ANSYS Workbench 18.0有限元分析從入門到精通（升級版）

目 錄
第1章 ANSYS Workbench 18．0概述\t1
1．1 Workbench平臺界面\t2
1．1．1 菜單欄\t3
1．1．2 工具欄\t9
1．1．3 工具箱\t9
1．2 操作實例―用戶自定義分析模板建立\t12
1．3 本章小結(jié)\t15
第2章 幾何建模\t16
2．1 DesignModeler幾何建模概述\t17
2．1．1 DesignModeler幾何建模平臺\t17
2．1．2 菜單欄\t18
2．1．3 工具欄\t26
2．1．4 常用命令欄\t28
2．1．5 Tree Outline（模型樹）\t28
2．1．6 DesignModeler啟動與草繪\t31
2．1．7 DesignModeler特有操作\t35
2．2 幾何建模實例\t41
2．2．1 幾何建模實例1―實體建模\t42
2．2．2 幾何建模實例2―概念建模\t45
2．3 本章小結(jié)\t51
第3章 網(wǎng)格劃分\t52
3．1 ANSYS Meshing網(wǎng)格劃分\t53
3．1．1 Meshing網(wǎng)格劃分適用領(lǐng)域\t53
3．1．2 Meshing網(wǎng)格劃分方法\t53
3．1．3 Meshing網(wǎng)格默認設(shè)置\t57
3．1．4 Meshing網(wǎng)格尺寸設(shè)置\t58
3．1．5 Meshing網(wǎng)格Quality設(shè)置\t62
3．1．6 Meshing網(wǎng)格膨脹層設(shè)置\t68
3．1．7 Meshing網(wǎng)格高級選項\t69
3．1．8 Meshing網(wǎng)格統(tǒng)計\t70
3．2 ANSYS Meshing網(wǎng)格劃分實例\t71
3．2．1 應(yīng)用實例1―Inflation網(wǎng)格劃分\t71
3．2．2 應(yīng)用實例2―MultiZone網(wǎng)格劃分\t76
3．3 ANSYS Workbench其他網(wǎng)格劃分工具\t81
3．3．1 ICEM CFD軟件簡介\t81
3．3．2 TGrid軟件簡介\t82
3．3．3 Gambit軟件功能\t83
3．4 本章小結(jié)\t84
第4章 后處理\t85
4．1 ANSYS Mechanical 18．0后處理\t86
4．1．1 查看結(jié)果\t86
4．1．2 結(jié)果顯示\t89
4．1．3 變形顯示\t89
4．1．4 應(yīng)力和應(yīng)變\t90
4．1．5 接觸結(jié)果\t91
4．1．6 自定義結(jié)果顯示\t92
4．2 案例分析\t93
4．2．1 問題描述\t93
4．2．2 啟動Workbench并建立分析項目\t93
4．2．3 導(dǎo)入創(chuàng)建幾何體\t94
4．2．4 添加材料庫\t95
4．2．5 添加模型材料屬性\t96
4．2．6 劃分網(wǎng)格\t97
4．2．7 施加載荷與約束\t98
4．2．8 結(jié)果后處理\t100
4．2．9 保存與退出\t103
4．3 本章小結(jié)\t104
第5章 結(jié)構(gòu)靜力學分析\t105
5．1 線性靜力分析簡介\t106
5．1．1 線性靜力分析\t106
5．1．2 線性靜力分析流程\t106
5．1．3 線性靜力分析基礎(chǔ)\t107
5．2 項目分析1―實體靜力分析\t107
5．2．1 問題描述\t107
5．2．2 啟動Workbench并建立分析項目\t108
5．2．3 導(dǎo)入創(chuàng)建幾何體\t108
5．2．4 添加材料庫\t109
5．2．5 添加模型材料屬性\t111
5．2．6 劃分網(wǎng)格\t111
5．2．7 施加載荷與約束\t112
5．2．8 結(jié)果后處理\t114
5．2．9 保存與退出\t115
5．3 項目分析2―梁單元線性靜力分析\t116
5．3．1 問題描述\t116
5．3．2 啟動Workbench并建立分析項目\t116
5．3．3 創(chuàng)建幾何體\t117
5．3．4 添加材料庫\t123
5．3．5 添加模型材料屬性\t124
5．3．6 劃分網(wǎng)格\t125
5．3．7 施加載荷與約束\t126
5．3．8 結(jié)果后處理\t128
5．3．9 保存與退出\t129
5．4 項目分析3―曲面實體靜力分析\t130
5．4．1 問題描述\t130
5．4．2 啟動Workbench并建立分析項目\t131
5．4．3 導(dǎo)入創(chuàng)建幾何體\t131
5．4．4 添加材料庫\t132
5．4．5 添加模型材料屬性\t134
5．4．6 劃分網(wǎng)格\t135
5．4．7 施加載荷與約束\t135
5．4．8 結(jié)果后處理\t137
5．4．9 保存與退出\t139
5．5 項目分析4―支承座靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析\t139
5．5．1 問題描述\t139
5．5．2 賦予材料和劃分網(wǎng)格\t144
5．5．3 添加約束和載荷\t145
5．5．4 求解\t147
5．5．5 后處理\t148
5．5．6 保存與退出\t149
5．6 項目分析5―子模型靜力分析\t149
5．6．1 問題描述\t149
5．6．2 啟動Workbench并建立分析項目\t150
5．6．3 導(dǎo)入創(chuàng)建幾何體\t150
5．6．4 添加材料庫\t151
5．6．5 添加模型材料屬性\t153
5．6．6 劃分網(wǎng)格\t154
5．6．7 施加載荷與約束\t155
5．6．8 結(jié)果后處理\t156
5．6．9 子模型分析\t157
5．6．10 保存并退出\t161
5．7 本章小結(jié)\t162
第6章 模態(tài)分析\t163
6．1 模態(tài)分析簡介\t164
6．1．1 模態(tài)分析\t164
6．1．2 模態(tài)分析基礎(chǔ)\t165
6．2 項目分析1―計算機機箱模態(tài)分析\t165
6．2．1 問題描述\t165
6．2．2 啟動Workbench并建立分析項目\t166
6．2．3 導(dǎo)入創(chuàng)建幾何體\t166
6．2．4 添加材料庫\t167
6．2．5 添加模型材料屬性\t169
6．2．6 劃分網(wǎng)格\t170
6．2．7 施加載荷與約束\t170
6．2．8 結(jié)果后處理\t171
6．2．9 保存與退出\t173
6．3 項目分析2―有預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析\t174
6．3．1 問題描述\t174
6．3．2 啟動Workbench并建立分析項目\t175
6．3．3 導(dǎo)入創(chuàng)建幾何體\t175
6．3．4 添加材料庫\t176
6．3．5 添加模型材料屬性\t178
6．3．6 劃分網(wǎng)格\t178
6．3．7 施加載荷與約束\t179
6．3．8 模態(tài)分析\t181
6．3．9 后處理\t181
6．3．10 保存與退出\t183
6．4 項目分析3―制動鼓模態(tài)分析\t184
6．4．1 問題描述\t184
6．4．2 添加材料和導(dǎo)入模型\t184
6．4．3 賦予材料和劃分網(wǎng)格\t186
6．4．4 添加約束和載荷\t187
6．4．5 求解\t188
6．4．6 后處理\t188
6．4．7 保存與退出\t190
6．5 本章小結(jié)\t191
第7章 諧響應(yīng)分析\t192
7．1 諧響應(yīng)分析簡介\t193
7．1．1 諧響應(yīng)分析\t193
7．1．2 諧響應(yīng)分析基礎(chǔ)\t193
7．2 項目分析1―計算機機箱諧響應(yīng)分析\t193
7．2．1 問題描述\t194
7．2．2 啟動Workbench并建立分析項目\t194
7．2．3 創(chuàng)建諧響應(yīng)項目\t194
7．2．4 施加載荷與約束\t195
7．2．5 結(jié)果后處理\t197
7．2．6 保存與退出\t199
7．3 項目分析2―齒輪箱諧響應(yīng)分析\t200
7．3．1 問題描述\t200
7．3．2 啟動Workbench并建立分析項目\t200
7．3．3 創(chuàng)建模態(tài)分析項目\t201
7．3．4 材料選擇\t202
7．3．5 施加載荷與約束\t202
7．3．6 模態(tài)求解\t204
7．3．7 后處理\t205
7．3．8 創(chuàng)建諧響應(yīng)分析項目\t206
7．3．9 施加載荷與約束\t206
7．3．10 諧響應(yīng)計算\t208
7．3．11 結(jié)果后處理\t209
7．3．12 保存與退出\t210
7．4 項目分析3―絲桿諧響應(yīng)分析\t211
7．4．1 問題描述\t211
7．4．2 添加材料和導(dǎo)入模型\t211
7．4．3 賦予材料和劃分網(wǎng)格\t212
7．4．4 添加約束和載荷\t214
7．4．5 諧響應(yīng)求解\t215
7．4．6 諧響應(yīng)后處理\t216
7．4．7 保存與退出\t218
7．5 本章小結(jié)\t219
第8章 響應(yīng)譜分析\t220
8．1 響應(yīng)譜分析簡介\t221
8．2 項目分析1―塔架響應(yīng)譜分析\t222
8．2．1 問題描述\t222
8．2．2 啟動Workbench并建立分析項目\t222
8．2．3 導(dǎo)入幾何體模型\t222
8．2．4 模態(tài)分析\t223
8．2．5 添加材料庫\t224
8．2．6 劃分網(wǎng)格\t225
8．2．7 施加約束\t226
8．2．8 結(jié)果后處理\t227
8．2．9 響應(yīng)譜分析\t228
8．2．10 添加加速度譜\t230
8．2．11 后處理\t231
8．2．12 保存與退出\t232
8．3 項目分析2―計算機機箱響應(yīng)譜分析\t233
8．3．1 問題描述\t233
8．3．2 啟動Workbench并建立分析項目\t233
8．3．3 響應(yīng)譜分析\t234
8．3．4 添加加速度譜\t235
8．3．5 后處理\t236
8．3．6 保存與退出\t237
8．4 本章小結(jié)\t237
第9章 瞬態(tài)動力學分析\t238
9．1 瞬態(tài)動力學分析簡介\t239
9．1．1 瞬態(tài)分析簡介\t239
9．1．2 瞬態(tài)分析公式\t239
9．2 項目分析1―實體梁瞬態(tài)動力學分析\t240
9．2．1 問題描述\t240
9．2．2 啟動Workbench并建立分析項目\t240
9．2．3 創(chuàng)建幾何體模型\t240
9．2．4 模態(tài)分析\t243
9．2．5 創(chuàng)建材料\t243
9．2．6 模態(tài)分析前處理\t245
9．2．7 施加約束\t246
9．2．8 結(jié)果后處理\t248
9．2．9 瞬態(tài)動力學分析\t249
9．2．10 添加動態(tài)力載荷\t250
9．2．11 后處理\t253
9．2．12 保存與退出\t254
9．3 項目分析2―彈簧瞬態(tài)動力學分析\t254
9．3．1 問題描述\t255
9．3．2 啟動Workbench并建立分析項目\t255
9．3．3 創(chuàng)建幾何體模型\t255
9．3．4 模態(tài)分析\t256
9．3．5 模態(tài)分析前處理\t257
9．3．6 施加約束\t258
9．3．7 結(jié)果后處理\t259
9．3．8 瞬態(tài)動力學分析\t260
9．3．9 添加動態(tài)力載荷\t262
9．3．10 后處理\t264
9．3．11 保存與退出\t266
9．4 本章小結(jié)\t266
第10章 隨機振動分析\t267
10．1 隨機振動分析簡介\t268
10．2 項目分析1―隨機振動 學分析\t268
10．2．1 問題描述\t268
10．2．2 啟動Workbench并建立 分析項目\t268
10．2．3 創(chuàng)建幾何體模型\t269
10．2．4 模態(tài)分析\t271
10．2．5 創(chuàng)建材料\t272
10．2．6 模態(tài)分析前處理\t274
10．2．7 施加約束\t275
10．2．8 結(jié)果后處理\t276
10．2．9 隨機振動分析\t277
10．2．10 添加加速度譜\t278
10．2．11 后處理\t280
10．2．12 保存與退出\t281
10．3 項目分析2―彈簧隨機振動分析\t281
10．3．1 問題描述\t281
10．3．2 啟動Workbench并建立分析項目\t281
10．3．3 創(chuàng)建幾何體模型\t282
10．3．4 模態(tài)分析\t283
10．3．5 模態(tài)分析前處理\t283
10．3．6 施加約束\t285
10．3．7 結(jié)果后處理\t286
10．3．8 隨機振動分析\t287
10．3．9 添加動態(tài)力載荷\t288
10．3．10 后處理\t290
10．3．11 保存與退出\t291
10．4 本章小結(jié)\t291
第11章 顯式動力學分析\t292
11．1 顯式動力學分析簡介\t293
11．1．1 ANSYS Explicit STR2\t293
11．1．2 ANSYS AUTODYN\t293
11．1．3 ANSYS LS-DYNA\t294
11．2 項目分析1―鋼釘受力顯式動力學分析\t294
11．2．1 問題描述\t294
11．2．2 啟動Creo Parametric 3．0\t295
11．2．3 啟動Workbench建立項目\t297
11．2．4 顯式動力學分析\t298
11．2．5 材料選擇與賦予\t299
11．2．6 建立項目分析\t299
11．2．7 分析前處理\t300
11．2．8 施加載荷與約束\t302
11．2．9 結(jié)果后處理\t304
11．2．10 保存與退出\t306
11．3 項目分析2―鋼板成型顯式動力學分析\t306
11．3．1 問題描述\t307
11．3．2 啟動Workbench并建立分析項目\t307
11．3．3 導(dǎo)入幾何模型\t307
11．3．4 材料選擇\t308
11．3．5 顯式動力學分析前處理\t309
11．3．6 施加約束\t312
11．3．7 結(jié)果后處理\t313
11．3．8 啟動AUTODYN軟件\t315
11．3．9 LS-DYNA計算\t316
11．3．10 保存與退出\t317
11．4 本章小結(jié)\t318
第12章 結(jié)構(gòu)非線性分析\t319
12．1 結(jié)構(gòu)非線性分析簡介\t320
12．1．1 Contact Type―接觸類型\t321
12．1．2 塑性\t321
12．1．3 屈服準則\t321
12．1．4 非線性分析\t322
12．2 項目分析―接觸大變形分析\t322
12．2．1 問題描述\t322
12．2．2 啟動Workbench并建立分析項目\t323
12．2．3 創(chuàng)建幾何體模型\t323
12．2．4 瞬態(tài)分析\t324
12．2．5 創(chuàng)建材料\t325
12．2．6 瞬態(tài)分析前處理\t326
12．2．7 施加約束\t328
12．2．8 結(jié)果后處理\t329
12．3 本章小結(jié)\t331
第13章 接觸分析\t332
13．1 接觸分析簡介\t333
13．2 項目分析1―虎鉗接觸分析\t333
13．2．1 問題描述\t333
13．2．2 啟動Workbench軟件\t334
13．2．3 導(dǎo)入幾何體模型\t334
13．2．4 創(chuàng)建分析項目\t335
13．2．5 添加材料庫\t336
13．2．6 添加模型材料屬性\t337
13．2．7 創(chuàng)建接觸\t338
13．2．8 劃分網(wǎng)格\t341
13．2．9 施加載荷\t342
13．2．10 結(jié)果后處理\t343
13．2．11 保存與退出\t344
13．3 項目分析2―裝配體接觸分析\t344
13．3．1 問題描述\t345
13．3．2 啟動Workbench軟件\t345
13．3．3 導(dǎo)入幾何體模型\t346
13．3．4 創(chuàng)建分析項目\t347
13．3．5 添加材料庫\t347
13．3．6 添加模型材料屬性\t349
13．3．7 創(chuàng)建接觸\t349
13．3．8 劃分網(wǎng)格\t352
13．3．9 施加載荷與約束\t353
13．3．10 結(jié)果后處理\t355
13．3．11 保存與退出\t356
13．4 本章小結(jié)\t356
第14章 特征值屈曲分析\t357
14．1 特征值屈曲分析簡介\t358
14．1．1 屈曲分析\t358
14．1．2 特征值屈曲分析\t358
14．2 項目分析1―鋼管屈曲分析\t359
14．2．1 問題描述\t359
14．2．2 啟動Workbench并建立分析項目\t359
14．2．3 創(chuàng)建幾何體\t359
14．2．4 設(shè)置材料\t361
14．2．5 添加模型材料屬性\t361
14．2．6 劃分網(wǎng)格\t362
14．2．7 施加載荷與約束\t364
14．2．8 結(jié)果后處理\t366
14．2．9 特征值屈曲分析\t368
14．2．10 施加載荷與約束\t368
14．2．11 結(jié)果后處理\t369
14．2．12 保存與退出\t371
14．3 項目分析2―金屬容器屈曲分析\t371
14．3．1 問題描述\t371
14．3．2 啟動Workbench并建立分析項目\t371
14．3．3 創(chuàng)建幾何體\t372
14．3．4 設(shè)置材料\t374
14．3．5 添加模型材料屬性\t374
14．3．6 劃分網(wǎng)格\t375
14．3．7 施加載荷與約束\t375
14．3．8 結(jié)果后處理\t377
14．3．9 特征值屈曲分析\t379
14．3．10 施加載荷與約束\t380
14．3．11 結(jié)果后處理\t381
14．3．12 保存與退出\t382
14．4 項目分析3―工字梁屈曲分析\t383
14．4．1 問題描述\t383
14．4．2 添加材料和導(dǎo)入模型\t383
14．4．3 添加屈曲分析項目\t386
14．4．4 賦予材料和劃分網(wǎng)格\t387
14．4．5 添加約束和載荷\t388
14．4．6 靜態(tài)力求解\t390
14．4．7 屈曲分析求解\t391
14．4．8 后處理\t391
14．4．9 保存與退出\t393
14．5 本章小結(jié)\t393
第15章 熱力學分析\t394
15．1 熱力學分析簡介\t395
15．1．1 熱力學分析\t395
15．1．2 瞬態(tài)分析\t395
15．1．3 基本傳熱方式\t395
15．2 項目分析1―杯子穩(wěn)態(tài)熱力學分析\t396
15．2．1 問題描述\t396
15．2．2 啟動Workbench并建立分析項目\t397
15．2．3 導(dǎo)入幾何體模型\t397
15．2．4 創(chuàng)建分析項目\t398
15．2．5 添加材料庫\t398
15．2．6 添加模型材料屬性\t400
15．2．7 劃分網(wǎng)格\t401
15．2．8 施加載荷與約束\t401
15．2．9 結(jié)果后處理\t403
15．2．10 保存與退出\t404
15．3 項目分析2―杯子瞬態(tài)熱力學分析\t405
15．3．1 瞬態(tài)熱力學分析\t405
15．3．2 設(shè)置分析選項\t405
15．3．3 后處理\t406
15．3．4 保存與退出\t407
15．4 本章小結(jié)\t407
第16章 疲勞分析\t408
16．1 疲勞分析簡介\t409
16．1．1 疲勞概述\t409
16．1．2 恒定振幅載荷\t409
16．1．3 成比例載荷\t409
16．1．4 應(yīng)力定義\t409
16．1．5 應(yīng)力―壽命曲線\t410
16．1．6 總結(jié)\t410
16．2 項目分析1―椅子疲勞分析\t411
16．2．1 問題描述\t411
16．2．2 啟動Workbench并建立分析項目\t411
16．2．3 保存工程文件\t412
16．2．4 更改設(shè)置\t412
16．2．5 添加疲勞分析選項\t413
16．2．6 保存與退出\t415
16．3 項目分析2―實體疲勞分析\t416
16．3．1 問題描述\t416
16．3．2 啟動Workbench并建立分析項目\t416
16．3．3 導(dǎo)入創(chuàng)建幾何體\t417
16．3．4 添加材料庫\t417
16．3．5 添加模型材料屬性\t417
16．3．6 劃分網(wǎng)格\t418
16．3．7 施加載荷與約束\t418
16．3．8 結(jié)果后處理\t420
16．3．9 保存文件\t421
16．3．10 插入Fatigue Tool工具\t421
16．3．11 疲勞分析\t422
16．3．12 保存與退出\t423
16．4 本章小結(jié)\t423
第17章 流體動力學分析\t425
17．1 流體動力學分析簡介\t426
17．1．1 流體動力學分析\t426
17．1．2 基本控制方程\t429
17．2 項目分析1―三通流體動力學分析\t431
17．2．1 問題描述\t432
17．2．2 啟動Workbench并建立分析項目\t432
17．2．3 創(chuàng)建幾何體模型\t432
17．2．4 流體動力學分析\t434
17．2．5 網(wǎng)格劃分\t434
17．2．6 流體動力學前處理\t436
17．2．7 流體計算\t439
17．2．8 結(jié)果后處理\t440
17．3 項目分析2―葉輪外流場分析\t442
17．3．1 問題描述\t443
17．3．2 啟動Workbench并建立分析項目\t443
17．3．3 創(chuàng)建幾何體模型\t443
17．3．4 創(chuàng)建外部流場\t445
17．3．5 流體動力學分析\t446
17．3．6 網(wǎng)格劃分\t446
17．3．7 流體動力學前處理\t448
17．3．8 流體計算\t452
17．3．9 結(jié)果后處理\t453
17．3．10 結(jié)構(gòu)靜力分析模塊\t455
17．4 本章小結(jié)\t459
第18章 結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析\t460
18．1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析簡介\t461
18．1．1 優(yōu)化設(shè)計概述\t461
18．1．2 Workbench結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析簡介\t461
18．1．3 Workbench結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析\t462
18．2 項目分析―響應(yīng)曲面優(yōu)化分析\t463
18．2．1 問題描述\t463
18．2．2 啟動Workbench并建立分析項目\t463
18．2．3 導(dǎo)入幾何模型\t464
18．2．4 結(jié)果后處理\t469
18．3 本章小結(jié)\t477
第19章 耦合場分析\t478
19．1 多物理場耦合分析簡介\t479
19．2 項目分析1―四分裂導(dǎo)線電磁結(jié)構(gòu)耦合分析\t479
19．2．1 問題描述\t480
19．2．2 軟件啟動與保存\t480
19．2．3 建立電磁分析與數(shù)據(jù)讀取\t481
19．2．4 求解器與求解域的設(shè)置\t482
19．2．5 賦予材料屬性\t484
19．2．6 添加激勵\t484
19．2．7 網(wǎng)格劃分與分析步創(chuàng)建\t485
19．2．8 模型檢查與計算\t487
19．2．9 后處理\t487
19．2．10 創(chuàng)建力學分析和數(shù)據(jù)共享\t488
19．2．11 材料設(shè)定\t490
19．2．12 網(wǎng)格劃分\t492
19．2．13 添加邊界條件與映射激勵\t493
19．2．14 求解計算\t494
19．2．15 后處理\t495
19．2．16 保存與退出\t496
19．3 項目分析2―螺線管電磁結(jié)構(gòu)耦合分析\t496
19．3．1 問題描述\t497
19．3．2 軟件啟動與保存\t497
19．3．3 導(dǎo)入幾何數(shù)據(jù)文件\t498
19．3．4 建立電磁分析與數(shù)據(jù)讀取\t500
19．3．5 求解器與求解域的設(shè)置\t502
19．3．6 賦予材料屬性\t503
19．3．7 添加激勵\t504
19．3．8 模型檢查與計算\t505
19．3．9 后處理\t505
19．3．10 創(chuàng)建力學分析和數(shù)據(jù)共享\t506
19．3．11 材料設(shè)定\t507
19．3．12 網(wǎng)格劃分\t508
19．3．13 添加邊界條件與映射激勵\t509
19．3．14 求解計算\t510
19．3．15 后處理\t511
19．3．16 保存與退出\t511
19．4 本章小結(jié)\t511