ANSYS Workbench 2022中文版從入門(mén)到精通

第1章  初識(shí)ANSYS Workbench 1
1.1  ANSYS Workbench概述 1
1.1.1  關(guān)于ANSYS Workbench 1
1.1.2  多物理場(chǎng)分析模式 2
1.1.3  項(xiàng)目級(jí)仿真參數(shù)管理 2
1.1.4  Workbench應(yīng)用模塊 3
1.2  Workbench操作界面 3
1.2.1  啟動(dòng)Workbench 3
1.2.2  Workbench主界面 4
1.3  Workbench項(xiàng)目管理 6
1.3.1  復(fù)制及刪除項(xiàng)目 6
1.3.2  關(guān)聯(lián)項(xiàng)目 7
1.3.3  項(xiàng)目管理操作案例 7
1.3.4  設(shè)置項(xiàng)屬性 8
1.4  Workbench文件管理 9
1.4.1  文件目錄結(jié)構(gòu) 9
1.4.2  快速生成壓縮文件 10
1.5  Workbench實(shí)例入門(mén) 10
1.5.1  案例介紹 10
1.5.2  建立分析項(xiàng)目 11
1.5.3  導(dǎo)入創(chuàng)建幾何體 11
1.5.4  添加材料庫(kù) 12
1.5.5  添加模型材料屬性 14
1.5.6  劃分網(wǎng)格 15
1.5.7  施加載荷與約束 15
1.5.8  結(jié)果后處理 17
1.5.9  保存與退出 18
1.6  本章小結(jié) 19
第2章  創(chuàng)建幾何模型 20
2.1  認(rèn)識(shí)DesignModeler 20
2.1.1  進(jìn)入DesignModeler 20
2.1.2  DesignModeler的操作界面 22
2.1.3  DesignModeler的鼠標(biāo)操作 23
2.1.4  圖形選取與控制 24
2.1.5  DesignModeler幾何體 24
2.2  DesignModeler草圖模式 24
2.2.1  創(chuàng)建新平面 25
2.2.2  創(chuàng)建新草圖 25
2.2.3  草圖模式 25
2.2.4  草圖援引 26
2.3  創(chuàng)建3D幾何體 26
2.3.1  創(chuàng)建3D特征 27
2.3.2  激活體和凍結(jié)體 27
2.3.3  切片特征 28
2.3.4  抑制體 28
2.3.5  面印記 29
2.3.6  填充與包圍操作 30
2.3.7  創(chuàng)建多體部件體 31
2.4  導(dǎo)入外部CAD文件 32
2.4.1  非關(guān)聯(lián)性導(dǎo)入文件 32
2.4.2  關(guān)聯(lián)性導(dǎo)入文件 32
2.4.3  導(dǎo)入定位 32
2.4.4  創(chuàng)建場(chǎng)域幾何體 33
2.5  概念建模 33
2.5.1  從點(diǎn)生成線體 33
2.5.2  從草圖生成線體 34
2.5.3  從邊生成線體 34
2.5.4  定義橫截面 34
2.5.5  從線生成面體 36
2.5.6  從草圖生成面體 37
2.5.7  從面生成面體 37
2.6  創(chuàng)建幾何體的實(shí)例操作 37
2.6.1  進(jìn)入DM界面 38
2.6.2  繪制零件底部圓盤(pán) 38
2.6.3  創(chuàng)建零件肋柱 40
2.6.4  生成線體 41
2.6.5  生成面體 42
2.6.6  保存文件并退出 42
2.7  外部模型導(dǎo)入實(shí)例操作 42
2.7.1  外部幾何模型導(dǎo)入 43
2.7.2  創(chuàng)建線體 43
2.7.3  生成面體 44
2.7.4  創(chuàng)建橫截面 44
2.7.5  為線體添加橫截面 45
2.7.6  保存文件并退出 45
2.8  本章小結(jié) 46
第3章  網(wǎng)格劃分 47
3.1  網(wǎng)格劃分平臺(tái) 47
3.1.1  網(wǎng)格劃分特點(diǎn) 47
3.1.2  網(wǎng)格劃分方法 48
3.1.3  網(wǎng)格劃分技巧 49
3.1.4  網(wǎng)格劃分流程 50
3.1.5  網(wǎng)格尺寸策略 50
3.2  3D幾何網(wǎng)格劃分 51
3.2.1  四面體網(wǎng)格的優(yōu)缺點(diǎn) 51
3.2.2  四面體網(wǎng)格劃分時(shí)的常用參數(shù) 51
3.2.3  四面體算法 52
3.2.4  四面體膨脹 53
3.3  網(wǎng)格參數(shù)設(shè)置 53
3.3.1  默認(rèn)參數(shù)設(shè)置 54
3.3.2  尺寸調(diào)整 54
3.3.3  膨脹控制 55
3.3.4  網(wǎng)格質(zhì)量 56
3.4  掃掠網(wǎng)格劃分 57
3.4.1  掃掠劃分方法 57
3.4.2  掃掠網(wǎng)格控制 58
3.5  多區(qū)域網(wǎng)格劃分 59
3.5.1  多區(qū)域劃分方法 59
3.5.2  多區(qū)域網(wǎng)格控制 59
3.6  網(wǎng)格劃分案例 60
3.6.1  自動(dòng)網(wǎng)格劃分案例 60
3.6.2  網(wǎng)格劃分控制案例 63
3.7  本章小結(jié) 67
第4章  Mechanical基礎(chǔ) 68
4.1  關(guān)于Mechanical 68
4.2  Mechanical基本操作 69
4.2.1  啟動(dòng)Mechanical 69
4.2.2  Mechanical操作界面 69
4.2.3  鼠標(biāo)控制 72
4.3  材料參數(shù)輸入控制 72
4.3.1  進(jìn)入工程數(shù)據(jù)應(yīng)用程序 72
4.3.2  材料庫(kù) 73
4.3.3  添加材料 74
4.3.4  添加材料屬性 75
4.4  Mechanical前處理操作 76
4.4.1  幾何結(jié)構(gòu) 76
4.4.2  接觸與點(diǎn)焊 77
4.4.3  坐標(biāo)系 78
4.4.4  分析設(shè)置 79
4.5  施加載荷和約束 80
4.5.1  施加載荷 80
4.5.2  施加約束 82
4.6  模型求解 82
4.7  結(jié)果后處理 83
4.7.1  結(jié)果顯示 83
4.7.2  變形顯示 84
4.7.3  應(yīng)力和應(yīng)變 84
4.7.4  接觸結(jié)果 84
4.7.5  自定義結(jié)果顯示 85
4.8  本章小結(jié) 85
第5章  線性靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析 86
5.1  線性靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析概述 86
5.2  線性靜態(tài)結(jié)構(gòu)的分析流程 87
5.2.1  幾何模型 87
5.2.2  材料特性 88
5.2.3  定義接觸區(qū)域 88
5.2.4  劃分網(wǎng)格 88
5.2.5  施加載荷和邊界條件 89
5.2.6  模型求解控制 89
5.2.7  結(jié)果后處理 89
5.3  風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析 89
5.3.1  問(wèn)題描述 89
5.3.2  建立分析項(xiàng)目 90
5.3.3  導(dǎo)入幾何體 90
5.3.4  添加材料庫(kù) 92
5.3.5  添加模型材料屬性 95
5.3.6  劃分網(wǎng)格 96
5.3.7  施加載荷與約束 97
5.3.8  設(shè)置求解 98
5.3.9  求解并顯示求解結(jié)果 99
5.3.10  更改材料觀察分析結(jié)果 100
5.3.11  保存與退出 102
5.4  本章小結(jié) 102
第6章  模態(tài)分析 103
6.1  模態(tài)分析概述 103
6.2  Workbench模態(tài)分析流程 104
6.2.1  幾何體和質(zhì)點(diǎn) 105
6.2.2  接觸區(qū)域 105
6.2.3  分析類(lèi)型 105
6.2.4  載荷和約束 106
6.2.5  求解模型 106
6.3  飛機(jī)機(jī)翼模態(tài)分析 107
6.3.1  問(wèn)題描述 107
6.3.2  建立分析項(xiàng)目 108
6.3.3  導(dǎo)入幾何體 108
6.3.4  添加材料庫(kù) 109
6.3.5  修改模型材料屬性 111
6.3.6  劃分網(wǎng)格 112
6.3.7  施加固定約束 113
6.3.8  設(shè)置求解 113
6.3.9  求解并顯示求解結(jié)果 114
6.3.10  保存與退出 115
6.4  風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析 116
6.4.1  打開(kāi)結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析 116
6.4.2  創(chuàng)建預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析項(xiàng)目 116
6.4.3  結(jié)果后處理 117
6.4.4  求解并顯示求解結(jié)果 118
6.4.5  保存與退出 119
6.5  本章小結(jié) 119
第7章  諧響應(yīng)分析 120
7.1  諧響應(yīng)分析概述 120
7.2  諧響應(yīng)分析流程 121
7.2.1  施加簡(jiǎn)諧載荷 122
7.2.2  求解方法 122
7.2.3  查看結(jié)果 123
7.3  連接轉(zhuǎn)軸的諧響應(yīng)分析 124
7.3.1  問(wèn)題描述 124
7.3.2  Workbench基礎(chǔ)操作 124
7.3.3  創(chuàng)建多體部件體及抑制體 125
7.3.4  網(wǎng)格參數(shù)設(shè)置 126
7.3.5  施加載荷與約束 127
7.3.6  設(shè)置求解 128
7.3.7  求解并顯示求解結(jié)果 129
7.3.8  保存與退出 131
7.4  本章小結(jié) 131
第8章  響應(yīng)譜分析 132
8.1  譜分析概述 132
8.2  響應(yīng)譜分析流程 132
8.3  地震位移下的響應(yīng)譜分析 134
8.3.1  問(wèn)題描述 134
8.3.2  啟動(dòng)Workbench進(jìn)入DM界面 134
8.3.3  創(chuàng)建模型 135
8.3.4  添加材料 140
8.3.5  為體添加材料 141
8.3.6  劃分網(wǎng)格 142
8.3.7  施加固定約束 143
8.3.8  提取模態(tài)參數(shù)設(shè)置 144
8.3.9  查看模態(tài)分析結(jié)果 144
8.3.10  添加響應(yīng)譜位移 145
8.3.11  提取響應(yīng)譜分析結(jié)果 146
8.3.12  查看分析結(jié)果 147
8.3.13  保存與退出 147
8.4  本章小結(jié) 148
第9章  隨機(jī)振動(dòng)分析 149
9.1  隨機(jī)振動(dòng)分析概述 149
9.2  隨機(jī)振動(dòng)分析流程 150
9.3  梁板結(jié)構(gòu)的隨機(jī)振動(dòng)分析 151
9.3.1  問(wèn)題描述 151
9.3.2  建立分析項(xiàng)目 151
9.3.3  修改模型 152
9.3.4  生成多體部件體 154
9.3.5  劃分網(wǎng)格 155
9.3.6  施加固定約束 156
9.3.7  提取模態(tài)參數(shù)設(shè)置 156
9.3.8  查看模態(tài)分析結(jié)果 157
9.3.9  添加功率譜位移 158
9.3.10  提取隨機(jī)振動(dòng)的分析結(jié)果 159
9.3.11  查看隨機(jī)振動(dòng)的分析結(jié)果 160
9.3.12  保存與退出 161
9.4  本章小結(jié) 161
第10章  瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析 162
10.1  瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析概述 162
10.2  瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析流程 162
10.2.1  幾何模型 163
10.2.2  時(shí)間步長(zhǎng) 164
10.2.3  運(yùn)動(dòng)副 164
10.2.4  彈簧 164
10.2.5  阻尼 165
10.2.6  載荷和約束 165
10.2.7  后處理中查看結(jié)果 165
10.3  汽車(chē)主軸的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析 165
10.3.1  問(wèn)題描述 166
10.3.2  Workbench基礎(chǔ)操作 166
10.3.3  為體添加材料特性 167
10.3.4  創(chuàng)建坐標(biāo)系 167
10.3.5  劃分網(wǎng)格 168
10.3.6  施加載荷與約束 168
10.3.7  設(shè)置求解選項(xiàng) 169
10.3.8  求解并顯示求解結(jié)果 171
10.3.9  保存與退出 173
10.4  本章小結(jié) 173
第11章  顯式動(dòng)力學(xué)分析 174
11.1  顯式動(dòng)力學(xué)分析概述 174
11.1.1  顯式算法與隱式算法的區(qū)別 174
11.1.2  ANSYS中的顯式動(dòng)力學(xué)模塊 175
11.2  顯式動(dòng)力學(xué)分析流程 175
11.3  質(zhì)量塊沖擊薄板的顯式動(dòng)力學(xué)分析 176
11.3.1  問(wèn)題描述 176
11.3.2  啟動(dòng)Workbench并建立分析項(xiàng)目 176
11.3.3  建立幾何模型 177
11.3.4  添加材料特性 179
11.3.5  添加模型材料屬性 181
11.3.6  劃分網(wǎng)格 182
11.3.7  施加載荷與約束 184
11.3.8  提取顯式動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果 185
11.3.9  求解并顯示求解結(jié)果 186
11.3.10  保存與退出 188
11.4  本章小結(jié) 188
第12章  熱分析 189
12.1  傳熱概述 189
12.1.1  傳熱方式 190
12.1.2  熱分析類(lèi)型 190
12.1.3  非線性熱分析 191
12.1.4  邊界條件或初始條件 191
12.2  熱分析流程 191
12.2.1  幾何模型 192
12.2.2  實(shí)體接觸 192
12.2.3  導(dǎo)熱率 193
12.2.4  施加載荷 193
12.2.5  熱邊界條件 194
12.2.6  熱應(yīng)力分析 194
12.2.7  結(jié)果后處理 194
12.3  散熱器的熱分析 195
12.3.1  問(wèn)題描述 195
12.3.2  啟動(dòng)Workbench并建立分析項(xiàng)目 195
12.3.3  導(dǎo)入幾何體 196
12.3.4  添加材料庫(kù) 197
12.3.5  添加模型材料屬性 199
12.3.6  劃分網(wǎng)格 200
12.3.7  施加載荷與約束 200
12.3.8  設(shè)置求解 201
12.3.9  求解并顯示求解結(jié)果 202
12.3.10  熱應(yīng)變分析 202
12.3.11  保存與退出 204
12.4  本章小結(jié) 204
第13章  特征值屈曲分析 205
13.1  屈曲分析概述 205
13.1.1  關(guān)于歐拉屈曲 205
13.1.2  線性屈曲的計(jì)算 206
13.1.3  線性屈曲分析的特點(diǎn) 207
13.2  線性屈曲的分析過(guò)程 207
13.2.1  幾何體和材料屬性 207
13.2.2  接觸區(qū)域 208
13.2.3  載荷與約束 208
13.2.4  屈曲設(shè)置 208
13.2.5  模型求解 209
13.2.6  結(jié)果檢查 209
13.3  桁架結(jié)構(gòu)的抗屈曲分析 210
13.3.1  問(wèn)題描述 210
13.3.2  Workbench基礎(chǔ)操作 210
13.3.3  創(chuàng)建多體部件體 212
13.3.4  網(wǎng)格參數(shù)設(shè)置 213
13.3.5  施加載荷與約束 213
13.3.6  設(shè)置求解選項(xiàng) 214
13.3.7  求解并顯示求解結(jié)果 215
13.3.8  保存與退出 216
13.4  本章小結(jié) 216
第14章  結(jié)構(gòu)非線性分析 217
14.1  結(jié)構(gòu)非線性分析概述 217
14.2  結(jié)構(gòu)非線性分析流程 219
14.2.1  超彈性材料 219
14.2.2  塑性材料 222
14.3  銷(xiāo)軸的結(jié)構(gòu)非線性分析 226
14.3.1  問(wèn)題描述 226
14.3.2  啟動(dòng)Workbench并建立分析項(xiàng)目 227
14.3.3  創(chuàng)建幾何體 227
14.3.4  添加模型材料屬性 231
14.3.5  劃分網(wǎng)格 233
14.3.6  求解載荷步數(shù)的設(shè)置 235
14.3.7  施加載荷與約束 235
14.3.8  設(shè)置求解項(xiàng) 236
14.3.9  求解并顯示求解結(jié)果 237
14.3.10  保存與退出 240
14.4  本章小結(jié) 240
第15章  接觸問(wèn)題分析 241
15.1  接觸問(wèn)題分析概述 241
15.1.1  罰函數(shù)法和增強(qiáng)拉格朗日法 241
15.1.2  拉格朗日乘數(shù)法 242
15.1.3  多點(diǎn)約束法 242
15.2  接觸問(wèn)題分析流程 243
15.2.1  接觸剛度與滲透 243
15.2.2  接觸類(lèi)型 244
15.2.3  對(duì)稱(chēng)/非對(duì)稱(chēng)行為 244
15.2.4  施加摩擦接觸 245
15.2.5  檢查接觸結(jié)果 245
15.3  軸承內(nèi)外套的接觸分析 246
15.3.1  問(wèn)題描述 246
15.3.2  啟動(dòng)Workbench并建立分析項(xiàng)目 246
15.3.3  創(chuàng)建幾何體 247
15.3.4  添加模型材料屬性 253
15.3.5  設(shè)置接觸選項(xiàng) 255
15.3.6  劃分網(wǎng)格 256
15.3.7  施加載荷與約束 257
15.3.8  設(shè)置求解項(xiàng) 259
15.3.9  求解并顯示求解結(jié)果 260
15.3.10  保存與退出 261
15.4  本章小結(jié) 261
第16章  優(yōu)化設(shè)計(jì) 262
16.1  設(shè)計(jì)探索概述 262
16.1.1  參數(shù)定義 262
16.1.2  設(shè)定優(yōu)化方法 263
16.1.3  設(shè)計(jì)探索選項(xiàng) 263
16.1.4  設(shè)計(jì)探索特點(diǎn) 263
16.1.5  設(shè)計(jì)探索操作界面 264
16.2  設(shè)計(jì)探索優(yōu)化設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 265
16.2.1  參數(shù)設(shè)置 265
16.2.2  響應(yīng)面優(yōu)化 266
16.2.3  響應(yīng)曲面 267
16.2.4  實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 268
16.2.5  六西格瑪分析 270
16.3  連接板的優(yōu)化設(shè)計(jì) 271
16.3.1  問(wèn)題描述 271
16.3.2  啟動(dòng)Workbench并建立分析項(xiàng)目 271
16.3.3  導(dǎo)入幾何體 272
16.3.4  添加材料庫(kù) 273
16.3.5  添加模型材料屬性 275
16.3.6  劃分網(wǎng)格 275
16.3.7  施加約束與載荷 276
16.3.8  設(shè)置求解項(xiàng) 277
16.3.9  求解并顯示求解結(jié)果 278
16.3.10  觀察優(yōu)化參數(shù) 279
16.3.11  響應(yīng)曲面 281
16.3.12  觀察新設(shè)計(jì)點(diǎn)的結(jié)果 284
16.3.13  保存與退出 284
16.4  本章小結(jié) 285
第17章  流體動(dòng)力學(xué)分析 286
17.1  流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 286
17.1.1  質(zhì)量守恒方程 286
17.1.2  動(dòng)量守恒方程 287
17.1.3  能量守恒方程 287
17.1.4  湍流模型 288
17.2  流體動(dòng)力學(xué)的分析流程 288
17.3  基于Fluent的導(dǎo)彈流體動(dòng)力學(xué)分析 289
17.3.1  案例介紹 289
17.3.2  啟動(dòng)Workbench并建立分析項(xiàng)目 289
17.3.3  導(dǎo)入幾何體 290
17.3.4  劃分網(wǎng)格 291
17.3.5  網(wǎng)格檢查與處理 293
17.3.6  設(shè)置物理模型和材料 294
17.3.7  設(shè)置操作環(huán)境和邊界條件 296
17.3.8  設(shè)置求解方法和控制參數(shù) 297
17.3.9  設(shè)置監(jiān)視窗口和初始化 298
17.3.10  求解和退出 300
17.3.11  計(jì)算結(jié)果的后處理 300
17.3.12  保存與退出 305
17.4  本章小結(jié) 306
第18章  多物理場(chǎng)耦合分析 307
18.1  多物理場(chǎng)耦合分析概述 307
18.2  流體結(jié)構(gòu)耦合分析 308
18.2.1  案例介紹 308
18.2.2  啟動(dòng)Workbench并建立分析項(xiàng)目 309
18.2.3  導(dǎo)入幾何體 310
18.2.4  劃分網(wǎng)格 311
18.2.5  網(wǎng)格檢查與處理 312
18.2.6  設(shè)置物理模型和材料 313
18.2.7  設(shè)置操作環(huán)境和邊界條件 315
18.2.8  設(shè)置求解方法和控制參數(shù) 316
18.2.9  設(shè)置監(jiān)視窗口和計(jì)算 317
18.2.10  計(jì)算結(jié)果的后處理 317
18.2.11  結(jié)構(gòu)力學(xué)模型設(shè)置 319
18.2.12  網(wǎng)格劃分 319
18.2.13  添加約束與載荷 320
18.2.14  設(shè)置求解項(xiàng) 321
18.2.15  求解并顯示求解結(jié)果 321
18.2.16  保存與退出 322
18.3  本章小結(jié) 322