第1章初識ANSYSWorkbench 1
1.1ANSYSWorkbench概述 1
1.1.1關于ANSYSWorkbench 1
1.1.2多物理場分析模式 2
1.1.3項目級仿真參數管理 2
1.1.4Workbench應用模塊 3
1.2Workbench操作界面 3
1.2.1啟動Workbench 3
1.2.2Workbench主界面 4
1.3Workbench項目管理 6
1.3.1復制及刪除項目 6
1.3.2關聯項目 7
1.3.3項目管理操作案例 7
1.3.4設置項屬性 8
1.4Workbench文件管理 9
1.4.1文件目錄結構 9
1.4.2快速生成壓縮文件 10
1.5Workbench實例入門 10
1.5.1案例介紹 10
1.5.2建立分析項目 11
1.5.3導入創建幾何體 11
1.5.4添加材料庫 12
1.5.5添加模型材料屬性 14
1.5.6劃分網格 15
1.5.7施加載荷與約束 15
1.5.8結果后處理 17
1.5.9保存與退出 18
1.6本章小結 19
第2章創建幾何模型 20
2.1認識DesignModeler 20
2.1.1進入DesignModeler 20
2.1.2DesignModeler的操作界面 22
2.1.3DesignModeler的鼠標操作 23
2.1.4圖形選取與控制 24
2.1.5DesignModeler幾何體 24
2.2DesignModeler草圖模式 24
2.2.1創建新平面 25
2.2.2創建新草圖 25
2.2.3草圖模式 25
2.2.4草圖援引 26
2.3創建3D幾何體 26
2.3.1創建3D特征 27
2.3.2激活體和凍結體 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創建多體部件體 31
2.4導入外部CAD文件 32
2.4.1非關聯性導入文件 32
2.4.2關聯性導入文件 32
2.4.3導入定位 32
2.4.4創建場域幾何體 33
2.5概念建模 33
2.5.1從點生成線體 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創建幾何體的實例操作 37
2.6.1進入DM界面 38
2.6.2繪制零件底部圓盤 38
2.6.3創建零件肋柱 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外部模型導入實例操作 42
2.7.1外部幾何模型導入 43
2.7.2創建線體 43
2.7.3生成面體 44
2.7.4創建橫截面 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 46
第3章網格劃分 47
3.1網格劃分平臺 47
3.1.1網格劃分特點 47
3.1.2網格劃分方法 48
3.1.3網格劃分技巧 49
3.1.4網格劃分流程 50
3.1.5網格尺寸策略 50
3.23D幾何網格劃分 51
3.2.1四面體網格的優缺點 51
3.2.2四面體網格劃分時的常用參數 51
3.2.3四面體算法 52
3.2.4四面體膨脹 53
3.3網格參數設置 53
3.3.1默認參數設置 54
3.3.2尺寸調整 54
3.3.3膨脹控制 55
3.3.4網格質量 56
3.4掃掠網格劃分 57
3.4.1掃掠劃分方法 57
3.4.2掃掠網格控制 58
3.5多區域網格劃分 59
3.5.1多區域劃分方法 59
3.5.2多區域網格控制 59
3.6網格劃分案例 60
3.6.1自動網格劃分案例 60
3.6.2網格劃分控制案例 63
3.7本章小結 67
第4章Mechanical基礎 68
4.1關于Mechanical 68
4.2Mechanical基本操作 69
4.2.1啟動Mechanical 69
4.2.2Mechanical操作界面 69
4.2.3鼠標控制 72
4.3材料參數輸入控制 72
4.3.1進入工程數據應用程序 72
4.3.2材料庫 73
4.3.3添加材料 74
4.3.4添加材料屬性 75
4.4Mechanical前處理操作 76
4.4.1幾何結構 76
4.4.2接觸與點焊 77
4.4.3坐標系 78
4.4.4分析設置 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結果后處理 83
4.7.1結果顯示 83
4.7.2變形顯示 84
4.7.3應力和應變 84
4.7.4接觸結果 84
4.7.5自定義結果顯示 85
4.8本章小結 85
第5章線性靜態結構分析 86
5.1線性靜態結構分析概述 86
5.2線性靜態結構的分析流程 87
5.2.1幾何模型 87
5.2.2材料特性 88
5.2.3定義接觸區域 88
5.2.4劃分網格 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結果后處理 89
5.3風力發電機葉片靜態結構分析 89
5.3.1問題描述 89
5.3.2建立分析項目 90
5.3.3導入幾何體 90
5.3.4添加材料庫 92
5.3.5添加模型材料屬性 95
5.3.6劃分網格 96
5.3.7施加載荷與約束 97
5.3.8設置求解 98
5.3.9求解并顯示求解結果 99
5.3.10更改材料觀察分析結果 100
5.3.11保存與退出 102
5.4本章小結 102
第6章模態分析 103
6.1模態分析概述 103
6.2Workbench模態分析流程 104
6.2.1幾何體和質點 105
6.2.2接觸區域 105
6.2.3分析類型 105
6.2.4載荷和約束 106
6.2.5求解模型 106
6.3飛機機翼模態分析 107
6.3.1問題描述 107
6.3.2建立分析項目 108
6.3.3導入幾何體 108
6.3.4添加材料庫 109
6.3.5修改模型材料屬性 111
6.3.6劃分網格 112
6.3.7施加固定約束 113
6.3.8設置求解 113
6.3.9求解并顯示求解結果 114
6.3.10保存與退出 115
6.4風力發電機葉片預應力模態分析 116
6.4.1打開結構靜態分析 116
6.4.2創建預應力模態分析項目 116
6.4.3結果后處理 117
6.4.4求解并顯示求解結果 118
6.4.5保存與退出 119
6.5本章小結 119
第7章諧響應分析 120
7.1諧響應分析概述 120
7.2諧響應分析流程 121
7.2.1施加簡諧載荷 122
7.2.2求解方法 122
7.2.3查看結果 123
7.3連接轉軸的諧響應分析 124
7.3.1問題描述 124
7.3.2Workbench基礎操作 124
7.3.3創建多體部件體及抑制體 125
7.3.4網格參數設置 126
7.3.5施加載荷與約束 127
7.3.6設置求解 128
7.3.7求解并顯示求解結果 129
7.3.8保存與退出 131
7.4本章小結 131
第8章響應譜分析 132
8.1譜分析概述 132
8.2響應譜分析流程 132
8.3地震位移下的響應譜分析 134
8.3.1問題描述 134
8.3.2啟動Workbench進入DM界面 134
8.3.3創建模型 135
8.3.4添加材料 140
8.3.5為體添加材料 141
8.3.6劃分網格 142
8.3.7施加固定約束 143
8.3.8提取模態參數設置 144
8.3.9查看模態分析結果 144
8.3.10添加響應譜位移 145
8.3.11提取響應譜分析結果 146
8.3.12查看分析結果 147
8.3.13保存與退出 147
8.4本章小結 148
第9章隨機振動分析 149
9.1隨機振動分析概述 149
9.2隨機振動分析流程 150
9.3梁板結構的隨機振動分析 151
9.3.1問題描述 151
9.3.2建立分析項目 151
9.3.3修改模型 152
9.3.4生成多體部件體 154
9.3.5劃分網格 155
9.3.6施加固定約束 156
9.3.7提取模態參數設置 156
9.3.8查看模態分析結果 157
9.3.9添加功率譜位移 158
9.3.10提取隨機振動的分析結果 159
9.3.11查看隨機振動的分析結果 160
9.3.12保存與退出 161
9.4本章小結 161
第10章瞬態動力學分析 162
10.1瞬態動力學分析概述 162
10.2瞬態動力學分析流程 162
10.2.1幾何模型 163
10.2.2時間步長 164
10.2.3運動副 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后處理中查看結果 165
10.3汽車主軸的瞬態動力學分析 165
10.3.1問題描述 166
10.3.2Workbench基礎操作 166
10.3.3為體添加材料特性 167
10.3.4創建坐標系 167
10.3.5劃分網格 168
10.3.6施加載荷與約束 168
10.3.7設置求解選項 169
10.3.8求解并顯示求解結果 171
10.3.9保存與退出 173
10.4本章小結 173
第11章顯式動力學分析 174
11.1顯式動力學分析概述 174
11.1.1顯式算法與隱式算法的區別 174
11.1.2ANSYS中的顯式動力學模塊 175
11.2顯式動力學分析流程 175
11.3質量塊沖擊薄板的顯式動力學分析 176
11.3.1問題描述 176
11.3.2啟動Workbench并建立分析項目 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劃分網格 182
11.3.7施加載荷與約束 184
11.3.8提取顯式動力學分析結果 185
11.3.9求解并顯示求解結果 186
11.3.10保存與退出 188
11.4本章小結 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實體接觸 192
12.2.3導熱率 193
12.2.4施加載荷 193
12.2.5熱邊界條件 194
12.2.6熱應力分析 194
12.2.7結果后處理 194
12.3散熱器的熱分析 195
12.3.1問題描述 195
12.3.2啟動Workbench并建立分析項目 195
12.3.3導入幾何體 196
12.3.4添加材料庫 197
12.3.5添加模型材料屬性 199
12.3.6劃分網格 200
12.3.7施加載荷與約束 200
12.3.8設置求解 201
12.3.9求解并顯示求解結果 202
12.3.10熱應變分析 202
12.3.11保存與退出 204
12.4本章小結 204
第13章特征值屈曲分析 205
13.1屈曲分析概述 205
13.1.1關于歐拉屈曲 205
13.1.2線性屈曲的計算 206
13.1.3線性屈曲分析的特點 207
13.2線性屈曲的分析過程 207
13.2.1幾何體和材料屬性 207
13.2.2接觸區域 208
13.2.3載荷與約束 208
13.2.4屈曲設置 208
13.2.5模型求解 209
13.2.6結果檢查 209
13.3桁架結構的抗屈曲分析 210
13.3.1問題描述 210
13.3.2Workbench基礎操作 210
13.3.3創建多體部件體 212
13.3.4網格參數設置 213
13.3.5施加載荷與約束 213
13.3.6設置求解選項 214
13.3.7求解并顯示求解結果 215
13.3.8保存與退出 216
13.4本章小結 216
第14章結構非線性分析 217
14.1結構非線性分析概述 217
14.2結構非線性分析流程 219
14.2.1超彈性材料 219
14.2.2塑性材料 222
14.3銷軸的結構非線性分析 226
14.3.1問題描述 226
14.3.2啟動Workbench并建立分析項目 227
14.3.3創建幾何體 227
14.3.4添加模型材料屬性 231
14.3.5劃分網格 233
14.3.6求解載荷步數的設置 235
14.3.7施加載荷與約束 235
14.3.8設置求解項 236
14.3.9求解并顯示求解結果 237
14.3.10保存與退出 240
14.4本章小結 240
第15章接觸問題分析 241
15.1接觸問題分析概述 241
15.1.1罰函數法和增強拉格朗日法 241
15.1.2拉格朗日乘數法 242
15.1.3多點約束法 242
15.2接觸問題分析流程 243
15.2.1接觸剛度與滲透 243
15.2.2接觸類型 244
15.2.3對稱/非對稱行為 244
15.2.4施加摩擦接觸 245
15.2.5檢查接觸結果 245
15.3軸承內外套的接觸分析 246
15.3.1問題描述 246
15.3.2啟動Workbench并建立分析項目 246
15.3.3創建幾何體 247
15.3.4添加模型材料屬性 253
15.3.5設置接觸選項 255
15.3.6劃分網格 256
15.3.7施加載荷與約束 257
15.3.8設置求解項 259
15.3.9求解并顯示求解結果 260
15.3.10保存與退出 261
15.4本章小結 261
第16章優化設計 262
16.1設計探索概述 262
16.1.1參數定義 262
16.1.2設定優化方法 263
16.1.3設計探索選項 263
16.1.4設計探索特點 263
16.1.5設計探索操作界面 264
16.2設計探索優化設計基礎 265
16.2.1參數設置 265
16.2.2響應面優化 266
16.2.3響應曲面 267
16.2.4實驗設計 268
16.2.5六西格瑪分析 270
16.3連接板的優化設計 271
16.3.1問題描述 271
16.3.2啟動Workbench并建立分析項目 271
16.3.3導入幾何體 272
16.3.4添加材料庫 273
16.3.5添加模型材料屬性 275
16.3.6劃分網格 275
16.3.7施加約束與載荷 276
16.3.8設置求解項 277
16.3.9求解并顯示求解結果 278
16.3.10觀察優化參數 279
16.3.11響應曲面 281
16.3.12觀察新設計點的結果 284
16.3.13保存與退出 284
16.4本章小結 285
第17章流體動力學分析 286
17.1流體動力學基礎 286
17.1.1質量守恒方程 286
17.1.2動量守恒方程 287
17.1.3能量守恒方程 287
17.1.4湍流模型 288
17.2流體動力學的分析流程 288
17.3基于Fluent的導彈流體動力學分析 289
17.3.1案例介紹 289
17.3.2啟動Workbench并建立分析項目 289
17.3.3導入幾何體 290
17.3.4劃分網格 291
17.3.5網格檢查與處理 293
17.3.6設置物理模型和材料 294
17.3.7設置操作環境和邊界條件 296
17.3.8設置求解方法和控制參數 297
17.3.9設置監視窗口和初始化 298
17.3.10求解和退出 300
17.3.11計算結果的后處理 300
17.3.12保存與退出 305
17.4本章小結 306
第18章多物理場耦合分析 307
18.1多物理場耦合分析概述 307
18.2流體結構耦合分析 308
18.2.1案例介紹 308
18.2.2啟動Workbench并建立分析項目 309
18.2.3導入幾何體 310
18.2.4劃分網格 311
18.2.5網格檢查與處理 312
18.2.6設置物理模型和材料 313
18.2.7設置操作環境和邊界條件 315
18.2.8設置求解方法和控制參數 316
18.2.9設置監視窗口和計算 317
18.2.10計算結果的后處理 317
18.2.11結構力學模型設置 319
18.2.12網格劃分 319
18.2.13添加約束與載荷 320
18.2.14設置求解項 321
18.2.15求解并顯示求解結果 321
18.2.16保存與退出 322
18.3本章小結 322