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ANSYS Workbench 14有限元分析自学手册

作者 吕建国 康士廷
出版社 人民邮电出版社
出版日期 2013-09-01
页数 370
格式 Paper book / ebook (PDF)
ISBN 9787115310194
价格 59
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出版信息

ISBN:9787115310194
语言:简体中文
包装/印刷类型:1
开本:16开
出版时间:2013-09-01
页数:370

内容简介

本书以ANSYS的最新版本ANSYS 14.0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。 本书适用于ANSYS软件的初中级用户,以及有初步使用经验的技术人员;也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软件的培训教材。

  《CAD/CAM/CAE自学手册:ANSYS Workbench 14有限元分析自学手册》以ANSYS的新版本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。

图书目录

目 录

第 1章 ANSYS Workbench 14基础 1

1.1 ANSYS Workbench概述 2

1.1.1 ANSYS Workbench的特点 2

1.1.2 ANSYS Workbench应用分类 3

1.1.3 ANSYS Workbench系统要求和启动 4

1.2 ANSYS Workbench分析的基本过程 5

1.2.1 前处理 6

1.2.2 加载并求解 6

1.2.3 后处理 7

1.3 ANSYS 14的界面 7

1.3.1 工具箱 7

1.3.2 Workbench选项窗口 9

1.4 项目概图 10

1.4.1 系统和单元格 10

1.4.2 单元格的类型 11

1.4.3 了解单元格状态 12

1.4.4 项目概图中的链接 12

1.4.5 创建项目概图实例 13

1.5 Workbench文档管理 15

1.5.1 目录结构 16

1.5.2 显示文件明细 16

1.5.3 打包文件 17

1.6 材料特性应用程序 17

1.6.1 材料库 18

1.6.2 添加库中的材料 19

1.6.3 添加新材料 19

1.7 一个简单的分析实例 20

1.7.1 问题描述 21

1.7.2 项目概图 21

1.7.3 前处理 22

1.7.4 求解 25

1.7.5 结果 25

1.7.6 报告 26

第 2章 建立模型 28

2.1 Design Modeler简介 29

2.1.1 进入Design Modeler 29

2.1.2 操作界面介绍 31

2.1.3 Design Modeler和CAD类文件交互 35

2.1.4 Design Modeler中几何体的分类 36

2.1.5 帮助文档 37

2.2 Design Modeler的操作 37

2.2.1 图形控制 38

2.2.2 光标模式 38

2.2.3 选择过滤器 38

2.2.4 右键弹出菜单 41

2.3 绘制草图 43

2.3.1 长度单位制 43

2.3.2 创建新平面 44

2.3.3 创建新草图 45

2.3.4 工具箱 46

2.3.5 草绘附件 51

2.3.6 草图绘制实例——曲柄 51

2.4 特性建模 58

2.4.1 拉伸 59

2.4.2 旋转 63

2.4.3 扫掠 64

2.4.4 放样 64

2.4.5 抽壳 65

2.4.6 倒圆 66

2.4.7 倒角 67

2.4.8 特征建模实例1——底座 68

2.5 体操作 75

2.5.1 镜像 75

2.5.2 移动 76

2.5.3 缝合 76

2.5.4 阵列特征 77

2.5.5 布尔操作 78

2.5.6 直接创建几何体 79

2.5.7 特征建模实例2——链轮 79

2.6 概念建模 85

2.6.1 概念建模工具 86

2.6.2 定义横截面 88

2.6.3 面操作 91

2.6.4 概念建模实例 93

第3章 一般网格控制 99

3.1 网格划分平台 100

3.1.1 网格划分概述 100

3.1.2 网格划分流程 100

3.1.3 分析类型 101

3.2 网格划分方法 102

3.2.1 自动划分方法 102

3.2.2 四面体 103

3.2.3 扫掠 105

3.2.4 多区域 106

3.3 全局网格控制 107

3.3.1 相关性和关联中心 108

3.3.2 全局单元尺寸 109

3.3.3 初始尺寸种子 109

3.3.4 平滑和过渡 110

3.3.5 跨度中心角 110

3.3.6 高级尺寸功能 111

3.4 局部网格控制 113

3.4.1 局部尺寸 114

3.4.2 接触尺寸 117

3.4.3 细化 118

3.4.4 映射面划分 118

3.4.5 匹配控制 119

3.4.6 收缩控制 120

3.4.7 膨胀 121

3.5 网格工具 122

3.5.1 生成网格 122

3.5.2 截面位面 123

3.5.3 命名选项 124

3.6 网格划分实例——四通管网格划分 124

3.6.1 定义几何 125

3.6.2 Mechanical默认与CFD网格 126

3.6.3 截面位面 127

3.6.4 使用面尺寸 129

3.6.5 局部网格划分 130

第4章 Mechanical基础 133

4.1 Mechanical概述 134

4.2 Mechanical界面 135

4.2.1 Mechanical菜单栏 135

4.2.2 工具栏 136

4.2.3 树形目录 138

4.2.4 属性窗格 139

4.2.5 绘图区域 139

4.3 基本分析步骤 140

第5章 线性静态结构分析 142

5.1 几何模型 143

5.1.1 质量点 143

5.1.2 材料特性 144

5.2 分析设置 144

5.3 载荷和约束 146

5.3.1 加速度和重力加速度 146

5.3.2 集中力和压力 147

5.3.3 约束 148

5.4 求解模型 149

5.5 后处理 149

5.6 静力结构学分析1——托架基体强度校核 152

5.6.1 问题描述 153

5.6.2 建立分析项目 153

5.6.3 前处理 155

5.6.4 求解 160

5.6.5 结果 160

5.7 静力结构分析实例2——联轴器变形和应力校核 161

5.7.1 问题描述 162

5.7.2 项目概图 162

5.7.3 前处理 163

5.7.4 求解 166

5.7.5 结果 166

5.7.6 报告 167

第6章 模态分析 169

6.1 模态分析方法 170

6.2 模态系统分析步骤 170

6.2.1 几何体和质点 171

6.2.2 接触区域 171

6.2.3 分析类型 171

6.2.4 载荷和约束 173

6.2.5 求解 173

6.2.6 检查结果 173

6.3 模态分析实例1——轴装配体 173

6.3.1 问题描述 174

6.3.2 项目概图 174

6.3.3 前处理 176

6.3.4 求解 177

6.3.5 结果 177

6.4 模态分析实例2——支架壳体强度校核 180

6.4.1 问题描述 180

6.4.2 项目概图 180

6.4.3 前处理 182

6.4.4 求解 184

6.4.5 结果 184

6.5 模态分析实例3——机翼 187

6.5.1 问题描述 187

6.5.2 项目概图 187

6.5.3 前处理 190

6.5.4 求解 192

6.5.5 模态分析 193

第7章 谐响应分析 196

7.1 谐响应分析简介 197

7.2 谐响应分析步骤 197

7.2.1 建立谐响应分析项 198

7.2.2 加载谐响应载荷 198

7.2.3 求解方法 199

7.2.4 后处理中查看结果 199

7.3 谐响应分析实例——固定梁 200

7.3.1 问题描述 201

7.3.2 项目概图 201

7.3.3 前处理 203

7.3.4 模态分析求解 204

7.3.5 谐响应分析预处理 207

7.3.6 谐响应分析设置并求解 208

7.3.7 谐响应分析后处理 209

第8章 响应谱分析 212

8.1 响应谱分析简介 213

8.1.1 响应谱分析过程 214

8.1.2 在Workbench 14中进行响应谱分析 214

8.2 响应谱分析实例——三层框架结构地震响应分析 215

8.2.1 问题描述 216

8.2.2 项目概图 216

8.2.3 前处理 218

8.2.4 模态分析求解 220

8.2.5 响应谱分析设置并求解 222

8.2.6 查看分析结果 224

第9章 随机振动分析 225

9.1 随机振动分析简介 226

9.1.1 机振动分析过程 226

9.1.2 Workbench 14中进行随机振动分析 226

9.2 振动分析实例——桥梁模型随机振动分析 228

9.2.1 问题描述 228

9.2.2 项目概图 229

9.2.3 前处理 231

9.2.4 模态分析求解 233

9.2.5 随机振动分析设置并求解 235

9.2.6 查看分析结果 237

第 10章 热分析 239

10.1 热分析基础 240

10.2 热传递的方式 240

10.3 热分析流程 242

10.3.1 几何模型 243

10.3.2 材料属性 243

10.3.3 实体接触 244

10.3.4 导热率 245

10.3.5 施加热载荷 245

10.3.6 热边界条件 246

10.3.7 求解选项 246

10.3.8 结果和后处理 247

10.4 热分析实例1——传动装配体基座 249

10.4.1 问题描述 249

10.4.2 项目概图 250

10.4.3 前处理 251

10.4.4 求解 256

10.4.5 结果 256

10.5 热分析实例2——变速箱上箱盖 258

10.5.1 问题描述 258

10.5.2 项目概图 258

10.5.3 前处理 260

10.5.4 求解 265

10.5.5 结果 265

第 11章 线性屈曲分析 268

11.1 屈曲概述 269

11.2 屈曲分析步骤 269

11.2.1 几何体和材料属性 270

11.2.2 接触区域 270

11.2.3 载荷与约束 271

11.2.4 设置屈曲 271

11.2.5 求解模型 272

11.2.6 检查结果 272

11.3 线性屈曲分析实例1——挺杆 273

11.3.1 问题描述 273

11.3.2 项目概图 274

11.3.3 创建草图 276

11.3.4 Mechanical前处理 277

11.3.5 求解 279

11.3.6 结果 279

11.4 线性屈曲分析实例2——升降架 281

11.4.1 问题描述 281

11.4.2 项目概图 281

11.4.3 Mechanical前处理 283

11.4.4 求解 285

11.4.5 结果 286

第 12章 结构非线性分析 287

12.1 非线性分析概论 288

12.1.1 非线性行为的原因 288

12.1.2 非线性分析的基本信息 289

12.2 结构非线性一般过程 292

12.2.1 建立模型 292

12.2.2 分析设置 292

12.2.3 查看结果 295

12.3 接触非线性结构 295

12.3.1 接触基本概念 295

12.3.2 接触类型 296

12.3.3 刚度及渗透 296

12.3.4 Pinball区域 297

12.3.5 对称/非对称行为 298

12.3.6 接触结果 299

12.4 结构非线性实例1——刚性接触 300

12.4.1 问题描述 301

12.4.2 项目概图 301

12.4.3 绘制草图 302

12.4.4 创建面体 302

12.4.5 更改模型类型 304

12.4.6 修改几何体属性 304

12.4.7 添加接触 306

12.4.8 划分网格 308

12.4.9 分析设置 310

12.4.10 求解 313

12.4.11 查看求解结果 315

12.5 结构非线性实例2——O形圈 317

12.5.1 问题描述 318

12.5.2 项目概图 318

12.5.3 绘制草图 319

12.5.4 创建面体 321

12.5.5 添加材料 322

12.5.6 修改几何体属性 324

12.5.7 添加接触 326

12.5.8 划分网格 328

12.5.9 分析设置 330

12.5.10 求解 333

12.5.11 查看求解结果 334

第 13章 优化设计 336

13.1 优化设计概论 337

13.1.1 ANSYS优化方法 337

13.1.2 Design Explorer优化特点 338

13.1.3 Design Explorer优化类型 338

13.1.4 参数定义 339

13.2 优化设计界面 339

13.2.1 Design Explorer用户界面 339

13.2.2 Design Explorer数据参数界面 340

13.2.3 读入APDL文件 341

13.3 Design Exploration优化设计使用基础 341

13.3.1 参数的设置 342

13.3.2 目标驱动优化(GDO) 344

13.3.3 响应曲面(Response Surface) 345

13.3.4 六西格玛设计 346

13.4 优化设计实例——连杆六西格玛优化设计 348

13.4.1 问题描述 348

13.4.2 项目概图 349

13.4.3 Mechanical前处理 349

13.4.4 设置求解 352

13.4.5 六西格玛设计 354

附录A ANSYS Workbench中的菜单栏命令 363

A.1 Workbench菜单栏 364

A.2 Design Modeler菜单栏 365

A.3 Mechanical菜单栏 366

附录B 有限元知识架构 368

附录C ANSYS Workbench帮助文件说明 370

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