbench16.0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ANSYSWorkbench16.0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
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内容简介
本书详细介绍了 ANSYS 公司的有限元分析平台 Workbench 2022 R2 的功能及应用。通过学习本书，读者不仅能掌握软件的操作方法，还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 1～4 章以各个分析模块为基础，介绍 ANSYS Workbench 2022 及其与其他软件的集成、几何建模、网格划分、结果后处理等内容。第 5～14 章以项目实例为指导，主要讲解 Workbench在结构静力学分析、结构动力学分析、热力学分析、接触分析、电磁场分析、线性屈曲分析、结构优化分析、流体动力学分析、多物理场耦合分析及疲劳分析中的应用等内容，其中电磁分析模块（Maxwell）及疲劳分析模块（nCode）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。
章节目录
- 版权信息
- 版 权
- 内容提要
- 前 言
- 资源与支持
- 第1章 Workbench概述
- 1.1 ANSYS软件简介
- 1.2 Workbench软件及模块
- 1.2.1 Workbench软件界面
- 1.2.2 菜单栏
- 1.2.3 工具栏
- 1.2.4 工具箱
- 1.3 Workbench与其他软件集成设置
- 1.4 本章小结
- 第2章 几何建模
- 2.1 DesignModeler平台概述
- 2.1.1 DesignModeler平台界面
- 2.1.2 菜单栏
- 2.1.3 工具栏
- 2.1.4 常用命令栏
- 2.1.5 “树轮廓”面板
- 2.2 DesignModeler几何建模
- 2.2.1 DesignModeler零件建模
- 2.2.2 DesignModeler装配体建模
- 2.2.3 DesignModeler建模工具
- 2.2.4 DesignModeler概念建模工具
- 2.3 几何建模综合实例
- 2.4 本章小结
- 第3章 网格划分
- 3.1 Meshing平台概述
- 3.1.1 Meshing平台界面
- 3.1.2 图形操作窗口
- 3.1.3 模型树及详细设置窗口
- 3.2 Meshing网格划分详解
- 3.2.1 Meshing网格划分适用领域
- 3.2.2 Meshing网格划分方法
- 3.2.3 Meshing网格默认设置
- 3.2.4 Meshing网格尺寸设置
- 3.2.5 Meshing网格膨胀层设置
- 3.2.6 Meshing网格高级选项
- 3.2.7 Meshing网格统计选项
- 3.2.8 Meshing网格质量选项
- 3.3 Meshing网格划分实例
- 3.3.1 实例1——网格尺寸控制
- 3.3.2 实例2——扫掠网格划分
- 3.3.3 实例3——多区域网格划分
- 3.4 ICEM CFD简介与实例
- 3.4.1 ICEM CFD软件功能
- 3.4.2 ICEM CFD软件界面
- 3.4.3 ICEM CFD网格划分实例
- 3.5 本章小结
- 第4章 结果后处理
- 4.1 Mechanical基本操作
- 4.1.1 关于Mechanical
- 4.1.2 启动Mechanical
- 4.1.3 Mechanical操作界面
- 4.1.4 鼠标控制
- 4.2 材料参数输入控制
- 4.2.1 进入工程数据应用程序
- 4.2.2 材料库
- 4.2.3 添加材料
- 4.2.4 添加材料属性
- 4.3 Mechanical前处理操作
- 4.3.1 几何结构分支
- 4.3.2 接触与点焊
- 4.3.3 坐标系
- 4.3.4 网格划分
- 4.3.5 分析设置
- 4.4 施加载荷和约束
- 4.4.1 约束和载荷
- 4.4.2 惯性载荷
- 4.4.3 力载荷
- 4.4.4 常见约束
- 4.5 模型求解
- 4.6 后处理操作
- 4.6.1 查看结果
- 4.6.2 结果输出
- 4.6.3 变形显示
- 4.6.4 应力和应变
- 4.6.5 接触结果
- 4.6.6 自定义结果显示
- 4.7 本章小结
- 第5章 结构静力学分析
- 5.1 线性静力学分析简介
- 5.1.1 线性静力学分析
- 5.1.2 线性静力学分析基础
- 5.2 实例1——实体静力学分析
- 5.2.1 问题描述
- 5.2.2 启动Workbench并建立分析项目
- 5.2.3 导入几何体模型
- 5.2.4 添加材料库
- 5.2.5 添加模型材料属性
- 5.2.6 划分网格
- 5.2.7 施加载荷与约束
- 5.2.8 结果后处理
- 5.2.9 保存与退出
- 5.2.10 读者演练
- 5.3 实例2——梁单元线性静力学分析
- 5.3.1 问题描述
- 5.3.2 启动Workbench并建立分析项目
- 5.3.3 创建几何体模型
- 5.3.4 添加材料库
- 5.3.5 添加模型材料属性
- 5.3.6 划分网格
- 5.3.7 施加载荷与约束
- 5.3.8 结果后处理
- 5.3.9 保存与退出
- 5.3.10 读者演练
- 5.4 实例3——复杂实体静力学分析
- 5.4.1 问题描述
- 5.4.2 启动Workbench并建立分析项目
- 5.4.3 导入几何体模型
- 5.4.4 添加材料库
- 5.4.5 添加模型材料属性
- 5.4.6 划分网格
- 5.4.7 施加载荷与约束
- 5.4.8 结果后处理
- 5.4.9 保存与退出
- 5.4.10 读者演练
- 5.5 实例4——大变形静力学分析
- 5.5.1 问题描述
- 5.5.2 启动Workbench并建立分析项目
- 5.5.3 导入几何体模型
- 5.5.4 设定材料属性
- 5.5.5 划分网格
- 5.5.6 定义约束及边界条件
- 5.5.7 求解及后处理
- 5.5.8 开启大变形开关再次新建项目
- 5.5.9 再次求解及后处理
- 5.5.10 保存并退出
- 5.6 本章小结
- 第6章 结构动力学分析
- 6.1 结构动力学分析简介
- 6.1.1 结构动力学分析的平衡方程
- 6.1.2 结构动力学分析的阻尼
- 6.2 模态分析简介
- 6.2.1 模态分析
- 6.2.2 模态分析基础
- 6.2.3 预应力模态分析
- 6.3 实例1——模态分析
- 6.3.1 问题描述
- 6.3.2 启动Workbench并建立分析项目
- 6.3.3 导入几何体模型
- 6.3.4 添加材料库
- 6.3.5 添加模型材料属性
- 6.3.6 划分网格
- 6.3.7 施加载荷与约束
- 6.3.8 结果后处理
- 6.3.9 保存与退出
- 6.4 实例2——有预应力模态分析
- 6.4.1 问题描述
- 6.4.2 启动Workbench并建立分析项目
- 6.4.3 导入几何体模型
- 6.4.4 添加材料库
- 6.4.5 添加模型材料属性
- 6.4.6 划分网格
- 6.4.7 施加载荷与约束
- 6.4.8 模态分析
- 6.4.9 后处理
- 6.4.10 保存与退出
- 6.4.11 读者演练
- 6.5 响应谱分析简介
- 6.5.1 频谱的定义
- 6.5.2 响应谱分析的基本概念
- 6.6 实例3——钢构架响应谱分析
- 6.6.1 问题描述
- 6.6.2 启动Workbench并建立分析项目
- 6.6.3 导入几何体模型
- 6.6.4 添加材料库
- 6.6.5 划分网格
- 6.6.6 施加约束
- 6.6.7 结果后处理
- 6.6.8 响应谱分析
- 6.6.9 添加加速度谱
- 6.6.10 后处理
- 6.6.11 保存与退出
- 6.6.12 读者演练
- 6.7 随机振动分析简介
- 6.8 实例4——钢构架随机振动分析
- 6.8.1 问题描述
- 6.8.2 启动Workbench并建立分析项目
- 6.8.3 导入几何体模型
- 6.8.4 添加材料库
- 6.8.5 划分网格
- 6.8.6 施加约束
- 6.8.7 结果后处理
- 6.8.8 随机振动分析
- 6.8.9 添加动态力载荷
- 6.8.10 后处理
- 6.8.11 保存与退出
- 6.8.12 读者演练
- 6.9 谐响应分析简介
- 6.9.1 谐响应分析的基本概念
- 6.9.2 谐响应分析的载荷与输出
- 6.9.3 谐响应分析通用方程
- 6.10 实例5——底座架谐响应分析
- 6.10.1 问题描述
- 6.10.2 启动Workbench并建立分析项目
- 6.10.3 导入几何体模型
- 6.10.4 添加材料库
- 6.10.5 添加模型材料属性
- 6.10.6 划分网格
- 6.10.7 施加约束
- 6.10.8 结果后处理
- 6.10.9 创建响应谱分析项目
- 6.10.10 施加载荷与约束
- 6.10.11 结果后处理
- 6.10.12 保存与退出
- 6.10.13 读者演练
- 6.11 瞬态动力学分析简介
- 6.11.1 瞬态动力学分析的基本概念
- 6.11.2 瞬态动力学分析基本公式
- 6.12 实例6——钢构架地震分析
- 6.12.1 问题描述
- 6.12.2 启动Workbench并建立分析项目
- 6.12.3 导入几何体模型
- 6.12.4 添加材料库
- 6.12.5 划分网格
- 6.12.6 施加约束
- 6.12.7 结果后处理
- 6.12.8 保存与退出
- 6.12.9 读者演练
- 6.13 本章小结
- 第7章 热力学分析
- 7.1 热力学分析简介
- 7.1.1 热力学分析的目的
- 7.1.2 热力学分析的两种类型
- 7.1.3 基本传热方式
- 7.2 实例1——圆柱体热传递与对流分析
- 7.2.1 问题描述
- 7.2.2 启动Workbench并建立分析项目
- 7.2.3 导入几何体模型
- 7.2.4 添加材料库
- 7.2.5 添加模型材料属性
- 7.2.6 划分网格
- 7.2.7 施加载荷与约束
- 7.2.8 结果后处理
- 7.2.9 保存与退出
- 7.2.10 读者演练
- 7.3 实例2——实体模块热传递与对流分析
- 7.3.1 问题描述
- 7.3.2 启动Workbench并建立分析项目
- 7.3.3 导入几何体模型
- 7.3.4 添加材料库
- 7.3.5 添加模型材料属性
- 7.3.6 划分网格
- 7.3.7 施加载荷与约束
- 7.3.8 结果后处理
- 7.3.9 保存与退出
- 7.3.10 读者演练
- 7.4 实例3——水杯稳态热力学分析
- 7.4.1 问题描述
- 7.4.2 启动Workbench并建立分析项目
- 7.4.3 添加材料库
- 7.4.4 导入几何体模型
- 7.4.5 添加模型材料属性
- 7.4.6 划分网格
- 7.4.7 定义荷载
- 7.4.8 结果后处理
- 7.4.9 保存与退出
- 7.5 实例4——散热片瞬态热力学分析
- 7.5.1 问题描述
- 7.5.2 启动Workbench并建立分析项目
- 7.5.3 导入几何体模型
- 7.5.4 添加材料库
- 7.5.5 添加模型材料属性
- 7.5.6 划分网格
- 7.5.7 施加载荷与约束
- 7.5.8 瞬态热力学分析
- 7.5.9 设置分析选项
- 7.5.10 后处理
- 7.5.11 保存与退出
- 7.6 本章小结
- 第8章 接触分析
- 8.1 接触分析简介
- 8.2 实例1——挖掘机臂静态接触受力分析
- 8.2.1 问题描述
- 8.2.2 启动Workbench并建立分析项目
- 8.2.3 导入几何体模型
- 8.2.4 添加材料库
- 8.2.5 接触设置
- 8.2.6 划分网格
- 8.2.7 施加载荷与约束
- 8.2.8 结果后处理
- 8.2.9 保存与退出
- 8.2.10 读者演练
- 8.3 实例2——移动滑块动态接触分析
- 8.3.1 问题描述
- 8.3.2 启动Workbench并建立分析项目
- 8.3.3 导入几何体模型
- 8.3.4 添加材料库
- 8.3.5 添加模型材料属性
- 8.3.6 创建接触
- 8.3.7 划分网格
- 8.3.8 施加载荷与约束
- 8.3.9 结果后处理
- 8.3.10 保存与退出
- 8.3.11 读者演练
- 8.4 本章小结
- 第9章 电磁场分析
- 9.1 电磁场基本理论
- 9.1.1 麦克斯韦方程
- 9.1.2 一般形式的电磁场微分方程
- 9.1.3 电磁场中常见边界条件
- 9.1.4 ANSYS Workbench平台电磁分析
- 9.1.5 ANSOFT软件电磁分析
- 9.2 实例1——Electric直流传导分析
- 9.2.1 问题描述
- 9.2.2 启动Workbench并建立分析项目
- 9.2.3 导入几何体模型
- 9.2.4 添加模型材料属性
- 9.2.5 划分网格
- 9.2.6 边界条件设定
- 9.2.7 后处理
- 9.2.8 保存与退出
- 9.3 实例2——Maxwell直流传导分析
- 9.3.1 启动Workbench并建立分析项目
- 9.3.2 创建几何体模型
- 9.3.3 边界条件设定
- 9.3.4 求解计算
- 9.3.5 后处理
- 9.3.6 保存与退出
- 9.4 本章小结
- 第10章 线性屈曲分析
- 10.1 线性屈曲分析简介
- 10.1.1 结构稳定性
- 10.1.2 线性屈曲分析
- 10.2 实例1——圆筒线性屈曲分析
- 10.2.1 问题描述
- 10.2.2 启动Workbench并建立分析项目
- 10.2.3 导入几何体模型
- 10.2.4 设置材料
- 10.2.5 添加模型材料属性
- 10.2.6 划分网格
- 10.2.7 施加载荷与约束
- 10.2.8 结果后处理
- 10.2.9 创建线性屈曲分析项目
- 10.2.10 施加载荷与约束
- 10.2.11 结果后处理
- 10.2.12 保存与退出
- 10.2.13 读者演练
- 10.3 实例2——工字钢线性屈曲分析
- 10.3.1 问题描述
- 10.3.2 启动Workbench并建立分析项目
- 10.3.3 导入几何体模型
- 10.3.4 设置材料
- 10.3.5 划分网格
- 10.3.6 施加载荷与约束
- 10.3.7 结果后处理
- 10.3.8 创建线性屈曲分析项目
- 10.3.9 施加载荷与约束
- 10.3.10 结果后处理
- 10.3.11 保存与退出
- 10.3.12 读者演练
- 10.4 本章小结
- 第11章 结构优化分析
- 11.1 优化分析简介
- 11.1.1 优化设计概述
- 11.1.2 Workbench结构优化分析简介
- 11.1.3 Workbench结构优化分析工具
- 11.2 实例——响应面优化分析
- 11.2.1 问题描述
- 11.2.2 启动Workbench并建立分析项目
- 11.2.3 导入几何体模型
- 11.2.4 添加材料库
- 11.2.5 添加模型材料属性
- 11.2.6 划分网格
- 11.2.7 施加约束与载荷
- 11.2.8 结果后处理
- 11.2.9 观察优化参数
- 11.2.10 响应面
- 11.2.11 观察新设计点的结果
- 11.2.12 保存与退出
- 11.3 本章小结
- 第12章 流体动力学分析
- 12.1 流体动力学分析简介
- 12.1.1 流体动力学分析的基本概念
- 12.1.2 CFD基础
- 12.2 实例1——CFX内流场分析
- 12.2.1 问题描述
- 12.2.2 启动Workbench并建立分析项目
- 12.2.3 创建几何体模型
- 12.2.4 网格划分
- 12.2.5 流体动力学前处理
- 12.2.6 流体计算
- 12.2.7 结果后处理
- 12.3 实例2——FLUENT流场分析
- 12.3.1 问题描述
- 12.3.2 启动Workbench并建立分析项目
- 12.3.3 导入几何体模型
- 12.3.4 网格划分
- 12.3.5 进入FLUENT平台
- 12.3.6 材料选择
- 12.3.7 设置计算域属性
- 12.3.8 流体边界条件
- 12.3.9 求解器设置
- 12.3.10 结果后处理
- 12.3.11 保存与退出
- 12.4 本章小结
- 第13章 多物理场耦合分析
- 13.1 多物理场耦合分析简介
- 13.1.1 多物理场耦合分析的基本概念
- 13.1.2 多物理场应用场合
- 13.2 实例1——Maxwell和Mechanical电磁-热-结构耦合分析
- 13.2.1 问题描述
- 13.2.2 启动Workbench并建立电磁分析项目
- 13.2.3 创建几何体模型
- 13.2.4 求解域的设置
- 13.2.5 赋予材料属性
- 13.2.6 添加激励
- 13.2.7 分析步创建
- 13.2.8 模型检查与计算
- 13.2.9 后处理
- 13.2.10 创建热学分析和数据共享
- 13.2.11 材料设定
- 13.2.12 添加模型材料属性
- 13.2.13 网格划分
- 13.2.14 添加边界条件与映射激励
- 13.2.15 求解计算
- 13.2.16 后处理
- 13.2.17 应力计算
- 13.2.18 读者演练
- 13.3 实例2——Maxwell和Mechanical线圈电磁-结构耦合分析
- 13.3.1 问题描述
- 13.3.2 启动Workbench并建立电磁分析项目
- 13.3.3 导入几何体模型
- 13.3.4 求解器与求解域的设置
- 13.3.5 赋予材料属性
- 13.3.6 添加激励
- 13.3.7 模型检查与计算
- 13.3.8 后处理
- 13.3.9 创建力学分析和数据共享
- 13.3.10 材料设定
- 13.3.11 网格划分
- 13.3.12 添加边界条件与映射激励
- 13.3.13 求解计算
- 13.3.14 后处理
- 13.4 实例3——FLUENT和Mechanical流体-结构耦合分析
- 13.4.1 问题描述
- 13.4.2 启动Workbench并建立电磁分析项目
- 13.4.3 导入几何体模型
- 13.4.4 抑制几何
- 13.4.5 网格设置
- 13.4.6 进入FLUENT平台
- 13.4.7 材料选择
- 13.4.8 设置几何属性
- 13.4.9 流体边界条件
- 13.4.10 求解器设置
- 13.4.11 结构力学计算
- 13.4.12 材料设定
- 13.4.13 网格划分
- 13.4.14 添加边界条件与映射激励
- 13.4.15 求解计算
- 13.4.16 后处理
- 13.4.17 读者演练
- 13.5 实例4——Maxwell和FLUENT电磁-热流耦合分析
- 13.5.1 问题描述
- 13.5.2 启动Workbench并建立电磁分析项目
- 13.5.3 导入几何体模型
- 13.5.4 求解器与求解域的设置
- 13.5.5 赋予材料属性
- 13.5.6 添加激励
- 13.5.7 模型检查与计算
- 13.5.8 后处理
- 13.5.9 创建流体力学分析和数据共享
- 13.5.10 DesignModeler中的几何数据文件
- 13.5.11 传递数据
- 13.5.12 网格设置
- 13.5.13 进入FLUENT平台
- 13.5.14 材料选择
- 13.5.15 设置几何属性
- 13.5.16 流体边界条件
- 13.5.17 求解器设置
- 13.5.18 CFD-Post后处理操作
- 13.6 本章小结
- 第14章 疲劳分析
- 14.1 疲劳分析简介
- 14.2 实例——轴疲劳分析
- 14.2.1 问题描述
- 14.2.2 启动Workbench并建立分析项目
- 14.2.3 导入几何体模型
- 14.2.4 添加材料库
- 14.2.5 添加模型材料属性
- 14.2.6 划分网格
- 14.2.7 施加载荷与约束
- 14.2.8 结果后处理
- 14.2.9 保存文件
- 14.2.10 启动nCode程序
- 14.2.11 疲劳分析
- 14.2.12 保存与退出
- 14.3 本章小结
- 参 考 文 献
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ANSYS Workbench中文版超级学习手册是2023年由人民邮电出版社出版,作者编著。
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